Merge tag 'media/v6.5-1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/mchehab...
[platform/kernel/linux-rpi.git] / crypto / cmac.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /*
3  * CMAC: Cipher Block Mode for Authentication
4  *
5  * Copyright © 2013 Jussi Kivilinna <jussi.kivilinna@iki.fi>
6  *
7  * Based on work by:
8  *  Copyright © 2013 Tom St Denis <tstdenis@elliptictech.com>
9  * Based on crypto/xcbc.c:
10  *  Copyright © 2006 USAGI/WIDE Project,
11  *   Author: Kazunori Miyazawa <miyazawa@linux-ipv6.org>
12  */
13
14 #include <crypto/internal/cipher.h>
15 #include <crypto/internal/hash.h>
16 #include <linux/err.h>
17 #include <linux/kernel.h>
18 #include <linux/module.h>
19
20 /*
21  * +------------------------
22  * | <parent tfm>
23  * +------------------------
24  * | cmac_tfm_ctx
25  * +------------------------
26  * | consts (block size * 2)
27  * +------------------------
28  */
29 struct cmac_tfm_ctx {
30         struct crypto_cipher *child;
31         u8 ctx[];
32 };
33
34 /*
35  * +------------------------
36  * | <shash desc>
37  * +------------------------
38  * | cmac_desc_ctx
39  * +------------------------
40  * | odds (block size)
41  * +------------------------
42  * | prev (block size)
43  * +------------------------
44  */
45 struct cmac_desc_ctx {
46         unsigned int len;
47         u8 ctx[];
48 };
49
50 static int crypto_cmac_digest_setkey(struct crypto_shash *parent,
51                                      const u8 *inkey, unsigned int keylen)
52 {
53         unsigned long alignmask = crypto_shash_alignmask(parent);
54         struct cmac_tfm_ctx *ctx = crypto_shash_ctx(parent);
55         unsigned int bs = crypto_shash_blocksize(parent);
56         __be64 *consts = PTR_ALIGN((void *)ctx->ctx,
57                                    (alignmask | (__alignof__(__be64) - 1)) + 1);
58         u64 _const[2];
59         int i, err = 0;
60         u8 msb_mask, gfmask;
61
62         err = crypto_cipher_setkey(ctx->child, inkey, keylen);
63         if (err)
64                 return err;
65
66         /* encrypt the zero block */
67         memset(consts, 0, bs);
68         crypto_cipher_encrypt_one(ctx->child, (u8 *)consts, (u8 *)consts);
69
70         switch (bs) {
71         case 16:
72                 gfmask = 0x87;
73                 _const[0] = be64_to_cpu(consts[1]);
74                 _const[1] = be64_to_cpu(consts[0]);
75
76                 /* gf(2^128) multiply zero-ciphertext with u and u^2 */
77                 for (i = 0; i < 4; i += 2) {
78                         msb_mask = ((s64)_const[1] >> 63) & gfmask;
79                         _const[1] = (_const[1] << 1) | (_const[0] >> 63);
80                         _const[0] = (_const[0] << 1) ^ msb_mask;
81
82                         consts[i + 0] = cpu_to_be64(_const[1]);
83                         consts[i + 1] = cpu_to_be64(_const[0]);
84                 }
85
86                 break;
87         case 8:
88                 gfmask = 0x1B;
89                 _const[0] = be64_to_cpu(consts[0]);
90
91                 /* gf(2^64) multiply zero-ciphertext with u and u^2 */
92                 for (i = 0; i < 2; i++) {
93                         msb_mask = ((s64)_const[0] >> 63) & gfmask;
94                         _const[0] = (_const[0] << 1) ^ msb_mask;
95
96                         consts[i] = cpu_to_be64(_const[0]);
97                 }
98
99                 break;
100         }
101
102         return 0;
103 }
104
105 static int crypto_cmac_digest_init(struct shash_desc *pdesc)
106 {
107         unsigned long alignmask = crypto_shash_alignmask(pdesc->tfm);
108         struct cmac_desc_ctx *ctx = shash_desc_ctx(pdesc);
109         int bs = crypto_shash_blocksize(pdesc->tfm);
110         u8 *prev = PTR_ALIGN((void *)ctx->ctx, alignmask + 1) + bs;
111
112         ctx->len = 0;
113         memset(prev, 0, bs);
114
115         return 0;
116 }
117
118 static int crypto_cmac_digest_update(struct shash_desc *pdesc, const u8 *p,
119                                      unsigned int len)
120 {
121         struct crypto_shash *parent = pdesc->tfm;
122         unsigned long alignmask = crypto_shash_alignmask(parent);
123         struct cmac_tfm_ctx *tctx = crypto_shash_ctx(parent);
124         struct cmac_desc_ctx *ctx = shash_desc_ctx(pdesc);
125         struct crypto_cipher *tfm = tctx->child;
126         int bs = crypto_shash_blocksize(parent);
127         u8 *odds = PTR_ALIGN((void *)ctx->ctx, alignmask + 1);
128         u8 *prev = odds + bs;
129
130         /* checking the data can fill the block */
131         if ((ctx->len + len) <= bs) {
132                 memcpy(odds + ctx->len, p, len);
133                 ctx->len += len;
134                 return 0;
135         }
136
137         /* filling odds with new data and encrypting it */
138         memcpy(odds + ctx->len, p, bs - ctx->len);
139         len -= bs - ctx->len;
140         p += bs - ctx->len;
141
142         crypto_xor(prev, odds, bs);
143         crypto_cipher_encrypt_one(tfm, prev, prev);
144
145         /* clearing the length */
146         ctx->len = 0;
147
148         /* encrypting the rest of data */
149         while (len > bs) {
150                 crypto_xor(prev, p, bs);
151                 crypto_cipher_encrypt_one(tfm, prev, prev);
152                 p += bs;
153                 len -= bs;
154         }
155
156         /* keeping the surplus of blocksize */
157         if (len) {
158                 memcpy(odds, p, len);
159                 ctx->len = len;
160         }
161
162         return 0;
163 }
164
165 static int crypto_cmac_digest_final(struct shash_desc *pdesc, u8 *out)
166 {
167         struct crypto_shash *parent = pdesc->tfm;
168         unsigned long alignmask = crypto_shash_alignmask(parent);
169         struct cmac_tfm_ctx *tctx = crypto_shash_ctx(parent);
170         struct cmac_desc_ctx *ctx = shash_desc_ctx(pdesc);
171         struct crypto_cipher *tfm = tctx->child;
172         int bs = crypto_shash_blocksize(parent);
173         u8 *consts = PTR_ALIGN((void *)tctx->ctx,
174                                (alignmask | (__alignof__(__be64) - 1)) + 1);
175         u8 *odds = PTR_ALIGN((void *)ctx->ctx, alignmask + 1);
176         u8 *prev = odds + bs;
177         unsigned int offset = 0;
178
179         if (ctx->len != bs) {
180                 unsigned int rlen;
181                 u8 *p = odds + ctx->len;
182
183                 *p = 0x80;
184                 p++;
185
186                 rlen = bs - ctx->len - 1;
187                 if (rlen)
188                         memset(p, 0, rlen);
189
190                 offset += bs;
191         }
192
193         crypto_xor(prev, odds, bs);
194         crypto_xor(prev, consts + offset, bs);
195
196         crypto_cipher_encrypt_one(tfm, out, prev);
197
198         return 0;
199 }
200
201 static int cmac_init_tfm(struct crypto_shash *tfm)
202 {
203         struct shash_instance *inst = shash_alg_instance(tfm);
204         struct cmac_tfm_ctx *ctx = crypto_shash_ctx(tfm);
205         struct crypto_cipher_spawn *spawn;
206         struct crypto_cipher *cipher;
207
208         spawn = shash_instance_ctx(inst);
209         cipher = crypto_spawn_cipher(spawn);
210         if (IS_ERR(cipher))
211                 return PTR_ERR(cipher);
212
213         ctx->child = cipher;
214
215         return 0;
216 }
217
218 static int cmac_clone_tfm(struct crypto_shash *tfm, struct crypto_shash *otfm)
219 {
220         struct cmac_tfm_ctx *octx = crypto_shash_ctx(otfm);
221         struct cmac_tfm_ctx *ctx = crypto_shash_ctx(tfm);
222         struct crypto_cipher *cipher;
223
224         cipher = crypto_clone_cipher(octx->child);
225         if (IS_ERR(cipher))
226                 return PTR_ERR(cipher);
227
228         ctx->child = cipher;
229
230         return 0;
231 }
232
233 static void cmac_exit_tfm(struct crypto_shash *tfm)
234 {
235         struct cmac_tfm_ctx *ctx = crypto_shash_ctx(tfm);
236         crypto_free_cipher(ctx->child);
237 }
238
239 static int cmac_create(struct crypto_template *tmpl, struct rtattr **tb)
240 {
241         struct shash_instance *inst;
242         struct crypto_cipher_spawn *spawn;
243         struct crypto_alg *alg;
244         unsigned long alignmask;
245         u32 mask;
246         int err;
247
248         err = crypto_check_attr_type(tb, CRYPTO_ALG_TYPE_SHASH, &mask);
249         if (err)
250                 return err;
251
252         inst = kzalloc(sizeof(*inst) + sizeof(*spawn), GFP_KERNEL);
253         if (!inst)
254                 return -ENOMEM;
255         spawn = shash_instance_ctx(inst);
256
257         err = crypto_grab_cipher(spawn, shash_crypto_instance(inst),
258                                  crypto_attr_alg_name(tb[1]), 0, mask);
259         if (err)
260                 goto err_free_inst;
261         alg = crypto_spawn_cipher_alg(spawn);
262
263         switch (alg->cra_blocksize) {
264         case 16:
265         case 8:
266                 break;
267         default:
268                 err = -EINVAL;
269                 goto err_free_inst;
270         }
271
272         err = crypto_inst_setname(shash_crypto_instance(inst), tmpl->name, alg);
273         if (err)
274                 goto err_free_inst;
275
276         alignmask = alg->cra_alignmask;
277         inst->alg.base.cra_alignmask = alignmask;
278         inst->alg.base.cra_priority = alg->cra_priority;
279         inst->alg.base.cra_blocksize = alg->cra_blocksize;
280
281         inst->alg.digestsize = alg->cra_blocksize;
282         inst->alg.descsize =
283                 ALIGN(sizeof(struct cmac_desc_ctx), crypto_tfm_ctx_alignment())
284                 + (alignmask & ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1))
285                 + alg->cra_blocksize * 2;
286
287         inst->alg.base.cra_ctxsize =
288                 ALIGN(sizeof(struct cmac_tfm_ctx), crypto_tfm_ctx_alignment())
289                 + ((alignmask | (__alignof__(__be64) - 1)) &
290                    ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1))
291                 + alg->cra_blocksize * 2;
292
293         inst->alg.init = crypto_cmac_digest_init;
294         inst->alg.update = crypto_cmac_digest_update;
295         inst->alg.final = crypto_cmac_digest_final;
296         inst->alg.setkey = crypto_cmac_digest_setkey;
297         inst->alg.init_tfm = cmac_init_tfm;
298         inst->alg.clone_tfm = cmac_clone_tfm;
299         inst->alg.exit_tfm = cmac_exit_tfm;
300
301         inst->free = shash_free_singlespawn_instance;
302
303         err = shash_register_instance(tmpl, inst);
304         if (err) {
305 err_free_inst:
306                 shash_free_singlespawn_instance(inst);
307         }
308         return err;
309 }
310
311 static struct crypto_template crypto_cmac_tmpl = {
312         .name = "cmac",
313         .create = cmac_create,
314         .module = THIS_MODULE,
315 };
316
317 static int __init crypto_cmac_module_init(void)
318 {
319         return crypto_register_template(&crypto_cmac_tmpl);
320 }
321
322 static void __exit crypto_cmac_module_exit(void)
323 {
324         crypto_unregister_template(&crypto_cmac_tmpl);
325 }
326
327 subsys_initcall(crypto_cmac_module_init);
328 module_exit(crypto_cmac_module_exit);
329
330 MODULE_LICENSE("GPL");
331 MODULE_DESCRIPTION("CMAC keyed hash algorithm");
332 MODULE_ALIAS_CRYPTO("cmac");
333 MODULE_IMPORT_NS(CRYPTO_INTERNAL);