xref: /linux/net/ceph/crypto.c (revision 4949009eb8d40a441dcddcd96e101e77d31cf1b2)
1 
2 #include <linux/ceph/ceph_debug.h>
3 
4 #include <linux/err.h>
5 #include <linux/scatterlist.h>
6 #include <linux/slab.h>
7 #include <crypto/hash.h>
8 #include <linux/key-type.h>
9 
10 #include <keys/ceph-type.h>
11 #include <keys/user-type.h>
12 #include <linux/ceph/decode.h>
13 #include "crypto.h"
14 
15 int ceph_crypto_key_clone(struct ceph_crypto_key *dst,
16 			  const struct ceph_crypto_key *src)
17 {
18 	memcpy(dst, src, sizeof(struct ceph_crypto_key));
19 	dst->key = kmemdup(src->key, src->len, GFP_NOFS);
20 	if (!dst->key)
21 		return -ENOMEM;
22 	return 0;
23 }
24 
25 int ceph_crypto_key_encode(struct ceph_crypto_key *key, void **p, void *end)
26 {
27 	if (*p + sizeof(u16) + sizeof(key->created) +
28 	    sizeof(u16) + key->len > end)
29 		return -ERANGE;
30 	ceph_encode_16(p, key->type);
31 	ceph_encode_copy(p, &key->created, sizeof(key->created));
32 	ceph_encode_16(p, key->len);
33 	ceph_encode_copy(p, key->key, key->len);
34 	return 0;
35 }
36 
37 int ceph_crypto_key_decode(struct ceph_crypto_key *key, void **p, void *end)
38 {
39 	ceph_decode_need(p, end, 2*sizeof(u16) + sizeof(key->created), bad);
40 	key->type = ceph_decode_16(p);
41 	ceph_decode_copy(p, &key->created, sizeof(key->created));
42 	key->len = ceph_decode_16(p);
43 	ceph_decode_need(p, end, key->len, bad);
44 	key->key = kmalloc(key->len, GFP_NOFS);
45 	if (!key->key)
46 		return -ENOMEM;
47 	ceph_decode_copy(p, key->key, key->len);
48 	return 0;
49 
50 bad:
51 	dout("failed to decode crypto key\n");
52 	return -EINVAL;
53 }
54 
55 int ceph_crypto_key_unarmor(struct ceph_crypto_key *key, const char *inkey)
56 {
57 	int inlen = strlen(inkey);
58 	int blen = inlen * 3 / 4;
59 	void *buf, *p;
60 	int ret;
61 
62 	dout("crypto_key_unarmor %s\n", inkey);
63 	buf = kmalloc(blen, GFP_NOFS);
64 	if (!buf)
65 		return -ENOMEM;
66 	blen = ceph_unarmor(buf, inkey, inkey+inlen);
67 	if (blen < 0) {
68 		kfree(buf);
69 		return blen;
70 	}
71 
72 	p = buf;
73 	ret = ceph_crypto_key_decode(key, &p, p + blen);
74 	kfree(buf);
75 	if (ret)
76 		return ret;
77 	dout("crypto_key_unarmor key %p type %d len %d\n", key,
78 	     key->type, key->len);
79 	return 0;
80 }
81 
82 
83 
84 #define AES_KEY_SIZE 16
85 
86 static struct crypto_blkcipher *ceph_crypto_alloc_cipher(void)
87 {
88 	return crypto_alloc_blkcipher("cbc(aes)", 0, CRYPTO_ALG_ASYNC);
89 }
90 
91 static const u8 *aes_iv = (u8 *)CEPH_AES_IV;
92 
93 /*
94  * Should be used for buffers allocated with ceph_kvmalloc().
95  * Currently these are encrypt out-buffer (ceph_buffer) and decrypt
96  * in-buffer (msg front).
97  *
98  * Dispose of @sgt with teardown_sgtable().
99  *
100  * @prealloc_sg is to avoid memory allocation inside sg_alloc_table()
101  * in cases where a single sg is sufficient.  No attempt to reduce the
102  * number of sgs by squeezing physically contiguous pages together is
103  * made though, for simplicity.
104  */
105 static int setup_sgtable(struct sg_table *sgt, struct scatterlist *prealloc_sg,
106 			 const void *buf, unsigned int buf_len)
107 {
108 	struct scatterlist *sg;
109 	const bool is_vmalloc = is_vmalloc_addr(buf);
110 	unsigned int off = offset_in_page(buf);
111 	unsigned int chunk_cnt = 1;
112 	unsigned int chunk_len = PAGE_ALIGN(off + buf_len);
113 	int i;
114 	int ret;
115 
116 	if (buf_len == 0) {
117 		memset(sgt, 0, sizeof(*sgt));
118 		return -EINVAL;
119 	}
120 
121 	if (is_vmalloc) {
122 		chunk_cnt = chunk_len >> PAGE_SHIFT;
123 		chunk_len = PAGE_SIZE;
124 	}
125 
126 	if (chunk_cnt > 1) {
127 		ret = sg_alloc_table(sgt, chunk_cnt, GFP_NOFS);
128 		if (ret)
129 			return ret;
130 	} else {
131 		WARN_ON(chunk_cnt != 1);
132 		sg_init_table(prealloc_sg, 1);
133 		sgt->sgl = prealloc_sg;
134 		sgt->nents = sgt->orig_nents = 1;
135 	}
136 
137 	for_each_sg(sgt->sgl, sg, sgt->orig_nents, i) {
138 		struct page *page;
139 		unsigned int len = min(chunk_len - off, buf_len);
140 
141 		if (is_vmalloc)
142 			page = vmalloc_to_page(buf);
143 		else
144 			page = virt_to_page(buf);
145 
146 		sg_set_page(sg, page, len, off);
147 
148 		off = 0;
149 		buf += len;
150 		buf_len -= len;
151 	}
152 	WARN_ON(buf_len != 0);
153 
154 	return 0;
155 }
156 
157 static void teardown_sgtable(struct sg_table *sgt)
158 {
159 	if (sgt->orig_nents > 1)
160 		sg_free_table(sgt);
161 }
162 
163 static int ceph_aes_encrypt(const void *key, int key_len,
164 			    void *dst, size_t *dst_len,
165 			    const void *src, size_t src_len)
166 {
167 	struct scatterlist sg_in[2], prealloc_sg;
168 	struct sg_table sg_out;
169 	struct crypto_blkcipher *tfm = ceph_crypto_alloc_cipher();
170 	struct blkcipher_desc desc = { .tfm = tfm, .flags = 0 };
171 	int ret;
172 	void *iv;
173 	int ivsize;
174 	size_t zero_padding = (0x10 - (src_len & 0x0f));
175 	char pad[16];
176 
177 	if (IS_ERR(tfm))
178 		return PTR_ERR(tfm);
179 
180 	memset(pad, zero_padding, zero_padding);
181 
182 	*dst_len = src_len + zero_padding;
183 
184 	sg_init_table(sg_in, 2);
185 	sg_set_buf(&sg_in[0], src, src_len);
186 	sg_set_buf(&sg_in[1], pad, zero_padding);
187 	ret = setup_sgtable(&sg_out, &prealloc_sg, dst, *dst_len);
188 	if (ret)
189 		goto out_tfm;
190 
191 	crypto_blkcipher_setkey((void *)tfm, key, key_len);
192 	iv = crypto_blkcipher_crt(tfm)->iv;
193 	ivsize = crypto_blkcipher_ivsize(tfm);
194 	memcpy(iv, aes_iv, ivsize);
195 
196 	/*
197 	print_hex_dump(KERN_ERR, "enc key: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
198 		       key, key_len, 1);
199 	print_hex_dump(KERN_ERR, "enc src: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
200 			src, src_len, 1);
201 	print_hex_dump(KERN_ERR, "enc pad: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
202 			pad, zero_padding, 1);
203 	*/
204 	ret = crypto_blkcipher_encrypt(&desc, sg_out.sgl, sg_in,
205 				     src_len + zero_padding);
206 	if (ret < 0) {
207 		pr_err("ceph_aes_crypt failed %d\n", ret);
208 		goto out_sg;
209 	}
210 	/*
211 	print_hex_dump(KERN_ERR, "enc out: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
212 		       dst, *dst_len, 1);
213 	*/
214 
215 out_sg:
216 	teardown_sgtable(&sg_out);
217 out_tfm:
218 	crypto_free_blkcipher(tfm);
219 	return ret;
220 }
221 
222 static int ceph_aes_encrypt2(const void *key, int key_len, void *dst,
223 			     size_t *dst_len,
224 			     const void *src1, size_t src1_len,
225 			     const void *src2, size_t src2_len)
226 {
227 	struct scatterlist sg_in[3], prealloc_sg;
228 	struct sg_table sg_out;
229 	struct crypto_blkcipher *tfm = ceph_crypto_alloc_cipher();
230 	struct blkcipher_desc desc = { .tfm = tfm, .flags = 0 };
231 	int ret;
232 	void *iv;
233 	int ivsize;
234 	size_t zero_padding = (0x10 - ((src1_len + src2_len) & 0x0f));
235 	char pad[16];
236 
237 	if (IS_ERR(tfm))
238 		return PTR_ERR(tfm);
239 
240 	memset(pad, zero_padding, zero_padding);
241 
242 	*dst_len = src1_len + src2_len + zero_padding;
243 
244 	sg_init_table(sg_in, 3);
245 	sg_set_buf(&sg_in[0], src1, src1_len);
246 	sg_set_buf(&sg_in[1], src2, src2_len);
247 	sg_set_buf(&sg_in[2], pad, zero_padding);
248 	ret = setup_sgtable(&sg_out, &prealloc_sg, dst, *dst_len);
249 	if (ret)
250 		goto out_tfm;
251 
252 	crypto_blkcipher_setkey((void *)tfm, key, key_len);
253 	iv = crypto_blkcipher_crt(tfm)->iv;
254 	ivsize = crypto_blkcipher_ivsize(tfm);
255 	memcpy(iv, aes_iv, ivsize);
256 
257 	/*
258 	print_hex_dump(KERN_ERR, "enc  key: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
259 		       key, key_len, 1);
260 	print_hex_dump(KERN_ERR, "enc src1: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
261 			src1, src1_len, 1);
262 	print_hex_dump(KERN_ERR, "enc src2: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
263 			src2, src2_len, 1);
264 	print_hex_dump(KERN_ERR, "enc  pad: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
265 			pad, zero_padding, 1);
266 	*/
267 	ret = crypto_blkcipher_encrypt(&desc, sg_out.sgl, sg_in,
268 				     src1_len + src2_len + zero_padding);
269 	if (ret < 0) {
270 		pr_err("ceph_aes_crypt2 failed %d\n", ret);
271 		goto out_sg;
272 	}
273 	/*
274 	print_hex_dump(KERN_ERR, "enc  out: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
275 		       dst, *dst_len, 1);
276 	*/
277 
278 out_sg:
279 	teardown_sgtable(&sg_out);
280 out_tfm:
281 	crypto_free_blkcipher(tfm);
282 	return ret;
283 }
284 
285 static int ceph_aes_decrypt(const void *key, int key_len,
286 			    void *dst, size_t *dst_len,
287 			    const void *src, size_t src_len)
288 {
289 	struct sg_table sg_in;
290 	struct scatterlist sg_out[2], prealloc_sg;
291 	struct crypto_blkcipher *tfm = ceph_crypto_alloc_cipher();
292 	struct blkcipher_desc desc = { .tfm = tfm };
293 	char pad[16];
294 	void *iv;
295 	int ivsize;
296 	int ret;
297 	int last_byte;
298 
299 	if (IS_ERR(tfm))
300 		return PTR_ERR(tfm);
301 
302 	sg_init_table(sg_out, 2);
303 	sg_set_buf(&sg_out[0], dst, *dst_len);
304 	sg_set_buf(&sg_out[1], pad, sizeof(pad));
305 	ret = setup_sgtable(&sg_in, &prealloc_sg, src, src_len);
306 	if (ret)
307 		goto out_tfm;
308 
309 	crypto_blkcipher_setkey((void *)tfm, key, key_len);
310 	iv = crypto_blkcipher_crt(tfm)->iv;
311 	ivsize = crypto_blkcipher_ivsize(tfm);
312 	memcpy(iv, aes_iv, ivsize);
313 
314 	/*
315 	print_hex_dump(KERN_ERR, "dec key: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
316 		       key, key_len, 1);
317 	print_hex_dump(KERN_ERR, "dec  in: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
318 		       src, src_len, 1);
319 	*/
320 	ret = crypto_blkcipher_decrypt(&desc, sg_out, sg_in.sgl, src_len);
321 	if (ret < 0) {
322 		pr_err("ceph_aes_decrypt failed %d\n", ret);
323 		goto out_sg;
324 	}
325 
326 	if (src_len <= *dst_len)
327 		last_byte = ((char *)dst)[src_len - 1];
328 	else
329 		last_byte = pad[src_len - *dst_len - 1];
330 	if (last_byte <= 16 && src_len >= last_byte) {
331 		*dst_len = src_len - last_byte;
332 	} else {
333 		pr_err("ceph_aes_decrypt got bad padding %d on src len %d\n",
334 		       last_byte, (int)src_len);
335 		return -EPERM;  /* bad padding */
336 	}
337 	/*
338 	print_hex_dump(KERN_ERR, "dec out: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
339 		       dst, *dst_len, 1);
340 	*/
341 
342 out_sg:
343 	teardown_sgtable(&sg_in);
344 out_tfm:
345 	crypto_free_blkcipher(tfm);
346 	return ret;
347 }
348 
349 static int ceph_aes_decrypt2(const void *key, int key_len,
350 			     void *dst1, size_t *dst1_len,
351 			     void *dst2, size_t *dst2_len,
352 			     const void *src, size_t src_len)
353 {
354 	struct sg_table sg_in;
355 	struct scatterlist sg_out[3], prealloc_sg;
356 	struct crypto_blkcipher *tfm = ceph_crypto_alloc_cipher();
357 	struct blkcipher_desc desc = { .tfm = tfm };
358 	char pad[16];
359 	void *iv;
360 	int ivsize;
361 	int ret;
362 	int last_byte;
363 
364 	if (IS_ERR(tfm))
365 		return PTR_ERR(tfm);
366 
367 	sg_init_table(sg_out, 3);
368 	sg_set_buf(&sg_out[0], dst1, *dst1_len);
369 	sg_set_buf(&sg_out[1], dst2, *dst2_len);
370 	sg_set_buf(&sg_out[2], pad, sizeof(pad));
371 	ret = setup_sgtable(&sg_in, &prealloc_sg, src, src_len);
372 	if (ret)
373 		goto out_tfm;
374 
375 	crypto_blkcipher_setkey((void *)tfm, key, key_len);
376 	iv = crypto_blkcipher_crt(tfm)->iv;
377 	ivsize = crypto_blkcipher_ivsize(tfm);
378 	memcpy(iv, aes_iv, ivsize);
379 
380 	/*
381 	print_hex_dump(KERN_ERR, "dec  key: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
382 		       key, key_len, 1);
383 	print_hex_dump(KERN_ERR, "dec   in: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
384 		       src, src_len, 1);
385 	*/
386 	ret = crypto_blkcipher_decrypt(&desc, sg_out, sg_in.sgl, src_len);
387 	if (ret < 0) {
388 		pr_err("ceph_aes_decrypt failed %d\n", ret);
389 		goto out_sg;
390 	}
391 
392 	if (src_len <= *dst1_len)
393 		last_byte = ((char *)dst1)[src_len - 1];
394 	else if (src_len <= *dst1_len + *dst2_len)
395 		last_byte = ((char *)dst2)[src_len - *dst1_len - 1];
396 	else
397 		last_byte = pad[src_len - *dst1_len - *dst2_len - 1];
398 	if (last_byte <= 16 && src_len >= last_byte) {
399 		src_len -= last_byte;
400 	} else {
401 		pr_err("ceph_aes_decrypt got bad padding %d on src len %d\n",
402 		       last_byte, (int)src_len);
403 		return -EPERM;  /* bad padding */
404 	}
405 
406 	if (src_len < *dst1_len) {
407 		*dst1_len = src_len;
408 		*dst2_len = 0;
409 	} else {
410 		*dst2_len = src_len - *dst1_len;
411 	}
412 	/*
413 	print_hex_dump(KERN_ERR, "dec  out1: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
414 		       dst1, *dst1_len, 1);
415 	print_hex_dump(KERN_ERR, "dec  out2: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
416 		       dst2, *dst2_len, 1);
417 	*/
418 
419 out_sg:
420 	teardown_sgtable(&sg_in);
421 out_tfm:
422 	crypto_free_blkcipher(tfm);
423 	return ret;
424 }
425 
426 
427 int ceph_decrypt(struct ceph_crypto_key *secret, void *dst, size_t *dst_len,
428 		 const void *src, size_t src_len)
429 {
430 	switch (secret->type) {
431 	case CEPH_CRYPTO_NONE:
432 		if (*dst_len < src_len)
433 			return -ERANGE;
434 		memcpy(dst, src, src_len);
435 		*dst_len = src_len;
436 		return 0;
437 
438 	case CEPH_CRYPTO_AES:
439 		return ceph_aes_decrypt(secret->key, secret->len, dst,
440 					dst_len, src, src_len);
441 
442 	default:
443 		return -EINVAL;
444 	}
445 }
446 
447 int ceph_decrypt2(struct ceph_crypto_key *secret,
448 			void *dst1, size_t *dst1_len,
449 			void *dst2, size_t *dst2_len,
450 			const void *src, size_t src_len)
451 {
452 	size_t t;
453 
454 	switch (secret->type) {
455 	case CEPH_CRYPTO_NONE:
456 		if (*dst1_len + *dst2_len < src_len)
457 			return -ERANGE;
458 		t = min(*dst1_len, src_len);
459 		memcpy(dst1, src, t);
460 		*dst1_len = t;
461 		src += t;
462 		src_len -= t;
463 		if (src_len) {
464 			t = min(*dst2_len, src_len);
465 			memcpy(dst2, src, t);
466 			*dst2_len = t;
467 		}
468 		return 0;
469 
470 	case CEPH_CRYPTO_AES:
471 		return ceph_aes_decrypt2(secret->key, secret->len,
472 					 dst1, dst1_len, dst2, dst2_len,
473 					 src, src_len);
474 
475 	default:
476 		return -EINVAL;
477 	}
478 }
479 
480 int ceph_encrypt(struct ceph_crypto_key *secret, void *dst, size_t *dst_len,
481 		 const void *src, size_t src_len)
482 {
483 	switch (secret->type) {
484 	case CEPH_CRYPTO_NONE:
485 		if (*dst_len < src_len)
486 			return -ERANGE;
487 		memcpy(dst, src, src_len);
488 		*dst_len = src_len;
489 		return 0;
490 
491 	case CEPH_CRYPTO_AES:
492 		return ceph_aes_encrypt(secret->key, secret->len, dst,
493 					dst_len, src, src_len);
494 
495 	default:
496 		return -EINVAL;
497 	}
498 }
499 
500 int ceph_encrypt2(struct ceph_crypto_key *secret, void *dst, size_t *dst_len,
501 		  const void *src1, size_t src1_len,
502 		  const void *src2, size_t src2_len)
503 {
504 	switch (secret->type) {
505 	case CEPH_CRYPTO_NONE:
506 		if (*dst_len < src1_len + src2_len)
507 			return -ERANGE;
508 		memcpy(dst, src1, src1_len);
509 		memcpy(dst + src1_len, src2, src2_len);
510 		*dst_len = src1_len + src2_len;
511 		return 0;
512 
513 	case CEPH_CRYPTO_AES:
514 		return ceph_aes_encrypt2(secret->key, secret->len, dst, dst_len,
515 					 src1, src1_len, src2, src2_len);
516 
517 	default:
518 		return -EINVAL;
519 	}
520 }
521 
522 static int ceph_key_preparse(struct key_preparsed_payload *prep)
523 {
524 	struct ceph_crypto_key *ckey;
525 	size_t datalen = prep->datalen;
526 	int ret;
527 	void *p;
528 
529 	ret = -EINVAL;
530 	if (datalen <= 0 || datalen > 32767 || !prep->data)
531 		goto err;
532 
533 	ret = -ENOMEM;
534 	ckey = kmalloc(sizeof(*ckey), GFP_KERNEL);
535 	if (!ckey)
536 		goto err;
537 
538 	/* TODO ceph_crypto_key_decode should really take const input */
539 	p = (void *)prep->data;
540 	ret = ceph_crypto_key_decode(ckey, &p, (char*)prep->data+datalen);
541 	if (ret < 0)
542 		goto err_ckey;
543 
544 	prep->payload[0] = ckey;
545 	prep->quotalen = datalen;
546 	return 0;
547 
548 err_ckey:
549 	kfree(ckey);
550 err:
551 	return ret;
552 }
553 
554 static void ceph_key_free_preparse(struct key_preparsed_payload *prep)
555 {
556 	struct ceph_crypto_key *ckey = prep->payload[0];
557 	ceph_crypto_key_destroy(ckey);
558 	kfree(ckey);
559 }
560 
561 static void ceph_key_destroy(struct key *key)
562 {
563 	struct ceph_crypto_key *ckey = key->payload.data;
564 
565 	ceph_crypto_key_destroy(ckey);
566 	kfree(ckey);
567 }
568 
569 struct key_type key_type_ceph = {
570 	.name		= "ceph",
571 	.preparse	= ceph_key_preparse,
572 	.free_preparse	= ceph_key_free_preparse,
573 	.instantiate	= generic_key_instantiate,
574 	.destroy	= ceph_key_destroy,
575 };
576 
577 int ceph_crypto_init(void) {
578 	return register_key_type(&key_type_ceph);
579 }
580 
581 void ceph_crypto_shutdown(void) {
582 	unregister_key_type(&key_type_ceph);
583 }
584