net/ipv6/seg6_hmac.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  *  SR-IPv6 implementation -- HMAC functions
   4  *
   5  *  Author:
   6  *  David Lebrun <david.lebrun@uclouvain.be>
   7  */
   8
   9 #include <linux/errno.h>
  10 #include <linux/kernel.h>
  11 #include <linux/types.h>
  12 #include <linux/socket.h>
  13 #include <linux/sockios.h>
  14 #include <linux/net.h>
  15 #include <linux/netdevice.h>
  16 #include <linux/in6.h>
  17 #include <linux/icmpv6.h>
  18 #include <linux/mroute6.h>
  19 #include <linux/slab.h>
  20 #include <linux/rhashtable.h>
  21
  22 #include <linux/netfilter.h>
  23 #include <linux/netfilter_ipv6.h>
  24
  25 #include <net/sock.h>
  26 #include <net/snmp.h>
  27
  28 #include <net/ipv6.h>
  29 #include <net/protocol.h>
  30 #include <net/transp_v6.h>
  31 #include <net/rawv6.h>
  32 #include <net/ndisc.h>
  33 #include <net/ip6_route.h>
  34 #include <net/addrconf.h>
  35 #include <net/xfrm.h>
  36
  37 #include <crypto/hash.h>
  38 #include <crypto/sha.h>
  39 #include <net/seg6.h>
  40 #include <net/genetlink.h>
  41 #include <net/seg6_hmac.h>
  42 #include <linux/random.h>
  43
  44 static DEFINE_PER_CPU(char [SEG6_HMAC_RING_SIZE], hmac_ring);
  45
  46 static int seg6_hmac_cmpfn(struct rhashtable_compare_arg *arg, const void *obj)
  47 {
  48         const struct seg6_hmac_info *hinfo = obj;
  49
  50         return (hinfo->hmackeyid != *(__u32 *)arg->key);
  51 }
  52
  53 static inline void seg6_hinfo_release(struct seg6_hmac_info *hinfo)
  54 {
  55         kfree_rcu(hinfo, rcu);
  56 }
  57
  58 static void seg6_free_hi(void *ptr, void *arg)
  59 {
  60         struct seg6_hmac_info *hinfo = (struct seg6_hmac_info *)ptr;
  61
  62         if (hinfo)
  63                 seg6_hinfo_release(hinfo);
  64 }
  65
  66 static const struct rhashtable_params rht_params = {
  67         .head_offset            = offsetof(struct seg6_hmac_info, node),
  68         .key_offset             = offsetof(struct seg6_hmac_info, hmackeyid),
  69         .key_len                = sizeof(u32),
  70         .automatic_shrinking    = true,
  71         .obj_cmpfn              = seg6_hmac_cmpfn,
  72 };
  73
  74 static struct seg6_hmac_algo hmac_algos[] = {
  75         {
  76                 .alg_id = SEG6_HMAC_ALGO_SHA1,
  77                 .name = "hmac(sha1)",
  78         },
  79         {
  80                 .alg_id = SEG6_HMAC_ALGO_SHA256,
  81                 .name = "hmac(sha256)",
  82         },
  83 };
  84
  85 static struct sr6_tlv_hmac *seg6_get_tlv_hmac(struct ipv6_sr_hdr *srh)
  86 {
  87         struct sr6_tlv_hmac *tlv;
  88
  89         if (srh->hdrlen < (srh->first_segment + 1) * 2 + 5)
  90                 return NULL;
  91
  92         if (!sr_has_hmac(srh))
  93                 return NULL;
  94
  95         tlv = (struct sr6_tlv_hmac *)
  96               ((char *)srh + ((srh->hdrlen + 1) << 3) - 40);
  97
  98         if (tlv->tlvhdr.type != SR6_TLV_HMAC || tlv->tlvhdr.len != 38)
  99                 return NULL;
 100
 101         return tlv;
 102 }
 103
 104 static struct seg6_hmac_algo *__hmac_get_algo(u8 alg_id)
 105 {
 106         struct seg6_hmac_algo *algo;
 107         int i, alg_count;
 108
 109         alg_count = ARRAY_SIZE(hmac_algos);
 110         for (i = 0; i < alg_count; i++) {
 111                 algo = &hmac_algos[i];
 112                 if (algo->alg_id == alg_id)
 113                         return algo;
 114         }
 115
 116         return NULL;
 117 }
 118
 119 static int __do_hmac(struct seg6_hmac_info *hinfo, const char *text, u8 psize,
 120                      u8 *output, int outlen)
 121 {
 122         struct seg6_hmac_algo *algo;
 123         struct crypto_shash *tfm;
 124         struct shash_desc *shash;
 125         int ret, dgsize;
 126
 127         algo = __hmac_get_algo(hinfo->alg_id);
 128         if (!algo)
 129                 return -ENOENT;
 130
 131         tfm = *this_cpu_ptr(algo->tfms);
 132
 133         dgsize = crypto_shash_digestsize(tfm);
 134         if (dgsize > outlen) {
 135                 pr_debug("sr-ipv6: __do_hmac: digest size too big (%d / %d)\n",
 136                          dgsize, outlen);
 137                 return -ENOMEM;
 138         }
 139
 140         ret = crypto_shash_setkey(tfm, hinfo->secret, hinfo->slen);
 141         if (ret < 0) {
 142                 pr_debug("sr-ipv6: crypto_shash_setkey failed: err %d\n", ret);
 143                 goto failed;
 144         }
 145
 146         shash = *this_cpu_ptr(algo->shashs);
 147         shash->tfm = tfm;
 148
 149         ret = crypto_shash_digest(shash, text, psize, output);
 150         if (ret < 0) {
 151                 pr_debug("sr-ipv6: crypto_shash_digest failed: err %d\n", ret);
 152                 goto failed;
 153         }
 154
 155         return dgsize;
 156
 157 failed:
 158         return ret;
 159 }
 160
 161 int seg6_hmac_compute(struct seg6_hmac_info *hinfo, struct ipv6_sr_hdr *hdr,
 162                       struct in6_addr *saddr, u8 *output)
 163 {
 164         __be32 hmackeyid = cpu_to_be32(hinfo->hmackeyid);
 165         u8 tmp_out[SEG6_HMAC_MAX_DIGESTSIZE];
 166         int plen, i, dgsize, wrsize;
 167         char *ring, *off;
 168
 169         /* a 160-byte buffer for digest output allows to store highest known
 170          * hash function (RadioGatun) with up to 1216 bits
 171          */
 172
 173         /* saddr(16) + first_seg(1) + flags(1) + keyid(4) + seglist(16n) */
 174         plen = 16 + 1 + 1 + 4 + (hdr->first_segment + 1) * 16;
 175
 176         /* this limit allows for 14 segments */
 177         if (plen >= SEG6_HMAC_RING_SIZE)
 178                 return -EMSGSIZE;
 179
 180         /* Let's build the HMAC text on the ring buffer. The text is composed
 181          * as follows, in order:
 182          *
 183          * 1. Source IPv6 address (128 bits)
 184          * 2. first_segment value (8 bits)
 185          * 3. Flags (8 bits)
 186          * 4. HMAC Key ID (32 bits)
 187          * 5. All segments in the segments list (n * 128 bits)
 188          */
 189
 190         local_bh_disable();
 191         ring = this_cpu_ptr(hmac_ring);
 192         off = ring;
 193
 194         /* source address */
 195         memcpy(off, saddr, 16);
 196         off += 16;
 197
 198         /* first_segment value */
 199         *off++ = hdr->first_segment;
 200
 201         /* flags */
 202         *off++ = hdr->flags;
 203
 204         /* HMAC Key ID */
 205         memcpy(off, &hmackeyid, 4);
 206         off += 4;
 207
 208         /* all segments in the list */
 209         for (i = 0; i < hdr->first_segment + 1; i++) {
 210                 memcpy(off, hdr->segments + i, 16);
 211                 off += 16;
 212         }
 213
 214         dgsize = __do_hmac(hinfo, ring, plen, tmp_out,
 215                            SEG6_HMAC_MAX_DIGESTSIZE);
 216         local_bh_enable();
 217
 218         if (dgsize < 0)
 219                 return dgsize;
 220
 221         wrsize = SEG6_HMAC_FIELD_LEN;
 222         if (wrsize > dgsize)
 223                 wrsize = dgsize;
 224
 225         memset(output, 0, SEG6_HMAC_FIELD_LEN);
 226         memcpy(output, tmp_out, wrsize);
 227
 228         return 0;
 229 }
 230 EXPORT_SYMBOL(seg6_hmac_compute);
 231
 232 /* checks if an incoming SR-enabled packet's HMAC status matches
 233  * the incoming policy.
 234  *
 235  * called with rcu_read_lock()
 236  */
 237 bool seg6_hmac_validate_skb(struct sk_buff *skb)
 238 {
 239         u8 hmac_output[SEG6_HMAC_FIELD_LEN];
 240         struct net *net = dev_net(skb->dev);
 241         struct seg6_hmac_info *hinfo;
 242         struct sr6_tlv_hmac *tlv;
 243         struct ipv6_sr_hdr *srh;
 244         struct inet6_dev *idev;
 245
 246         idev = __in6_dev_get(skb->dev);
 247
 248         srh = (struct ipv6_sr_hdr *)skb_transport_header(skb);
 249
 250         tlv = seg6_get_tlv_hmac(srh);
 251
 252         /* mandatory check but no tlv */
 253         if (idev->cnf.seg6_require_hmac > 0 && !tlv)
 254                 return false;
 255
 256         /* no check */
 257         if (idev->cnf.seg6_require_hmac < 0)
 258                 return true;
 259
 260         /* check only if present */
 261         if (idev->cnf.seg6_require_hmac == 0 && !tlv)
 262                 return true;
 263
 264         /* now, seg6_require_hmac >= 0 && tlv */
 265
 266         hinfo = seg6_hmac_info_lookup(net, be32_to_cpu(tlv->hmackeyid));
 267         if (!hinfo)
 268                 return false;
 269
 270         if (seg6_hmac_compute(hinfo, srh, &ipv6_hdr(skb)->saddr, hmac_output))
 271                 return false;
 272
 273         if (memcmp(hmac_output, tlv->hmac, SEG6_HMAC_FIELD_LEN) != 0)
 274                 return false;
 275
 276         return true;
 277 }
 278 EXPORT_SYMBOL(seg6_hmac_validate_skb);
 279
 280 /* called with rcu_read_lock() */
 281 struct seg6_hmac_info *seg6_hmac_info_lookup(struct net *net, u32 key)
 282 {
 283         struct seg6_pernet_data *sdata = seg6_pernet(net);
 284         struct seg6_hmac_info *hinfo;
 285
 286         hinfo = rhashtable_lookup_fast(&sdata->hmac_infos, &key, rht_params);
 287
 288         return hinfo;
 289 }
 290 EXPORT_SYMBOL(seg6_hmac_info_lookup);
 291
 292 int seg6_hmac_info_add(struct net *net, u32 key, struct seg6_hmac_info *hinfo)
 293 {
 294         struct seg6_pernet_data *sdata = seg6_pernet(net);
 295         int err;
 296
 297         err = rhashtable_lookup_insert_fast(&sdata->hmac_infos, &hinfo->node,
 298                                             rht_params);
 299
 300         return err;
 301 }
 302 EXPORT_SYMBOL(seg6_hmac_info_add);
 303
 304 int seg6_hmac_info_del(struct net *net, u32 key)
 305 {
 306         struct seg6_pernet_data *sdata = seg6_pernet(net);
 307         struct seg6_hmac_info *hinfo;
 308         int err = -ENOENT;
 309
 310         hinfo = rhashtable_lookup_fast(&sdata->hmac_infos, &key, rht_params);
 311         if (!hinfo)
 312                 goto out;
 313
 314         err = rhashtable_remove_fast(&sdata->hmac_infos, &hinfo->node,
 315                                      rht_params);
 316         if (err)
 317                 goto out;
 318
 319         seg6_hinfo_release(hinfo);
 320
 321 out:
 322         return err;
 323 }
 324 EXPORT_SYMBOL(seg6_hmac_info_del);
 325
 326 int seg6_push_hmac(struct net *net, struct in6_addr *saddr,
 327                    struct ipv6_sr_hdr *srh)
 328 {
 329         struct seg6_hmac_info *hinfo;
 330         struct sr6_tlv_hmac *tlv;
 331         int err = -ENOENT;
 332
 333         tlv = seg6_get_tlv_hmac(srh);
 334         if (!tlv)
 335                 return -EINVAL;
 336
 337         rcu_read_lock();
 338
 339         hinfo = seg6_hmac_info_lookup(net, be32_to_cpu(tlv->hmackeyid));
 340         if (!hinfo)
 341                 goto out;
 342
 343         memset(tlv->hmac, 0, SEG6_HMAC_FIELD_LEN);
 344         err = seg6_hmac_compute(hinfo, srh, saddr, tlv->hmac);
 345
 346 out:
 347         rcu_read_unlock();
 348         return err;
 349 }
 350 EXPORT_SYMBOL(seg6_push_hmac);
 351
 352 static int seg6_hmac_init_algo(void)
 353 {
 354         struct seg6_hmac_algo *algo;
 355         struct crypto_shash *tfm;
 356         struct shash_desc *shash;
 357         int i, alg_count, cpu;
 358
 359         alg_count = ARRAY_SIZE(hmac_algos);
 360
 361         for (i = 0; i < alg_count; i++) {
 362                 struct crypto_shash **p_tfm;
 363                 int shsize;
 364
 365                 algo = &hmac_algos[i];
 366                 algo->tfms = alloc_percpu(struct crypto_shash *);
 367                 if (!algo->tfms)
 368                         return -ENOMEM;
 369
 370                 for_each_possible_cpu(cpu) {
 371                         tfm = crypto_alloc_shash(algo->name, 0, 0);
 372                         if (IS_ERR(tfm))
 373                                 return PTR_ERR(tfm);
 374                         p_tfm = per_cpu_ptr(algo->tfms, cpu);
 375                         *p_tfm = tfm;
 376                 }
 377
 378                 p_tfm = raw_cpu_ptr(algo->tfms);
 379                 tfm = *p_tfm;
 380
 381                 shsize = sizeof(*shash) + crypto_shash_descsize(tfm);
 382
 383                 algo->shashs = alloc_percpu(struct shash_desc *);
 384                 if (!algo->shashs)
 385                         return -ENOMEM;
 386
 387                 for_each_possible_cpu(cpu) {
 388                         shash = kzalloc_node(shsize, GFP_KERNEL,
 389                                              cpu_to_node(cpu));
 390                         if (!shash)
 391                                 return -ENOMEM;
 392                         *per_cpu_ptr(algo->shashs, cpu) = shash;
 393                 }
 394         }
 395
 396         return 0;
 397 }
 398
 399 int __init seg6_hmac_init(void)
 400 {
 401         return seg6_hmac_init_algo();
 402 }
 403 EXPORT_SYMBOL(seg6_hmac_init);
 404
 405 int __net_init seg6_hmac_net_init(struct net *net)
 406 {
 407         struct seg6_pernet_data *sdata = seg6_pernet(net);
 408
 409         rhashtable_init(&sdata->hmac_infos, &rht_params);
 410
 411         return 0;
 412 }
 413 EXPORT_SYMBOL(seg6_hmac_net_init);
 414
 415 void seg6_hmac_exit(void)
 416 {
 417         struct seg6_hmac_algo *algo = NULL;
 418         int i, alg_count, cpu;
 419
 420         alg_count = ARRAY_SIZE(hmac_algos);
 421         for (i = 0; i < alg_count; i++) {
 422                 algo = &hmac_algos[i];
 423                 for_each_possible_cpu(cpu) {
 424                         struct crypto_shash *tfm;
 425                         struct shash_desc *shash;
 426
 427                         shash = *per_cpu_ptr(algo->shashs, cpu);
 428                         kfree(shash);
 429                         tfm = *per_cpu_ptr(algo->tfms, cpu);
 430                         crypto_free_shash(tfm);
 431                 }
 432                 free_percpu(algo->tfms);
 433                 free_percpu(algo->shashs);
 434         }
 435 }
 436 EXPORT_SYMBOL(seg6_hmac_exit);
 437
 438 void __net_exit seg6_hmac_net_exit(struct net *net)
 439 {
 440         struct seg6_pernet_data *sdata = seg6_pernet(net);
 441
 442         rhashtable_free_and_destroy(&sdata->hmac_infos, seg6_free_hi, NULL);
 443 }
 444 EXPORT_SYMBOL(seg6_hmac_net_exit);