net/ceph/crypto.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2
   3 #include <linux/ceph/ceph_debug.h>
   4
   5 #include <linux/err.h>
   6 #include <linux/scatterlist.h>
   7 #include <linux/sched.h>
   8 #include <linux/slab.h>
   9 #include <crypto/aes.h>
  10 #include <crypto/skcipher.h>
  11 #include <linux/key-type.h>
  12 #include <linux/sched/mm.h>
  13
  14 #include <keys/ceph-type.h>
  15 #include <keys/user-type.h>
  16 #include <linux/ceph/decode.h>
  17 #include "crypto.h"
  18
  19 /*
  20  * Set ->key and ->tfm.  The rest of the key should be filled in before
  21  * this function is called.
  22  */
  23 static int set_secret(struct ceph_crypto_key *key, void *buf)
  24 {
  25         unsigned int noio_flag;
  26         int ret;
  27
  28         key->key = NULL;
  29         key->tfm = NULL;
  30
  31         switch (key->type) {
  32         case CEPH_CRYPTO_NONE:
  33                 return 0; /* nothing to do */
  34         case CEPH_CRYPTO_AES:
  35                 break;
  36         default:
  37                 return -ENOTSUPP;
  38         }
  39
  40         if (!key->len)
  41                 return -EINVAL;
  42
  43         key->key = kmemdup(buf, key->len, GFP_NOIO);
  44         if (!key->key) {
  45                 ret = -ENOMEM;
  46                 goto fail;
  47         }
  48
  49         /* crypto_alloc_sync_skcipher() allocates with GFP_KERNEL */
  50         noio_flag = memalloc_noio_save();
  51         key->tfm = crypto_alloc_sync_skcipher("cbc(aes)", 0, 0);
  52         memalloc_noio_restore(noio_flag);
  53         if (IS_ERR(key->tfm)) {
  54                 ret = PTR_ERR(key->tfm);
  55                 key->tfm = NULL;
  56                 goto fail;
  57         }
  58
  59         ret = crypto_sync_skcipher_setkey(key->tfm, key->key, key->len);
  60         if (ret)
  61                 goto fail;
  62
  63         return 0;
  64
  65 fail:
  66         ceph_crypto_key_destroy(key);
  67         return ret;
  68 }
  69
  70 int ceph_crypto_key_clone(struct ceph_crypto_key *dst,
  71                           const struct ceph_crypto_key *src)
  72 {
  73         memcpy(dst, src, sizeof(struct ceph_crypto_key));
  74         return set_secret(dst, src->key);
  75 }
  76
  77 int ceph_crypto_key_encode(struct ceph_crypto_key *key, void **p, void *end)
  78 {
  79         if (*p + sizeof(u16) + sizeof(key->created) +
  80             sizeof(u16) + key->len > end)
  81                 return -ERANGE;
  82         ceph_encode_16(p, key->type);
  83         ceph_encode_copy(p, &key->created, sizeof(key->created));
  84         ceph_encode_16(p, key->len);
  85         ceph_encode_copy(p, key->key, key->len);
  86         return 0;
  87 }
  88
  89 int ceph_crypto_key_decode(struct ceph_crypto_key *key, void **p, void *end)
  90 {
  91         int ret;
  92
  93         ceph_decode_need(p, end, 2*sizeof(u16) + sizeof(key->created), bad);
  94         key->type = ceph_decode_16(p);
  95         ceph_decode_copy(p, &key->created, sizeof(key->created));
  96         key->len = ceph_decode_16(p);
  97         ceph_decode_need(p, end, key->len, bad);
  98         ret = set_secret(key, *p);
  99         memzero_explicit(*p, key->len);
 100         *p += key->len;
 101         return ret;
 102
 103 bad:
 104         dout("failed to decode crypto key\n");
 105         return -EINVAL;
 106 }
 107
 108 int ceph_crypto_key_unarmor(struct ceph_crypto_key *key, const char *inkey)
 109 {
 110         int inlen = strlen(inkey);
 111         int blen = inlen * 3 / 4;
 112         void *buf, *p;
 113         int ret;
 114
 115         dout("crypto_key_unarmor %s\n", inkey);
 116         buf = kmalloc(blen, GFP_NOFS);
 117         if (!buf)
 118                 return -ENOMEM;
 119         blen = ceph_unarmor(buf, inkey, inkey+inlen);
 120         if (blen < 0) {
 121                 kfree(buf);
 122                 return blen;
 123         }
 124
 125         p = buf;
 126         ret = ceph_crypto_key_decode(key, &p, p + blen);
 127         kfree(buf);
 128         if (ret)
 129                 return ret;
 130         dout("crypto_key_unarmor key %p type %d len %d\n", key,
 131              key->type, key->len);
 132         return 0;
 133 }
 134
 135 void ceph_crypto_key_destroy(struct ceph_crypto_key *key)
 136 {
 137         if (key) {
 138                 kfree_sensitive(key->key);
 139                 key->key = NULL;
 140                 if (key->tfm) {
 141                         crypto_free_sync_skcipher(key->tfm);
 142                         key->tfm = NULL;
 143                 }
 144         }
 145 }
 146
 147 static const u8 *aes_iv = (u8 *)CEPH_AES_IV;
 148
 149 /*
 150  * Should be used for buffers allocated with ceph_kvmalloc().
 151  * Currently these are encrypt out-buffer (ceph_buffer) and decrypt
 152  * in-buffer (msg front).
 153  *
 154  * Dispose of @sgt with teardown_sgtable().
 155  *
 156  * @prealloc_sg is to avoid memory allocation inside sg_alloc_table()
 157  * in cases where a single sg is sufficient.  No attempt to reduce the
 158  * number of sgs by squeezing physically contiguous pages together is
 159  * made though, for simplicity.
 160  */
 161 static int setup_sgtable(struct sg_table *sgt, struct scatterlist *prealloc_sg,
 162                          const void *buf, unsigned int buf_len)
 163 {
 164         struct scatterlist *sg;
 165         const bool is_vmalloc = is_vmalloc_addr(buf);
 166         unsigned int off = offset_in_page(buf);
 167         unsigned int chunk_cnt = 1;
 168         unsigned int chunk_len = PAGE_ALIGN(off + buf_len);
 169         int i;
 170         int ret;
 171
 172         if (buf_len == 0) {
 173                 memset(sgt, 0, sizeof(*sgt));
 174                 return -EINVAL;
 175         }
 176
 177         if (is_vmalloc) {
 178                 chunk_cnt = chunk_len >> PAGE_SHIFT;
 179                 chunk_len = PAGE_SIZE;
 180         }
 181
 182         if (chunk_cnt > 1) {
 183                 ret = sg_alloc_table(sgt, chunk_cnt, GFP_NOFS);
 184                 if (ret)
 185                         return ret;
 186         } else {
 187                 WARN_ON(chunk_cnt != 1);
 188                 sg_init_table(prealloc_sg, 1);
 189                 sgt->sgl = prealloc_sg;
 190                 sgt->nents = sgt->orig_nents = 1;
 191         }
 192
 193         for_each_sg(sgt->sgl, sg, sgt->orig_nents, i) {
 194                 struct page *page;
 195                 unsigned int len = min(chunk_len - off, buf_len);
 196
 197                 if (is_vmalloc)
 198                         page = vmalloc_to_page(buf);
 199                 else
 200                         page = virt_to_page(buf);
 201
 202                 sg_set_page(sg, page, len, off);
 203
 204                 off = 0;
 205                 buf += len;
 206                 buf_len -= len;
 207         }
 208         WARN_ON(buf_len != 0);
 209
 210         return 0;
 211 }
 212
 213 static void teardown_sgtable(struct sg_table *sgt)
 214 {
 215         if (sgt->orig_nents > 1)
 216                 sg_free_table(sgt);
 217 }
 218
 219 static int ceph_aes_crypt(const struct ceph_crypto_key *key, bool encrypt,
 220                           void *buf, int buf_len, int in_len, int *pout_len)
 221 {
 222         SYNC_SKCIPHER_REQUEST_ON_STACK(req, key->tfm);
 223         struct sg_table sgt;
 224         struct scatterlist prealloc_sg;
 225         char iv[AES_BLOCK_SIZE] __aligned(8);
 226         int pad_byte = AES_BLOCK_SIZE - (in_len & (AES_BLOCK_SIZE - 1));
 227         int crypt_len = encrypt ? in_len + pad_byte : in_len;
 228         int ret;
 229
 230         WARN_ON(crypt_len > buf_len);
 231         if (encrypt)
 232                 memset(buf + in_len, pad_byte, pad_byte);
 233         ret = setup_sgtable(&sgt, &prealloc_sg, buf, crypt_len);
 234         if (ret)
 235                 return ret;
 236
 237         memcpy(iv, aes_iv, AES_BLOCK_SIZE);
 238         skcipher_request_set_sync_tfm(req, key->tfm);
 239         skcipher_request_set_callback(req, 0, NULL, NULL);
 240         skcipher_request_set_crypt(req, sgt.sgl, sgt.sgl, crypt_len, iv);
 241
 242         /*
 243         print_hex_dump(KERN_ERR, "key: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
 244                        key->key, key->len, 1);
 245         print_hex_dump(KERN_ERR, " in: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
 246                        buf, crypt_len, 1);
 247         */
 248         if (encrypt)
 249                 ret = crypto_skcipher_encrypt(req);
 250         else
 251                 ret = crypto_skcipher_decrypt(req);
 252         skcipher_request_zero(req);
 253         if (ret) {
 254                 pr_err("%s %scrypt failed: %d\n", __func__,
 255                        encrypt ? "en" : "de", ret);
 256                 goto out_sgt;
 257         }
 258         /*
 259         print_hex_dump(KERN_ERR, "out: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
 260                        buf, crypt_len, 1);
 261         */
 262
 263         if (encrypt) {
 264                 *pout_len = crypt_len;
 265         } else {
 266                 pad_byte = *(char *)(buf + in_len - 1);
 267                 if (pad_byte > 0 && pad_byte <= AES_BLOCK_SIZE &&
 268                     in_len >= pad_byte) {
 269                         *pout_len = in_len - pad_byte;
 270                 } else {
 271                         pr_err("%s got bad padding %d on in_len %d\n",
 272                                __func__, pad_byte, in_len);
 273                         ret = -EPERM;
 274                         goto out_sgt;
 275                 }
 276         }
 277
 278 out_sgt:
 279         teardown_sgtable(&sgt);
 280         return ret;
 281 }
 282
 283 int ceph_crypt(const struct ceph_crypto_key *key, bool encrypt,
 284                void *buf, int buf_len, int in_len, int *pout_len)
 285 {
 286         switch (key->type) {
 287         case CEPH_CRYPTO_NONE:
 288                 *pout_len = in_len;
 289                 return 0;
 290         case CEPH_CRYPTO_AES:
 291                 return ceph_aes_crypt(key, encrypt, buf, buf_len, in_len,
 292                                       pout_len);
 293         default:
 294                 return -ENOTSUPP;
 295         }
 296 }
 297
 298 static int ceph_key_preparse(struct key_preparsed_payload *prep)
 299 {
 300         struct ceph_crypto_key *ckey;
 301         size_t datalen = prep->datalen;
 302         int ret;
 303         void *p;
 304
 305         ret = -EINVAL;
 306         if (datalen <= 0 || datalen > 32767 || !prep->data)
 307                 goto err;
 308
 309         ret = -ENOMEM;
 310         ckey = kmalloc(sizeof(*ckey), GFP_KERNEL);
 311         if (!ckey)
 312                 goto err;
 313
 314         /* TODO ceph_crypto_key_decode should really take const input */
 315         p = (void *)prep->data;
 316         ret = ceph_crypto_key_decode(ckey, &p, (char*)prep->data+datalen);
 317         if (ret < 0)
 318                 goto err_ckey;
 319
 320         prep->payload.data[0] = ckey;
 321         prep->quotalen = datalen;
 322         return 0;
 323
 324 err_ckey:
 325         kfree(ckey);
 326 err:
 327         return ret;
 328 }
 329
 330 static void ceph_key_free_preparse(struct key_preparsed_payload *prep)
 331 {
 332         struct ceph_crypto_key *ckey = prep->payload.data[0];
 333         ceph_crypto_key_destroy(ckey);
 334         kfree(ckey);
 335 }
 336
 337 static void ceph_key_destroy(struct key *key)
 338 {
 339         struct ceph_crypto_key *ckey = key->payload.data[0];
 340
 341         ceph_crypto_key_destroy(ckey);
 342         kfree(ckey);
 343 }
 344
 345 struct key_type key_type_ceph = {
 346         .name           = "ceph",
 347         .preparse       = ceph_key_preparse,
 348         .free_preparse  = ceph_key_free_preparse,
 349         .instantiate    = generic_key_instantiate,
 350         .destroy        = ceph_key_destroy,
 351 };
 352
 353 int __init ceph_crypto_init(void)
 354 {
 355         return register_key_type(&key_type_ceph);
 356 }
 357
 358 void ceph_crypto_shutdown(void)
 359 {
 360         unregister_key_type(&key_type_ceph);
 361 }