Merge branch 'master' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/klassert/ipsec
[linux-2.6-microblaze.git] / security / integrity / evm / evm_crypto.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Copyright (C) 2005-2010 IBM Corporation
4  *
5  * Authors:
6  * Mimi Zohar <zohar@us.ibm.com>
7  * Kylene Hall <kjhall@us.ibm.com>
8  *
9  * File: evm_crypto.c
10  *       Using root's kernel master key (kmk), calculate the HMAC
11  */
12
13 #include <linux/export.h>
14 #include <linux/crypto.h>
15 #include <linux/xattr.h>
16 #include <linux/evm.h>
17 #include <keys/encrypted-type.h>
18 #include <crypto/hash.h>
19 #include <crypto/hash_info.h>
20 #include "evm.h"
21
22 #define EVMKEY "evm-key"
23 #define MAX_KEY_SIZE 128
24 static unsigned char evmkey[MAX_KEY_SIZE];
25 static const int evmkey_len = MAX_KEY_SIZE;
26
27 struct crypto_shash *hmac_tfm;
28 static struct crypto_shash *evm_tfm[HASH_ALGO__LAST];
29
30 static DEFINE_MUTEX(mutex);
31
32 #define EVM_SET_KEY_BUSY 0
33
34 static unsigned long evm_set_key_flags;
35
36 static const char evm_hmac[] = "hmac(sha1)";
37
38 /**
39  * evm_set_key() - set EVM HMAC key from the kernel
40  * @key: pointer to a buffer with the key data
41  * @size: length of the key data
42  *
43  * This function allows setting the EVM HMAC key from the kernel
44  * without using the "encrypted" key subsystem keys. It can be used
45  * by the crypto HW kernel module which has its own way of managing
46  * keys.
47  *
48  * key length should be between 32 and 128 bytes long
49  */
50 int evm_set_key(void *key, size_t keylen)
51 {
52         int rc;
53
54         rc = -EBUSY;
55         if (test_and_set_bit(EVM_SET_KEY_BUSY, &evm_set_key_flags))
56                 goto busy;
57         rc = -EINVAL;
58         if (keylen > MAX_KEY_SIZE)
59                 goto inval;
60         memcpy(evmkey, key, keylen);
61         evm_initialized |= EVM_INIT_HMAC;
62         pr_info("key initialized\n");
63         return 0;
64 inval:
65         clear_bit(EVM_SET_KEY_BUSY, &evm_set_key_flags);
66 busy:
67         pr_err("key initialization failed\n");
68         return rc;
69 }
70 EXPORT_SYMBOL_GPL(evm_set_key);
71
72 static struct shash_desc *init_desc(char type, uint8_t hash_algo)
73 {
74         long rc;
75         const char *algo;
76         struct crypto_shash **tfm, *tmp_tfm;
77         struct shash_desc *desc;
78
79         if (type == EVM_XATTR_HMAC) {
80                 if (!(evm_initialized & EVM_INIT_HMAC)) {
81                         pr_err_once("HMAC key is not set\n");
82                         return ERR_PTR(-ENOKEY);
83                 }
84                 tfm = &hmac_tfm;
85                 algo = evm_hmac;
86         } else {
87                 if (hash_algo >= HASH_ALGO__LAST)
88                         return ERR_PTR(-EINVAL);
89
90                 tfm = &evm_tfm[hash_algo];
91                 algo = hash_algo_name[hash_algo];
92         }
93
94         if (*tfm)
95                 goto alloc;
96         mutex_lock(&mutex);
97         if (*tfm)
98                 goto unlock;
99
100         tmp_tfm = crypto_alloc_shash(algo, 0, CRYPTO_NOLOAD);
101         if (IS_ERR(tmp_tfm)) {
102                 pr_err("Can not allocate %s (reason: %ld)\n", algo,
103                        PTR_ERR(tmp_tfm));
104                 mutex_unlock(&mutex);
105                 return ERR_CAST(tmp_tfm);
106         }
107         if (type == EVM_XATTR_HMAC) {
108                 rc = crypto_shash_setkey(tmp_tfm, evmkey, evmkey_len);
109                 if (rc) {
110                         crypto_free_shash(tmp_tfm);
111                         mutex_unlock(&mutex);
112                         return ERR_PTR(rc);
113                 }
114         }
115         *tfm = tmp_tfm;
116 unlock:
117         mutex_unlock(&mutex);
118 alloc:
119         desc = kmalloc(sizeof(*desc) + crypto_shash_descsize(*tfm),
120                         GFP_KERNEL);
121         if (!desc)
122                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
123
124         desc->tfm = *tfm;
125
126         rc = crypto_shash_init(desc);
127         if (rc) {
128                 kfree(desc);
129                 return ERR_PTR(rc);
130         }
131         return desc;
132 }
133
134 /* Protect against 'cutting & pasting' security.evm xattr, include inode
135  * specific info.
136  *
137  * (Additional directory/file metadata needs to be added for more complete
138  * protection.)
139  */
140 static void hmac_add_misc(struct shash_desc *desc, struct inode *inode,
141                           char type, char *digest)
142 {
143         struct h_misc {
144                 unsigned long ino;
145                 __u32 generation;
146                 uid_t uid;
147                 gid_t gid;
148                 umode_t mode;
149         } hmac_misc;
150
151         memset(&hmac_misc, 0, sizeof(hmac_misc));
152         /* Don't include the inode or generation number in portable
153          * signatures
154          */
155         if (type != EVM_XATTR_PORTABLE_DIGSIG) {
156                 hmac_misc.ino = inode->i_ino;
157                 hmac_misc.generation = inode->i_generation;
158         }
159         /* The hmac uid and gid must be encoded in the initial user
160          * namespace (not the filesystems user namespace) as encoding
161          * them in the filesystems user namespace allows an attack
162          * where first they are written in an unprivileged fuse mount
163          * of a filesystem and then the system is tricked to mount the
164          * filesystem for real on next boot and trust it because
165          * everything is signed.
166          */
167         hmac_misc.uid = from_kuid(&init_user_ns, inode->i_uid);
168         hmac_misc.gid = from_kgid(&init_user_ns, inode->i_gid);
169         hmac_misc.mode = inode->i_mode;
170         crypto_shash_update(desc, (const u8 *)&hmac_misc, sizeof(hmac_misc));
171         if ((evm_hmac_attrs & EVM_ATTR_FSUUID) &&
172             type != EVM_XATTR_PORTABLE_DIGSIG)
173                 crypto_shash_update(desc, (u8 *)&inode->i_sb->s_uuid, UUID_SIZE);
174         crypto_shash_final(desc, digest);
175 }
176
177 /*
178  * Calculate the HMAC value across the set of protected security xattrs.
179  *
180  * Instead of retrieving the requested xattr, for performance, calculate
181  * the hmac using the requested xattr value. Don't alloc/free memory for
182  * each xattr, but attempt to re-use the previously allocated memory.
183  */
184 static int evm_calc_hmac_or_hash(struct dentry *dentry,
185                                  const char *req_xattr_name,
186                                  const char *req_xattr_value,
187                                  size_t req_xattr_value_len,
188                                  uint8_t type, struct evm_digest *data)
189 {
190         struct inode *inode = d_backing_inode(dentry);
191         struct xattr_list *xattr;
192         struct shash_desc *desc;
193         size_t xattr_size = 0;
194         char *xattr_value = NULL;
195         int error;
196         int size;
197         bool ima_present = false;
198
199         if (!(inode->i_opflags & IOP_XATTR) ||
200             inode->i_sb->s_user_ns != &init_user_ns)
201                 return -EOPNOTSUPP;
202
203         desc = init_desc(type, data->hdr.algo);
204         if (IS_ERR(desc))
205                 return PTR_ERR(desc);
206
207         data->hdr.length = crypto_shash_digestsize(desc->tfm);
208
209         error = -ENODATA;
210         list_for_each_entry_lockless(xattr, &evm_config_xattrnames, list) {
211                 bool is_ima = false;
212
213                 if (strcmp(xattr->name, XATTR_NAME_IMA) == 0)
214                         is_ima = true;
215
216                 if ((req_xattr_name && req_xattr_value)
217                     && !strcmp(xattr->name, req_xattr_name)) {
218                         error = 0;
219                         crypto_shash_update(desc, (const u8 *)req_xattr_value,
220                                              req_xattr_value_len);
221                         if (is_ima)
222                                 ima_present = true;
223                         continue;
224                 }
225                 size = vfs_getxattr_alloc(dentry, xattr->name,
226                                           &xattr_value, xattr_size, GFP_NOFS);
227                 if (size == -ENOMEM) {
228                         error = -ENOMEM;
229                         goto out;
230                 }
231                 if (size < 0)
232                         continue;
233
234                 error = 0;
235                 xattr_size = size;
236                 crypto_shash_update(desc, (const u8 *)xattr_value, xattr_size);
237                 if (is_ima)
238                         ima_present = true;
239         }
240         hmac_add_misc(desc, inode, type, data->digest);
241
242         /* Portable EVM signatures must include an IMA hash */
243         if (type == EVM_XATTR_PORTABLE_DIGSIG && !ima_present)
244                 error = -EPERM;
245 out:
246         kfree(xattr_value);
247         kfree(desc);
248         return error;
249 }
250
251 int evm_calc_hmac(struct dentry *dentry, const char *req_xattr_name,
252                   const char *req_xattr_value, size_t req_xattr_value_len,
253                   struct evm_digest *data)
254 {
255         return evm_calc_hmac_or_hash(dentry, req_xattr_name, req_xattr_value,
256                                     req_xattr_value_len, EVM_XATTR_HMAC, data);
257 }
258
259 int evm_calc_hash(struct dentry *dentry, const char *req_xattr_name,
260                   const char *req_xattr_value, size_t req_xattr_value_len,
261                   char type, struct evm_digest *data)
262 {
263         return evm_calc_hmac_or_hash(dentry, req_xattr_name, req_xattr_value,
264                                      req_xattr_value_len, type, data);
265 }
266
267 static int evm_is_immutable(struct dentry *dentry, struct inode *inode)
268 {
269         const struct evm_ima_xattr_data *xattr_data = NULL;
270         struct integrity_iint_cache *iint;
271         int rc = 0;
272
273         iint = integrity_iint_find(inode);
274         if (iint && (iint->flags & EVM_IMMUTABLE_DIGSIG))
275                 return 1;
276
277         /* Do this the hard way */
278         rc = vfs_getxattr_alloc(dentry, XATTR_NAME_EVM, (char **)&xattr_data, 0,
279                                 GFP_NOFS);
280         if (rc <= 0) {
281                 if (rc == -ENODATA)
282                         return 0;
283                 return rc;
284         }
285         if (xattr_data->type == EVM_XATTR_PORTABLE_DIGSIG)
286                 rc = 1;
287         else
288                 rc = 0;
289
290         kfree(xattr_data);
291         return rc;
292 }
293
294
295 /*
296  * Calculate the hmac and update security.evm xattr
297  *
298  * Expects to be called with i_mutex locked.
299  */
300 int evm_update_evmxattr(struct dentry *dentry, const char *xattr_name,
301                         const char *xattr_value, size_t xattr_value_len)
302 {
303         struct inode *inode = d_backing_inode(dentry);
304         struct evm_digest data;
305         int rc = 0;
306
307         /*
308          * Don't permit any transformation of the EVM xattr if the signature
309          * is of an immutable type
310          */
311         rc = evm_is_immutable(dentry, inode);
312         if (rc < 0)
313                 return rc;
314         if (rc)
315                 return -EPERM;
316
317         data.hdr.algo = HASH_ALGO_SHA1;
318         rc = evm_calc_hmac(dentry, xattr_name, xattr_value,
319                            xattr_value_len, &data);
320         if (rc == 0) {
321                 data.hdr.xattr.sha1.type = EVM_XATTR_HMAC;
322                 rc = __vfs_setxattr_noperm(dentry, XATTR_NAME_EVM,
323                                            &data.hdr.xattr.data[1],
324                                            SHA1_DIGEST_SIZE + 1, 0);
325         } else if (rc == -ENODATA && (inode->i_opflags & IOP_XATTR)) {
326                 rc = __vfs_removexattr(dentry, XATTR_NAME_EVM);
327         }
328         return rc;
329 }
330
331 int evm_init_hmac(struct inode *inode, const struct xattr *lsm_xattr,
332                   char *hmac_val)
333 {
334         struct shash_desc *desc;
335
336         desc = init_desc(EVM_XATTR_HMAC, HASH_ALGO_SHA1);
337         if (IS_ERR(desc)) {
338                 pr_info("init_desc failed\n");
339                 return PTR_ERR(desc);
340         }
341
342         crypto_shash_update(desc, lsm_xattr->value, lsm_xattr->value_len);
343         hmac_add_misc(desc, inode, EVM_XATTR_HMAC, hmac_val);
344         kfree(desc);
345         return 0;
346 }
347
348 /*
349  * Get the key from the TPM for the SHA1-HMAC
350  */
351 int evm_init_key(void)
352 {
353         struct key *evm_key;
354         struct encrypted_key_payload *ekp;
355         int rc;
356
357         evm_key = request_key(&key_type_encrypted, EVMKEY, NULL);
358         if (IS_ERR(evm_key))
359                 return -ENOENT;
360
361         down_read(&evm_key->sem);
362         ekp = evm_key->payload.data[0];
363
364         rc = evm_set_key(ekp->decrypted_data, ekp->decrypted_datalen);
365
366         /* burn the original key contents */
367         memset(ekp->decrypted_data, 0, ekp->decrypted_datalen);
368         up_read(&evm_key->sem);
369         key_put(evm_key);
370         return rc;
371 }