xref: /linux/net/ceph/crypto.c (revision ca55b2fef3a9373fcfc30f82fd26bc7fccbda732)
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 static struct crypto_blkcipher *ceph_crypto_alloc_cipher(void)
83 {
84 	return crypto_alloc_blkcipher("cbc(aes)", 0, CRYPTO_ALG_ASYNC);
85 }
86 
87 static const u8 *aes_iv = (u8 *)CEPH_AES_IV;
88 
89 /*
90  * Should be used for buffers allocated with ceph_kvmalloc().
91  * Currently these are encrypt out-buffer (ceph_buffer) and decrypt
92  * in-buffer (msg front).
93  *
94  * Dispose of @sgt with teardown_sgtable().
95  *
96  * @prealloc_sg is to avoid memory allocation inside sg_alloc_table()
97  * in cases where a single sg is sufficient.  No attempt to reduce the
98  * number of sgs by squeezing physically contiguous pages together is
99  * made though, for simplicity.
100  */
101 static int setup_sgtable(struct sg_table *sgt, struct scatterlist *prealloc_sg,
102 			 const void *buf, unsigned int buf_len)
103 {
104 	struct scatterlist *sg;
105 	const bool is_vmalloc = is_vmalloc_addr(buf);
106 	unsigned int off = offset_in_page(buf);
107 	unsigned int chunk_cnt = 1;
108 	unsigned int chunk_len = PAGE_ALIGN(off + buf_len);
109 	int i;
110 	int ret;
111 
112 	if (buf_len == 0) {
113 		memset(sgt, 0, sizeof(*sgt));
114 		return -EINVAL;
115 	}
116 
117 	if (is_vmalloc) {
118 		chunk_cnt = chunk_len >> PAGE_SHIFT;
119 		chunk_len = PAGE_SIZE;
120 	}
121 
122 	if (chunk_cnt > 1) {
123 		ret = sg_alloc_table(sgt, chunk_cnt, GFP_NOFS);
124 		if (ret)
125 			return ret;
126 	} else {
127 		WARN_ON(chunk_cnt != 1);
128 		sg_init_table(prealloc_sg, 1);
129 		sgt->sgl = prealloc_sg;
130 		sgt->nents = sgt->orig_nents = 1;
131 	}
132 
133 	for_each_sg(sgt->sgl, sg, sgt->orig_nents, i) {
134 		struct page *page;
135 		unsigned int len = min(chunk_len - off, buf_len);
136 
137 		if (is_vmalloc)
138 			page = vmalloc_to_page(buf);
139 		else
140 			page = virt_to_page(buf);
141 
142 		sg_set_page(sg, page, len, off);
143 
144 		off = 0;
145 		buf += len;
146 		buf_len -= len;
147 	}
148 	WARN_ON(buf_len != 0);
149 
150 	return 0;
151 }
152 
153 static void teardown_sgtable(struct sg_table *sgt)
154 {
155 	if (sgt->orig_nents > 1)
156 		sg_free_table(sgt);
157 }
158 
159 static int ceph_aes_encrypt(const void *key, int key_len,
160 			    void *dst, size_t *dst_len,
161 			    const void *src, size_t src_len)
162 {
163 	struct scatterlist sg_in[2], prealloc_sg;
164 	struct sg_table sg_out;
165 	struct crypto_blkcipher *tfm = ceph_crypto_alloc_cipher();
166 	struct blkcipher_desc desc = { .tfm = tfm, .flags = 0 };
167 	int ret;
168 	void *iv;
169 	int ivsize;
170 	size_t zero_padding = (0x10 - (src_len & 0x0f));
171 	char pad[16];
172 
173 	if (IS_ERR(tfm))
174 		return PTR_ERR(tfm);
175 
176 	memset(pad, zero_padding, zero_padding);
177 
178 	*dst_len = src_len + zero_padding;
179 
180 	sg_init_table(sg_in, 2);
181 	sg_set_buf(&sg_in[0], src, src_len);
182 	sg_set_buf(&sg_in[1], pad, zero_padding);
183 	ret = setup_sgtable(&sg_out, &prealloc_sg, dst, *dst_len);
184 	if (ret)
185 		goto out_tfm;
186 
187 	crypto_blkcipher_setkey((void *)tfm, key, key_len);
188 	iv = crypto_blkcipher_crt(tfm)->iv;
189 	ivsize = crypto_blkcipher_ivsize(tfm);
190 	memcpy(iv, aes_iv, ivsize);
191 
192 	/*
193 	print_hex_dump(KERN_ERR, "enc key: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
194 		       key, key_len, 1);
195 	print_hex_dump(KERN_ERR, "enc src: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
196 			src, src_len, 1);
197 	print_hex_dump(KERN_ERR, "enc pad: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
198 			pad, zero_padding, 1);
199 	*/
200 	ret = crypto_blkcipher_encrypt(&desc, sg_out.sgl, sg_in,
201 				     src_len + zero_padding);
202 	if (ret < 0) {
203 		pr_err("ceph_aes_crypt failed %d\n", ret);
204 		goto out_sg;
205 	}
206 	/*
207 	print_hex_dump(KERN_ERR, "enc out: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
208 		       dst, *dst_len, 1);
209 	*/
210 
211 out_sg:
212 	teardown_sgtable(&sg_out);
213 out_tfm:
214 	crypto_free_blkcipher(tfm);
215 	return ret;
216 }
217 
218 static int ceph_aes_encrypt2(const void *key, int key_len, void *dst,
219 			     size_t *dst_len,
220 			     const void *src1, size_t src1_len,
221 			     const void *src2, size_t src2_len)
222 {
223 	struct scatterlist sg_in[3], prealloc_sg;
224 	struct sg_table sg_out;
225 	struct crypto_blkcipher *tfm = ceph_crypto_alloc_cipher();
226 	struct blkcipher_desc desc = { .tfm = tfm, .flags = 0 };
227 	int ret;
228 	void *iv;
229 	int ivsize;
230 	size_t zero_padding = (0x10 - ((src1_len + src2_len) & 0x0f));
231 	char pad[16];
232 
233 	if (IS_ERR(tfm))
234 		return PTR_ERR(tfm);
235 
236 	memset(pad, zero_padding, zero_padding);
237 
238 	*dst_len = src1_len + src2_len + zero_padding;
239 
240 	sg_init_table(sg_in, 3);
241 	sg_set_buf(&sg_in[0], src1, src1_len);
242 	sg_set_buf(&sg_in[1], src2, src2_len);
243 	sg_set_buf(&sg_in[2], pad, zero_padding);
244 	ret = setup_sgtable(&sg_out, &prealloc_sg, dst, *dst_len);
245 	if (ret)
246 		goto out_tfm;
247 
248 	crypto_blkcipher_setkey((void *)tfm, key, key_len);
249 	iv = crypto_blkcipher_crt(tfm)->iv;
250 	ivsize = crypto_blkcipher_ivsize(tfm);
251 	memcpy(iv, aes_iv, ivsize);
252 
253 	/*
254 	print_hex_dump(KERN_ERR, "enc  key: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
255 		       key, key_len, 1);
256 	print_hex_dump(KERN_ERR, "enc src1: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
257 			src1, src1_len, 1);
258 	print_hex_dump(KERN_ERR, "enc src2: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
259 			src2, src2_len, 1);
260 	print_hex_dump(KERN_ERR, "enc  pad: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
261 			pad, zero_padding, 1);
262 	*/
263 	ret = crypto_blkcipher_encrypt(&desc, sg_out.sgl, sg_in,
264 				     src1_len + src2_len + zero_padding);
265 	if (ret < 0) {
266 		pr_err("ceph_aes_crypt2 failed %d\n", ret);
267 		goto out_sg;
268 	}
269 	/*
270 	print_hex_dump(KERN_ERR, "enc  out: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
271 		       dst, *dst_len, 1);
272 	*/
273 
274 out_sg:
275 	teardown_sgtable(&sg_out);
276 out_tfm:
277 	crypto_free_blkcipher(tfm);
278 	return ret;
279 }
280 
281 static int ceph_aes_decrypt(const void *key, int key_len,
282 			    void *dst, size_t *dst_len,
283 			    const void *src, size_t src_len)
284 {
285 	struct sg_table sg_in;
286 	struct scatterlist sg_out[2], prealloc_sg;
287 	struct crypto_blkcipher *tfm = ceph_crypto_alloc_cipher();
288 	struct blkcipher_desc desc = { .tfm = tfm };
289 	char pad[16];
290 	void *iv;
291 	int ivsize;
292 	int ret;
293 	int last_byte;
294 
295 	if (IS_ERR(tfm))
296 		return PTR_ERR(tfm);
297 
298 	sg_init_table(sg_out, 2);
299 	sg_set_buf(&sg_out[0], dst, *dst_len);
300 	sg_set_buf(&sg_out[1], pad, sizeof(pad));
301 	ret = setup_sgtable(&sg_in, &prealloc_sg, src, src_len);
302 	if (ret)
303 		goto out_tfm;
304 
305 	crypto_blkcipher_setkey((void *)tfm, key, key_len);
306 	iv = crypto_blkcipher_crt(tfm)->iv;
307 	ivsize = crypto_blkcipher_ivsize(tfm);
308 	memcpy(iv, aes_iv, ivsize);
309 
310 	/*
311 	print_hex_dump(KERN_ERR, "dec key: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
312 		       key, key_len, 1);
313 	print_hex_dump(KERN_ERR, "dec  in: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
314 		       src, src_len, 1);
315 	*/
316 	ret = crypto_blkcipher_decrypt(&desc, sg_out, sg_in.sgl, src_len);
317 	if (ret < 0) {
318 		pr_err("ceph_aes_decrypt failed %d\n", ret);
319 		goto out_sg;
320 	}
321 
322 	if (src_len <= *dst_len)
323 		last_byte = ((char *)dst)[src_len - 1];
324 	else
325 		last_byte = pad[src_len - *dst_len - 1];
326 	if (last_byte <= 16 && src_len >= last_byte) {
327 		*dst_len = src_len - last_byte;
328 	} else {
329 		pr_err("ceph_aes_decrypt got bad padding %d on src len %d\n",
330 		       last_byte, (int)src_len);
331 		return -EPERM;  /* bad padding */
332 	}
333 	/*
334 	print_hex_dump(KERN_ERR, "dec out: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
335 		       dst, *dst_len, 1);
336 	*/
337 
338 out_sg:
339 	teardown_sgtable(&sg_in);
340 out_tfm:
341 	crypto_free_blkcipher(tfm);
342 	return ret;
343 }
344 
345 static int ceph_aes_decrypt2(const void *key, int key_len,
346 			     void *dst1, size_t *dst1_len,
347 			     void *dst2, size_t *dst2_len,
348 			     const void *src, size_t src_len)
349 {
350 	struct sg_table sg_in;
351 	struct scatterlist sg_out[3], prealloc_sg;
352 	struct crypto_blkcipher *tfm = ceph_crypto_alloc_cipher();
353 	struct blkcipher_desc desc = { .tfm = tfm };
354 	char pad[16];
355 	void *iv;
356 	int ivsize;
357 	int ret;
358 	int last_byte;
359 
360 	if (IS_ERR(tfm))
361 		return PTR_ERR(tfm);
362 
363 	sg_init_table(sg_out, 3);
364 	sg_set_buf(&sg_out[0], dst1, *dst1_len);
365 	sg_set_buf(&sg_out[1], dst2, *dst2_len);
366 	sg_set_buf(&sg_out[2], pad, sizeof(pad));
367 	ret = setup_sgtable(&sg_in, &prealloc_sg, src, src_len);
368 	if (ret)
369 		goto out_tfm;
370 
371 	crypto_blkcipher_setkey((void *)tfm, key, key_len);
372 	iv = crypto_blkcipher_crt(tfm)->iv;
373 	ivsize = crypto_blkcipher_ivsize(tfm);
374 	memcpy(iv, aes_iv, ivsize);
375 
376 	/*
377 	print_hex_dump(KERN_ERR, "dec  key: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
378 		       key, key_len, 1);
379 	print_hex_dump(KERN_ERR, "dec   in: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
380 		       src, src_len, 1);
381 	*/
382 	ret = crypto_blkcipher_decrypt(&desc, sg_out, sg_in.sgl, src_len);
383 	if (ret < 0) {
384 		pr_err("ceph_aes_decrypt failed %d\n", ret);
385 		goto out_sg;
386 	}
387 
388 	if (src_len <= *dst1_len)
389 		last_byte = ((char *)dst1)[src_len - 1];
390 	else if (src_len <= *dst1_len + *dst2_len)
391 		last_byte = ((char *)dst2)[src_len - *dst1_len - 1];
392 	else
393 		last_byte = pad[src_len - *dst1_len - *dst2_len - 1];
394 	if (last_byte <= 16 && src_len >= last_byte) {
395 		src_len -= last_byte;
396 	} else {
397 		pr_err("ceph_aes_decrypt got bad padding %d on src len %d\n",
398 		       last_byte, (int)src_len);
399 		return -EPERM;  /* bad padding */
400 	}
401 
402 	if (src_len < *dst1_len) {
403 		*dst1_len = src_len;
404 		*dst2_len = 0;
405 	} else {
406 		*dst2_len = src_len - *dst1_len;
407 	}
408 	/*
409 	print_hex_dump(KERN_ERR, "dec  out1: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
410 		       dst1, *dst1_len, 1);
411 	print_hex_dump(KERN_ERR, "dec  out2: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
412 		       dst2, *dst2_len, 1);
413 	*/
414 
415 out_sg:
416 	teardown_sgtable(&sg_in);
417 out_tfm:
418 	crypto_free_blkcipher(tfm);
419 	return ret;
420 }
421 
422 
423 int ceph_decrypt(struct ceph_crypto_key *secret, void *dst, size_t *dst_len,
424 		 const void *src, size_t src_len)
425 {
426 	switch (secret->type) {
427 	case CEPH_CRYPTO_NONE:
428 		if (*dst_len < src_len)
429 			return -ERANGE;
430 		memcpy(dst, src, src_len);
431 		*dst_len = src_len;
432 		return 0;
433 
434 	case CEPH_CRYPTO_AES:
435 		return ceph_aes_decrypt(secret->key, secret->len, dst,
436 					dst_len, src, src_len);
437 
438 	default:
439 		return -EINVAL;
440 	}
441 }
442 
443 int ceph_decrypt2(struct ceph_crypto_key *secret,
444 			void *dst1, size_t *dst1_len,
445 			void *dst2, size_t *dst2_len,
446 			const void *src, size_t src_len)
447 {
448 	size_t t;
449 
450 	switch (secret->type) {
451 	case CEPH_CRYPTO_NONE:
452 		if (*dst1_len + *dst2_len < src_len)
453 			return -ERANGE;
454 		t = min(*dst1_len, src_len);
455 		memcpy(dst1, src, t);
456 		*dst1_len = t;
457 		src += t;
458 		src_len -= t;
459 		if (src_len) {
460 			t = min(*dst2_len, src_len);
461 			memcpy(dst2, src, t);
462 			*dst2_len = t;
463 		}
464 		return 0;
465 
466 	case CEPH_CRYPTO_AES:
467 		return ceph_aes_decrypt2(secret->key, secret->len,
468 					 dst1, dst1_len, dst2, dst2_len,
469 					 src, src_len);
470 
471 	default:
472 		return -EINVAL;
473 	}
474 }
475 
476 int ceph_encrypt(struct ceph_crypto_key *secret, void *dst, size_t *dst_len,
477 		 const void *src, size_t src_len)
478 {
479 	switch (secret->type) {
480 	case CEPH_CRYPTO_NONE:
481 		if (*dst_len < src_len)
482 			return -ERANGE;
483 		memcpy(dst, src, src_len);
484 		*dst_len = src_len;
485 		return 0;
486 
487 	case CEPH_CRYPTO_AES:
488 		return ceph_aes_encrypt(secret->key, secret->len, dst,
489 					dst_len, src, src_len);
490 
491 	default:
492 		return -EINVAL;
493 	}
494 }
495 
496 int ceph_encrypt2(struct ceph_crypto_key *secret, void *dst, size_t *dst_len,
497 		  const void *src1, size_t src1_len,
498 		  const void *src2, size_t src2_len)
499 {
500 	switch (secret->type) {
501 	case CEPH_CRYPTO_NONE:
502 		if (*dst_len < src1_len + src2_len)
503 			return -ERANGE;
504 		memcpy(dst, src1, src1_len);
505 		memcpy(dst + src1_len, src2, src2_len);
506 		*dst_len = src1_len + src2_len;
507 		return 0;
508 
509 	case CEPH_CRYPTO_AES:
510 		return ceph_aes_encrypt2(secret->key, secret->len, dst, dst_len,
511 					 src1, src1_len, src2, src2_len);
512 
513 	default:
514 		return -EINVAL;
515 	}
516 }
517 
518 static int ceph_key_preparse(struct key_preparsed_payload *prep)
519 {
520 	struct ceph_crypto_key *ckey;
521 	size_t datalen = prep->datalen;
522 	int ret;
523 	void *p;
524 
525 	ret = -EINVAL;
526 	if (datalen <= 0 || datalen > 32767 || !prep->data)
527 		goto err;
528 
529 	ret = -ENOMEM;
530 	ckey = kmalloc(sizeof(*ckey), GFP_KERNEL);
531 	if (!ckey)
532 		goto err;
533 
534 	/* TODO ceph_crypto_key_decode should really take const input */
535 	p = (void *)prep->data;
536 	ret = ceph_crypto_key_decode(ckey, &p, (char*)prep->data+datalen);
537 	if (ret < 0)
538 		goto err_ckey;
539 
540 	prep->payload[0] = ckey;
541 	prep->quotalen = datalen;
542 	return 0;
543 
544 err_ckey:
545 	kfree(ckey);
546 err:
547 	return ret;
548 }
549 
550 static void ceph_key_free_preparse(struct key_preparsed_payload *prep)
551 {
552 	struct ceph_crypto_key *ckey = prep->payload[0];
553 	ceph_crypto_key_destroy(ckey);
554 	kfree(ckey);
555 }
556 
557 static void ceph_key_destroy(struct key *key)
558 {
559 	struct ceph_crypto_key *ckey = key->payload.data;
560 
561 	ceph_crypto_key_destroy(ckey);
562 	kfree(ckey);
563 }
564 
565 struct key_type key_type_ceph = {
566 	.name		= "ceph",
567 	.preparse	= ceph_key_preparse,
568 	.free_preparse	= ceph_key_free_preparse,
569 	.instantiate	= generic_key_instantiate,
570 	.destroy	= ceph_key_destroy,
571 };
572 
573 int ceph_crypto_init(void) {
574 	return register_key_type(&key_type_ceph);
575 }
576 
577 void ceph_crypto_shutdown(void) {
578 	unregister_key_type(&key_type_ceph);
579 }
580