1bf571a66e020d263ceb1d5a4489253b8fbf9728
[platform/kernel/linux-starfive.git] / net / rxrpc / rxkad.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /* Kerberos-based RxRPC security
3  *
4  * Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc. All Rights Reserved.
5  * Written by David Howells (dhowells@redhat.com)
6  */
7
8 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
9
10 #include <crypto/skcipher.h>
11 #include <linux/module.h>
12 #include <linux/net.h>
13 #include <linux/skbuff.h>
14 #include <linux/udp.h>
15 #include <linux/scatterlist.h>
16 #include <linux/ctype.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/key-type.h>
19 #include <net/sock.h>
20 #include <net/af_rxrpc.h>
21 #include <keys/rxrpc-type.h>
22 #include "ar-internal.h"
23
24 #define RXKAD_VERSION                   2
25 #define MAXKRB5TICKETLEN                1024
26 #define RXKAD_TKT_TYPE_KERBEROS_V5      256
27 #define ANAME_SZ                        40      /* size of authentication name */
28 #define INST_SZ                         40      /* size of principal's instance */
29 #define REALM_SZ                        40      /* size of principal's auth domain */
30 #define SNAME_SZ                        40      /* size of service name */
31 #define RXKAD_ALIGN                     8
32
33 struct rxkad_level1_hdr {
34         __be32  data_size;      /* true data size (excluding padding) */
35 };
36
37 struct rxkad_level2_hdr {
38         __be32  data_size;      /* true data size (excluding padding) */
39         __be32  checksum;       /* decrypted data checksum */
40 };
41
42 static int rxkad_prime_packet_security(struct rxrpc_connection *conn,
43                                        struct crypto_sync_skcipher *ci);
44
45 /*
46  * this holds a pinned cipher so that keventd doesn't get called by the cipher
47  * alloc routine, but since we have it to hand, we use it to decrypt RESPONSE
48  * packets
49  */
50 static struct crypto_sync_skcipher *rxkad_ci;
51 static struct skcipher_request *rxkad_ci_req;
52 static DEFINE_MUTEX(rxkad_ci_mutex);
53
54 /*
55  * Parse the information from a server key
56  *
57  * The data should be the 8-byte secret key.
58  */
59 static int rxkad_preparse_server_key(struct key_preparsed_payload *prep)
60 {
61         struct crypto_skcipher *ci;
62
63         if (prep->datalen != 8)
64                 return -EINVAL;
65
66         memcpy(&prep->payload.data[2], prep->data, 8);
67
68         ci = crypto_alloc_skcipher("pcbc(des)", 0, CRYPTO_ALG_ASYNC);
69         if (IS_ERR(ci)) {
70                 _leave(" = %ld", PTR_ERR(ci));
71                 return PTR_ERR(ci);
72         }
73
74         if (crypto_skcipher_setkey(ci, prep->data, 8) < 0)
75                 BUG();
76
77         prep->payload.data[0] = ci;
78         _leave(" = 0");
79         return 0;
80 }
81
82 static void rxkad_free_preparse_server_key(struct key_preparsed_payload *prep)
83 {
84
85         if (prep->payload.data[0])
86                 crypto_free_skcipher(prep->payload.data[0]);
87 }
88
89 static void rxkad_destroy_server_key(struct key *key)
90 {
91         if (key->payload.data[0]) {
92                 crypto_free_skcipher(key->payload.data[0]);
93                 key->payload.data[0] = NULL;
94         }
95 }
96
97 /*
98  * initialise connection security
99  */
100 static int rxkad_init_connection_security(struct rxrpc_connection *conn,
101                                           struct rxrpc_key_token *token)
102 {
103         struct crypto_sync_skcipher *ci;
104         int ret;
105
106         _enter("{%d},{%x}", conn->debug_id, key_serial(conn->key));
107
108         conn->security_ix = token->security_index;
109
110         ci = crypto_alloc_sync_skcipher("pcbc(fcrypt)", 0, 0);
111         if (IS_ERR(ci)) {
112                 _debug("no cipher");
113                 ret = PTR_ERR(ci);
114                 goto error;
115         }
116
117         if (crypto_sync_skcipher_setkey(ci, token->kad->session_key,
118                                    sizeof(token->kad->session_key)) < 0)
119                 BUG();
120
121         switch (conn->security_level) {
122         case RXRPC_SECURITY_PLAIN:
123         case RXRPC_SECURITY_AUTH:
124         case RXRPC_SECURITY_ENCRYPT:
125                 break;
126         default:
127                 ret = -EKEYREJECTED;
128                 goto error;
129         }
130
131         ret = rxkad_prime_packet_security(conn, ci);
132         if (ret < 0)
133                 goto error_ci;
134
135         conn->rxkad.cipher = ci;
136         return 0;
137
138 error_ci:
139         crypto_free_sync_skcipher(ci);
140 error:
141         _leave(" = %d", ret);
142         return ret;
143 }
144
145 /*
146  * Work out how much data we can put in a packet.
147  */
148 static int rxkad_how_much_data(struct rxrpc_call *call, size_t remain,
149                                size_t *_buf_size, size_t *_data_size, size_t *_offset)
150 {
151         size_t shdr, buf_size, chunk;
152
153         switch (call->conn->security_level) {
154         default:
155                 buf_size = chunk = min_t(size_t, remain, RXRPC_JUMBO_DATALEN);
156                 shdr = 0;
157                 goto out;
158         case RXRPC_SECURITY_AUTH:
159                 shdr = sizeof(struct rxkad_level1_hdr);
160                 break;
161         case RXRPC_SECURITY_ENCRYPT:
162                 shdr = sizeof(struct rxkad_level2_hdr);
163                 break;
164         }
165
166         buf_size = round_down(RXRPC_JUMBO_DATALEN, RXKAD_ALIGN);
167
168         chunk = buf_size - shdr;
169         if (remain < chunk)
170                 buf_size = round_up(shdr + remain, RXKAD_ALIGN);
171
172 out:
173         *_buf_size = buf_size;
174         *_data_size = chunk;
175         *_offset = shdr;
176         return 0;
177 }
178
179 /*
180  * prime the encryption state with the invariant parts of a connection's
181  * description
182  */
183 static int rxkad_prime_packet_security(struct rxrpc_connection *conn,
184                                        struct crypto_sync_skcipher *ci)
185 {
186         struct skcipher_request *req;
187         struct rxrpc_key_token *token;
188         struct scatterlist sg;
189         struct rxrpc_crypt iv;
190         __be32 *tmpbuf;
191         size_t tmpsize = 4 * sizeof(__be32);
192
193         _enter("");
194
195         if (!conn->key)
196                 return 0;
197
198         tmpbuf = kmalloc(tmpsize, GFP_KERNEL);
199         if (!tmpbuf)
200                 return -ENOMEM;
201
202         req = skcipher_request_alloc(&ci->base, GFP_NOFS);
203         if (!req) {
204                 kfree(tmpbuf);
205                 return -ENOMEM;
206         }
207
208         token = conn->key->payload.data[0];
209         memcpy(&iv, token->kad->session_key, sizeof(iv));
210
211         tmpbuf[0] = htonl(conn->proto.epoch);
212         tmpbuf[1] = htonl(conn->proto.cid);
213         tmpbuf[2] = 0;
214         tmpbuf[3] = htonl(conn->security_ix);
215
216         sg_init_one(&sg, tmpbuf, tmpsize);
217         skcipher_request_set_sync_tfm(req, ci);
218         skcipher_request_set_callback(req, 0, NULL, NULL);
219         skcipher_request_set_crypt(req, &sg, &sg, tmpsize, iv.x);
220         crypto_skcipher_encrypt(req);
221         skcipher_request_free(req);
222
223         memcpy(&conn->rxkad.csum_iv, tmpbuf + 2, sizeof(conn->rxkad.csum_iv));
224         kfree(tmpbuf);
225         _leave(" = 0");
226         return 0;
227 }
228
229 /*
230  * Allocate and prepare the crypto request on a call.  For any particular call,
231  * this is called serially for the packets, so no lock should be necessary.
232  */
233 static struct skcipher_request *rxkad_get_call_crypto(struct rxrpc_call *call)
234 {
235         struct crypto_skcipher *tfm = &call->conn->rxkad.cipher->base;
236
237         return skcipher_request_alloc(tfm, GFP_NOFS);
238 }
239
240 /*
241  * Clean up the crypto on a call.
242  */
243 static void rxkad_free_call_crypto(struct rxrpc_call *call)
244 {
245 }
246
247 /*
248  * partially encrypt a packet (level 1 security)
249  */
250 static int rxkad_secure_packet_auth(const struct rxrpc_call *call,
251                                     struct rxrpc_txbuf *txb,
252                                     struct skcipher_request *req)
253 {
254         struct rxkad_level1_hdr *hdr = (void *)txb->data;
255         struct rxrpc_crypt iv;
256         struct scatterlist sg;
257         size_t pad;
258         u16 check;
259
260         _enter("");
261
262         check = txb->seq ^ ntohl(txb->wire.callNumber);
263         hdr->data_size = htonl((u32)check << 16 | txb->len);
264
265         txb->len += sizeof(struct rxkad_level1_hdr);
266         pad = txb->len;
267         pad = RXKAD_ALIGN - pad;
268         pad &= RXKAD_ALIGN - 1;
269         if (pad) {
270                 memset(txb->data + txb->offset, 0, pad);
271                 txb->len += pad;
272         }
273
274         /* start the encryption afresh */
275         memset(&iv, 0, sizeof(iv));
276
277         sg_init_one(&sg, txb->data, 8);
278         skcipher_request_set_sync_tfm(req, call->conn->rxkad.cipher);
279         skcipher_request_set_callback(req, 0, NULL, NULL);
280         skcipher_request_set_crypt(req, &sg, &sg, 8, iv.x);
281         crypto_skcipher_encrypt(req);
282         skcipher_request_zero(req);
283
284         _leave(" = 0");
285         return 0;
286 }
287
288 /*
289  * wholly encrypt a packet (level 2 security)
290  */
291 static int rxkad_secure_packet_encrypt(const struct rxrpc_call *call,
292                                        struct rxrpc_txbuf *txb,
293                                        struct skcipher_request *req)
294 {
295         const struct rxrpc_key_token *token;
296         struct rxkad_level2_hdr *rxkhdr = (void *)txb->data;
297         struct rxrpc_crypt iv;
298         struct scatterlist sg;
299         size_t pad;
300         u16 check;
301         int ret;
302
303         _enter("");
304
305         check = txb->seq ^ ntohl(txb->wire.callNumber);
306
307         rxkhdr->data_size = htonl(txb->len | (u32)check << 16);
308         rxkhdr->checksum = 0;
309
310         txb->len += sizeof(struct rxkad_level2_hdr);
311         pad = txb->len;
312         pad = RXKAD_ALIGN - pad;
313         pad &= RXKAD_ALIGN - 1;
314         if (pad) {
315                 memset(txb->data + txb->offset, 0, pad);
316                 txb->len += pad;
317         }
318
319         /* encrypt from the session key */
320         token = call->conn->key->payload.data[0];
321         memcpy(&iv, token->kad->session_key, sizeof(iv));
322
323         sg_init_one(&sg, txb->data, txb->len);
324         skcipher_request_set_sync_tfm(req, call->conn->rxkad.cipher);
325         skcipher_request_set_callback(req, 0, NULL, NULL);
326         skcipher_request_set_crypt(req, &sg, &sg, txb->len, iv.x);
327         ret = crypto_skcipher_encrypt(req);
328         skcipher_request_zero(req);
329         return ret;
330 }
331
332 /*
333  * checksum an RxRPC packet header
334  */
335 static int rxkad_secure_packet(struct rxrpc_call *call, struct rxrpc_txbuf *txb)
336 {
337         struct skcipher_request *req;
338         struct rxrpc_crypt iv;
339         struct scatterlist sg;
340         union {
341                 __be32 buf[2];
342         } crypto __aligned(8);
343         u32 x, y;
344         int ret;
345
346         _enter("{%d{%x}},{#%u},%u,",
347                call->debug_id, key_serial(call->conn->key),
348                txb->seq, txb->len);
349
350         if (!call->conn->rxkad.cipher)
351                 return 0;
352
353         ret = key_validate(call->conn->key);
354         if (ret < 0)
355                 return ret;
356
357         req = rxkad_get_call_crypto(call);
358         if (!req)
359                 return -ENOMEM;
360
361         /* continue encrypting from where we left off */
362         memcpy(&iv, call->conn->rxkad.csum_iv.x, sizeof(iv));
363
364         /* calculate the security checksum */
365         x = (ntohl(txb->wire.cid) & RXRPC_CHANNELMASK) << (32 - RXRPC_CIDSHIFT);
366         x |= txb->seq & 0x3fffffff;
367         crypto.buf[0] = txb->wire.callNumber;
368         crypto.buf[1] = htonl(x);
369
370         sg_init_one(&sg, crypto.buf, 8);
371         skcipher_request_set_sync_tfm(req, call->conn->rxkad.cipher);
372         skcipher_request_set_callback(req, 0, NULL, NULL);
373         skcipher_request_set_crypt(req, &sg, &sg, 8, iv.x);
374         crypto_skcipher_encrypt(req);
375         skcipher_request_zero(req);
376
377         y = ntohl(crypto.buf[1]);
378         y = (y >> 16) & 0xffff;
379         if (y == 0)
380                 y = 1; /* zero checksums are not permitted */
381         txb->wire.cksum = htons(y);
382
383         switch (call->conn->security_level) {
384         case RXRPC_SECURITY_PLAIN:
385                 ret = 0;
386                 break;
387         case RXRPC_SECURITY_AUTH:
388                 ret = rxkad_secure_packet_auth(call, txb, req);
389                 break;
390         case RXRPC_SECURITY_ENCRYPT:
391                 ret = rxkad_secure_packet_encrypt(call, txb, req);
392                 break;
393         default:
394                 ret = -EPERM;
395                 break;
396         }
397
398         skcipher_request_free(req);
399         _leave(" = %d [set %x]", ret, y);
400         return ret;
401 }
402
403 /*
404  * decrypt partial encryption on a packet (level 1 security)
405  */
406 static int rxkad_verify_packet_1(struct rxrpc_call *call, struct sk_buff *skb,
407                                  rxrpc_seq_t seq,
408                                  struct skcipher_request *req)
409 {
410         struct rxkad_level1_hdr sechdr;
411         struct rxrpc_skb_priv *sp = rxrpc_skb(skb);
412         struct rxrpc_crypt iv;
413         struct scatterlist sg[16];
414         u32 data_size, buf;
415         u16 check;
416         int ret;
417
418         _enter("");
419
420         if (sp->len < 8)
421                 return rxrpc_abort_eproto(call, skb, RXKADSEALEDINCON,
422                                           rxkad_abort_1_short_header);
423
424         /* Decrypt the skbuff in-place.  TODO: We really want to decrypt
425          * directly into the target buffer.
426          */
427         sg_init_table(sg, ARRAY_SIZE(sg));
428         ret = skb_to_sgvec(skb, sg, sp->offset, 8);
429         if (unlikely(ret < 0))
430                 return ret;
431
432         /* start the decryption afresh */
433         memset(&iv, 0, sizeof(iv));
434
435         skcipher_request_set_sync_tfm(req, call->conn->rxkad.cipher);
436         skcipher_request_set_callback(req, 0, NULL, NULL);
437         skcipher_request_set_crypt(req, sg, sg, 8, iv.x);
438         crypto_skcipher_decrypt(req);
439         skcipher_request_zero(req);
440
441         /* Extract the decrypted packet length */
442         if (skb_copy_bits(skb, sp->offset, &sechdr, sizeof(sechdr)) < 0)
443                 return rxrpc_abort_eproto(call, skb, RXKADDATALEN,
444                                           rxkad_abort_1_short_encdata);
445         sp->offset += sizeof(sechdr);
446         sp->len    -= sizeof(sechdr);
447
448         buf = ntohl(sechdr.data_size);
449         data_size = buf & 0xffff;
450
451         check = buf >> 16;
452         check ^= seq ^ call->call_id;
453         check &= 0xffff;
454         if (check != 0)
455                 return rxrpc_abort_eproto(call, skb, RXKADSEALEDINCON,
456                                           rxkad_abort_1_short_check);
457         if (data_size > sp->len)
458                 return rxrpc_abort_eproto(call, skb, RXKADDATALEN,
459                                           rxkad_abort_1_short_data);
460         sp->len = data_size;
461
462         _leave(" = 0 [dlen=%x]", data_size);
463         return 0;
464 }
465
466 /*
467  * wholly decrypt a packet (level 2 security)
468  */
469 static int rxkad_verify_packet_2(struct rxrpc_call *call, struct sk_buff *skb,
470                                  rxrpc_seq_t seq,
471                                  struct skcipher_request *req)
472 {
473         const struct rxrpc_key_token *token;
474         struct rxkad_level2_hdr sechdr;
475         struct rxrpc_skb_priv *sp = rxrpc_skb(skb);
476         struct rxrpc_crypt iv;
477         struct scatterlist _sg[4], *sg;
478         u32 data_size, buf;
479         u16 check;
480         int nsg, ret;
481
482         _enter(",{%d}", sp->len);
483
484         if (sp->len < 8)
485                 return rxrpc_abort_eproto(call, skb, RXKADSEALEDINCON,
486                                           rxkad_abort_2_short_header);
487
488         /* Decrypt the skbuff in-place.  TODO: We really want to decrypt
489          * directly into the target buffer.
490          */
491         sg = _sg;
492         nsg = skb_shinfo(skb)->nr_frags + 1;
493         if (nsg <= 4) {
494                 nsg = 4;
495         } else {
496                 sg = kmalloc_array(nsg, sizeof(*sg), GFP_NOIO);
497                 if (!sg)
498                         return -ENOMEM;
499         }
500
501         sg_init_table(sg, nsg);
502         ret = skb_to_sgvec(skb, sg, sp->offset, sp->len);
503         if (unlikely(ret < 0)) {
504                 if (sg != _sg)
505                         kfree(sg);
506                 return ret;
507         }
508
509         /* decrypt from the session key */
510         token = call->conn->key->payload.data[0];
511         memcpy(&iv, token->kad->session_key, sizeof(iv));
512
513         skcipher_request_set_sync_tfm(req, call->conn->rxkad.cipher);
514         skcipher_request_set_callback(req, 0, NULL, NULL);
515         skcipher_request_set_crypt(req, sg, sg, sp->len, iv.x);
516         crypto_skcipher_decrypt(req);
517         skcipher_request_zero(req);
518         if (sg != _sg)
519                 kfree(sg);
520
521         /* Extract the decrypted packet length */
522         if (skb_copy_bits(skb, sp->offset, &sechdr, sizeof(sechdr)) < 0)
523                 return rxrpc_abort_eproto(call, skb, RXKADDATALEN,
524                                           rxkad_abort_2_short_len);
525         sp->offset += sizeof(sechdr);
526         sp->len    -= sizeof(sechdr);
527
528         buf = ntohl(sechdr.data_size);
529         data_size = buf & 0xffff;
530
531         check = buf >> 16;
532         check ^= seq ^ call->call_id;
533         check &= 0xffff;
534         if (check != 0)
535                 return rxrpc_abort_eproto(call, skb, RXKADSEALEDINCON,
536                                           rxkad_abort_2_short_check);
537
538         if (data_size > sp->len)
539                 return rxrpc_abort_eproto(call, skb, RXKADDATALEN,
540                                           rxkad_abort_2_short_data);
541
542         sp->len = data_size;
543         _leave(" = 0 [dlen=%x]", data_size);
544         return 0;
545 }
546
547 /*
548  * Verify the security on a received packet and the subpackets therein.
549  */
550 static int rxkad_verify_packet(struct rxrpc_call *call, struct sk_buff *skb)
551 {
552         struct rxrpc_skb_priv *sp = rxrpc_skb(skb);
553         struct skcipher_request *req;
554         struct rxrpc_crypt iv;
555         struct scatterlist sg;
556         union {
557                 __be32 buf[2];
558         } crypto __aligned(8);
559         rxrpc_seq_t seq = sp->hdr.seq;
560         int ret;
561         u16 cksum;
562         u32 x, y;
563
564         _enter("{%d{%x}},{#%u}",
565                call->debug_id, key_serial(call->conn->key), seq);
566
567         if (!call->conn->rxkad.cipher)
568                 return 0;
569
570         req = rxkad_get_call_crypto(call);
571         if (!req)
572                 return -ENOMEM;
573
574         /* continue encrypting from where we left off */
575         memcpy(&iv, call->conn->rxkad.csum_iv.x, sizeof(iv));
576
577         /* validate the security checksum */
578         x = (call->cid & RXRPC_CHANNELMASK) << (32 - RXRPC_CIDSHIFT);
579         x |= seq & 0x3fffffff;
580         crypto.buf[0] = htonl(call->call_id);
581         crypto.buf[1] = htonl(x);
582
583         sg_init_one(&sg, crypto.buf, 8);
584         skcipher_request_set_sync_tfm(req, call->conn->rxkad.cipher);
585         skcipher_request_set_callback(req, 0, NULL, NULL);
586         skcipher_request_set_crypt(req, &sg, &sg, 8, iv.x);
587         crypto_skcipher_encrypt(req);
588         skcipher_request_zero(req);
589
590         y = ntohl(crypto.buf[1]);
591         cksum = (y >> 16) & 0xffff;
592         if (cksum == 0)
593                 cksum = 1; /* zero checksums are not permitted */
594
595         if (cksum != sp->hdr.cksum) {
596                 ret = rxrpc_abort_eproto(call, skb, RXKADSEALEDINCON,
597                                          rxkad_abort_bad_checksum);
598                 goto out;
599         }
600
601         switch (call->conn->security_level) {
602         case RXRPC_SECURITY_PLAIN:
603                 ret = 0;
604                 break;
605         case RXRPC_SECURITY_AUTH:
606                 ret = rxkad_verify_packet_1(call, skb, seq, req);
607                 break;
608         case RXRPC_SECURITY_ENCRYPT:
609                 ret = rxkad_verify_packet_2(call, skb, seq, req);
610                 break;
611         default:
612                 ret = -ENOANO;
613                 break;
614         }
615
616 out:
617         skcipher_request_free(req);
618         return ret;
619 }
620
621 /*
622  * issue a challenge
623  */
624 static int rxkad_issue_challenge(struct rxrpc_connection *conn)
625 {
626         struct rxkad_challenge challenge;
627         struct rxrpc_wire_header whdr;
628         struct msghdr msg;
629         struct kvec iov[2];
630         size_t len;
631         u32 serial;
632         int ret;
633
634         _enter("{%d}", conn->debug_id);
635
636         get_random_bytes(&conn->rxkad.nonce, sizeof(conn->rxkad.nonce));
637
638         challenge.version       = htonl(2);
639         challenge.nonce         = htonl(conn->rxkad.nonce);
640         challenge.min_level     = htonl(0);
641         challenge.__padding     = 0;
642
643         msg.msg_name    = &conn->peer->srx.transport;
644         msg.msg_namelen = conn->peer->srx.transport_len;
645         msg.msg_control = NULL;
646         msg.msg_controllen = 0;
647         msg.msg_flags   = 0;
648
649         whdr.epoch      = htonl(conn->proto.epoch);
650         whdr.cid        = htonl(conn->proto.cid);
651         whdr.callNumber = 0;
652         whdr.seq        = 0;
653         whdr.type       = RXRPC_PACKET_TYPE_CHALLENGE;
654         whdr.flags      = conn->out_clientflag;
655         whdr.userStatus = 0;
656         whdr.securityIndex = conn->security_ix;
657         whdr._rsvd      = 0;
658         whdr.serviceId  = htons(conn->service_id);
659
660         iov[0].iov_base = &whdr;
661         iov[0].iov_len  = sizeof(whdr);
662         iov[1].iov_base = &challenge;
663         iov[1].iov_len  = sizeof(challenge);
664
665         len = iov[0].iov_len + iov[1].iov_len;
666
667         serial = atomic_inc_return(&conn->serial);
668         whdr.serial = htonl(serial);
669
670         ret = kernel_sendmsg(conn->local->socket, &msg, iov, 2, len);
671         if (ret < 0) {
672                 trace_rxrpc_tx_fail(conn->debug_id, serial, ret,
673                                     rxrpc_tx_point_rxkad_challenge);
674                 return -EAGAIN;
675         }
676
677         conn->peer->last_tx_at = ktime_get_seconds();
678         trace_rxrpc_tx_packet(conn->debug_id, &whdr,
679                               rxrpc_tx_point_rxkad_challenge);
680         _leave(" = 0");
681         return 0;
682 }
683
684 /*
685  * send a Kerberos security response
686  */
687 static int rxkad_send_response(struct rxrpc_connection *conn,
688                                struct rxrpc_host_header *hdr,
689                                struct rxkad_response *resp,
690                                const struct rxkad_key *s2)
691 {
692         struct rxrpc_wire_header whdr;
693         struct msghdr msg;
694         struct kvec iov[3];
695         size_t len;
696         u32 serial;
697         int ret;
698
699         _enter("");
700
701         msg.msg_name    = &conn->peer->srx.transport;
702         msg.msg_namelen = conn->peer->srx.transport_len;
703         msg.msg_control = NULL;
704         msg.msg_controllen = 0;
705         msg.msg_flags   = 0;
706
707         memset(&whdr, 0, sizeof(whdr));
708         whdr.epoch      = htonl(hdr->epoch);
709         whdr.cid        = htonl(hdr->cid);
710         whdr.type       = RXRPC_PACKET_TYPE_RESPONSE;
711         whdr.flags      = conn->out_clientflag;
712         whdr.securityIndex = hdr->securityIndex;
713         whdr.serviceId  = htons(hdr->serviceId);
714
715         iov[0].iov_base = &whdr;
716         iov[0].iov_len  = sizeof(whdr);
717         iov[1].iov_base = resp;
718         iov[1].iov_len  = sizeof(*resp);
719         iov[2].iov_base = (void *)s2->ticket;
720         iov[2].iov_len  = s2->ticket_len;
721
722         len = iov[0].iov_len + iov[1].iov_len + iov[2].iov_len;
723
724         serial = atomic_inc_return(&conn->serial);
725         whdr.serial = htonl(serial);
726
727         ret = kernel_sendmsg(conn->local->socket, &msg, iov, 3, len);
728         if (ret < 0) {
729                 trace_rxrpc_tx_fail(conn->debug_id, serial, ret,
730                                     rxrpc_tx_point_rxkad_response);
731                 return -EAGAIN;
732         }
733
734         conn->peer->last_tx_at = ktime_get_seconds();
735         _leave(" = 0");
736         return 0;
737 }
738
739 /*
740  * calculate the response checksum
741  */
742 static void rxkad_calc_response_checksum(struct rxkad_response *response)
743 {
744         u32 csum = 1000003;
745         int loop;
746         u8 *p = (u8 *) response;
747
748         for (loop = sizeof(*response); loop > 0; loop--)
749                 csum = csum * 0x10204081 + *p++;
750
751         response->encrypted.checksum = htonl(csum);
752 }
753
754 /*
755  * encrypt the response packet
756  */
757 static int rxkad_encrypt_response(struct rxrpc_connection *conn,
758                                   struct rxkad_response *resp,
759                                   const struct rxkad_key *s2)
760 {
761         struct skcipher_request *req;
762         struct rxrpc_crypt iv;
763         struct scatterlist sg[1];
764
765         req = skcipher_request_alloc(&conn->rxkad.cipher->base, GFP_NOFS);
766         if (!req)
767                 return -ENOMEM;
768
769         /* continue encrypting from where we left off */
770         memcpy(&iv, s2->session_key, sizeof(iv));
771
772         sg_init_table(sg, 1);
773         sg_set_buf(sg, &resp->encrypted, sizeof(resp->encrypted));
774         skcipher_request_set_sync_tfm(req, conn->rxkad.cipher);
775         skcipher_request_set_callback(req, 0, NULL, NULL);
776         skcipher_request_set_crypt(req, sg, sg, sizeof(resp->encrypted), iv.x);
777         crypto_skcipher_encrypt(req);
778         skcipher_request_free(req);
779         return 0;
780 }
781
782 /*
783  * respond to a challenge packet
784  */
785 static int rxkad_respond_to_challenge(struct rxrpc_connection *conn,
786                                       struct sk_buff *skb)
787 {
788         const struct rxrpc_key_token *token;
789         struct rxkad_challenge challenge;
790         struct rxkad_response *resp;
791         struct rxrpc_skb_priv *sp = rxrpc_skb(skb);
792         u32 version, nonce, min_level;
793         int ret = -EPROTO;
794
795         _enter("{%d,%x}", conn->debug_id, key_serial(conn->key));
796
797         if (!conn->key)
798                 return rxrpc_abort_conn(conn, skb, RX_PROTOCOL_ERROR, -EPROTO,
799                                         rxkad_abort_chall_no_key);
800
801         ret = key_validate(conn->key);
802         if (ret < 0)
803                 return rxrpc_abort_conn(conn, skb, RXKADEXPIRED, ret,
804                                         rxkad_abort_chall_key_expired);
805
806         if (skb_copy_bits(skb, sizeof(struct rxrpc_wire_header),
807                           &challenge, sizeof(challenge)) < 0)
808                 return rxrpc_abort_conn(conn, skb, RXKADPACKETSHORT, -EPROTO,
809                                         rxkad_abort_chall_short);
810
811         version = ntohl(challenge.version);
812         nonce = ntohl(challenge.nonce);
813         min_level = ntohl(challenge.min_level);
814
815         trace_rxrpc_rx_challenge(conn, sp->hdr.serial, version, nonce, min_level);
816
817         if (version != RXKAD_VERSION)
818                 return rxrpc_abort_conn(conn, skb, RXKADINCONSISTENCY, -EPROTO,
819                                         rxkad_abort_chall_version);
820
821         if (conn->security_level < min_level)
822                 return rxrpc_abort_conn(conn, skb, RXKADLEVELFAIL, -EACCES,
823                                         rxkad_abort_chall_level);
824
825         token = conn->key->payload.data[0];
826
827         /* build the response packet */
828         resp = kzalloc(sizeof(struct rxkad_response), GFP_NOFS);
829         if (!resp)
830                 return -ENOMEM;
831
832         resp->version                   = htonl(RXKAD_VERSION);
833         resp->encrypted.epoch           = htonl(conn->proto.epoch);
834         resp->encrypted.cid             = htonl(conn->proto.cid);
835         resp->encrypted.securityIndex   = htonl(conn->security_ix);
836         resp->encrypted.inc_nonce       = htonl(nonce + 1);
837         resp->encrypted.level           = htonl(conn->security_level);
838         resp->kvno                      = htonl(token->kad->kvno);
839         resp->ticket_len                = htonl(token->kad->ticket_len);
840         resp->encrypted.call_id[0]      = htonl(conn->channels[0].call_counter);
841         resp->encrypted.call_id[1]      = htonl(conn->channels[1].call_counter);
842         resp->encrypted.call_id[2]      = htonl(conn->channels[2].call_counter);
843         resp->encrypted.call_id[3]      = htonl(conn->channels[3].call_counter);
844
845         /* calculate the response checksum and then do the encryption */
846         rxkad_calc_response_checksum(resp);
847         ret = rxkad_encrypt_response(conn, resp, token->kad);
848         if (ret == 0)
849                 ret = rxkad_send_response(conn, &sp->hdr, resp, token->kad);
850         kfree(resp);
851         return ret;
852 }
853
854 /*
855  * decrypt the kerberos IV ticket in the response
856  */
857 static int rxkad_decrypt_ticket(struct rxrpc_connection *conn,
858                                 struct key *server_key,
859                                 struct sk_buff *skb,
860                                 void *ticket, size_t ticket_len,
861                                 struct rxrpc_crypt *_session_key,
862                                 time64_t *_expiry)
863 {
864         struct skcipher_request *req;
865         struct rxrpc_crypt iv, key;
866         struct scatterlist sg[1];
867         struct in_addr addr;
868         unsigned int life;
869         time64_t issue, now;
870         bool little_endian;
871         u8 *p, *q, *name, *end;
872
873         _enter("{%d},{%x}", conn->debug_id, key_serial(server_key));
874
875         *_expiry = 0;
876
877         ASSERT(server_key->payload.data[0] != NULL);
878         ASSERTCMP((unsigned long) ticket & 7UL, ==, 0);
879
880         memcpy(&iv, &server_key->payload.data[2], sizeof(iv));
881
882         req = skcipher_request_alloc(server_key->payload.data[0], GFP_NOFS);
883         if (!req)
884                 return -ENOMEM;
885
886         sg_init_one(&sg[0], ticket, ticket_len);
887         skcipher_request_set_callback(req, 0, NULL, NULL);
888         skcipher_request_set_crypt(req, sg, sg, ticket_len, iv.x);
889         crypto_skcipher_decrypt(req);
890         skcipher_request_free(req);
891
892         p = ticket;
893         end = p + ticket_len;
894
895 #define Z(field, fieldl)                                                \
896         ({                                                              \
897                 u8 *__str = p;                                          \
898                 q = memchr(p, 0, end - p);                              \
899                 if (!q || q - p > field##_SZ)                           \
900                         return rxrpc_abort_conn(                        \
901                                 conn, skb, RXKADBADTICKET, -EPROTO,     \
902                                 rxkad_abort_resp_tkt_##fieldl);         \
903                 for (; p < q; p++)                                      \
904                         if (!isprint(*p))                               \
905                                 return rxrpc_abort_conn(                \
906                                         conn, skb, RXKADBADTICKET, -EPROTO, \
907                                         rxkad_abort_resp_tkt_##fieldl); \
908                 p++;                                                    \
909                 __str;                                                  \
910         })
911
912         /* extract the ticket flags */
913         _debug("KIV FLAGS: %x", *p);
914         little_endian = *p & 1;
915         p++;
916
917         /* extract the authentication name */
918         name = Z(ANAME, aname);
919         _debug("KIV ANAME: %s", name);
920
921         /* extract the principal's instance */
922         name = Z(INST, inst);
923         _debug("KIV INST : %s", name);
924
925         /* extract the principal's authentication domain */
926         name = Z(REALM, realm);
927         _debug("KIV REALM: %s", name);
928
929         if (end - p < 4 + 8 + 4 + 2)
930                 return rxrpc_abort_conn(conn, skb, RXKADBADTICKET, -EPROTO,
931                                         rxkad_abort_resp_tkt_short);
932
933         /* get the IPv4 address of the entity that requested the ticket */
934         memcpy(&addr, p, sizeof(addr));
935         p += 4;
936         _debug("KIV ADDR : %pI4", &addr);
937
938         /* get the session key from the ticket */
939         memcpy(&key, p, sizeof(key));
940         p += 8;
941         _debug("KIV KEY  : %08x %08x", ntohl(key.n[0]), ntohl(key.n[1]));
942         memcpy(_session_key, &key, sizeof(key));
943
944         /* get the ticket's lifetime */
945         life = *p++ * 5 * 60;
946         _debug("KIV LIFE : %u", life);
947
948         /* get the issue time of the ticket */
949         if (little_endian) {
950                 __le32 stamp;
951                 memcpy(&stamp, p, 4);
952                 issue = rxrpc_u32_to_time64(le32_to_cpu(stamp));
953         } else {
954                 __be32 stamp;
955                 memcpy(&stamp, p, 4);
956                 issue = rxrpc_u32_to_time64(be32_to_cpu(stamp));
957         }
958         p += 4;
959         now = ktime_get_real_seconds();
960         _debug("KIV ISSUE: %llx [%llx]", issue, now);
961
962         /* check the ticket is in date */
963         if (issue > now)
964                 return rxrpc_abort_conn(conn, skb, RXKADNOAUTH, -EKEYREJECTED,
965                                         rxkad_abort_resp_tkt_future);
966         if (issue < now - life)
967                 return rxrpc_abort_conn(conn, skb, RXKADEXPIRED, -EKEYEXPIRED,
968                                         rxkad_abort_resp_tkt_expired);
969
970         *_expiry = issue + life;
971
972         /* get the service name */
973         name = Z(SNAME, sname);
974         _debug("KIV SNAME: %s", name);
975
976         /* get the service instance name */
977         name = Z(INST, sinst);
978         _debug("KIV SINST: %s", name);
979         return 0;
980 }
981
982 /*
983  * decrypt the response packet
984  */
985 static void rxkad_decrypt_response(struct rxrpc_connection *conn,
986                                    struct rxkad_response *resp,
987                                    const struct rxrpc_crypt *session_key)
988 {
989         struct skcipher_request *req = rxkad_ci_req;
990         struct scatterlist sg[1];
991         struct rxrpc_crypt iv;
992
993         _enter(",,%08x%08x",
994                ntohl(session_key->n[0]), ntohl(session_key->n[1]));
995
996         mutex_lock(&rxkad_ci_mutex);
997         if (crypto_sync_skcipher_setkey(rxkad_ci, session_key->x,
998                                         sizeof(*session_key)) < 0)
999                 BUG();
1000
1001         memcpy(&iv, session_key, sizeof(iv));
1002
1003         sg_init_table(sg, 1);
1004         sg_set_buf(sg, &resp->encrypted, sizeof(resp->encrypted));
1005         skcipher_request_set_sync_tfm(req, rxkad_ci);
1006         skcipher_request_set_callback(req, 0, NULL, NULL);
1007         skcipher_request_set_crypt(req, sg, sg, sizeof(resp->encrypted), iv.x);
1008         crypto_skcipher_decrypt(req);
1009         skcipher_request_zero(req);
1010
1011         mutex_unlock(&rxkad_ci_mutex);
1012
1013         _leave("");
1014 }
1015
1016 /*
1017  * verify a response
1018  */
1019 static int rxkad_verify_response(struct rxrpc_connection *conn,
1020                                  struct sk_buff *skb)
1021 {
1022         struct rxkad_response *response;
1023         struct rxrpc_skb_priv *sp = rxrpc_skb(skb);
1024         struct rxrpc_crypt session_key;
1025         struct key *server_key;
1026         time64_t expiry;
1027         void *ticket;
1028         u32 version, kvno, ticket_len, level;
1029         __be32 csum;
1030         int ret, i;
1031
1032         _enter("{%d}", conn->debug_id);
1033
1034         server_key = rxrpc_look_up_server_security(conn, skb, 0, 0);
1035         if (IS_ERR(server_key)) {
1036                 ret = PTR_ERR(server_key);
1037                 switch (ret) {
1038                 case -ENOKEY:
1039                         return rxrpc_abort_conn(conn, skb, RXKADUNKNOWNKEY, ret,
1040                                                 rxkad_abort_resp_nokey);
1041                 case -EKEYEXPIRED:
1042                         return rxrpc_abort_conn(conn, skb, RXKADEXPIRED, ret,
1043                                                 rxkad_abort_resp_key_expired);
1044                 default:
1045                         return rxrpc_abort_conn(conn, skb, RXKADNOAUTH, ret,
1046                                                 rxkad_abort_resp_key_rejected);
1047                 }
1048         }
1049
1050         ret = -ENOMEM;
1051         response = kzalloc(sizeof(struct rxkad_response), GFP_NOFS);
1052         if (!response)
1053                 goto temporary_error;
1054
1055         if (skb_copy_bits(skb, sizeof(struct rxrpc_wire_header),
1056                           response, sizeof(*response)) < 0) {
1057                 rxrpc_abort_conn(conn, skb, RXKADPACKETSHORT, -EPROTO,
1058                                  rxkad_abort_resp_short);
1059                 goto protocol_error;
1060         }
1061
1062         version = ntohl(response->version);
1063         ticket_len = ntohl(response->ticket_len);
1064         kvno = ntohl(response->kvno);
1065
1066         trace_rxrpc_rx_response(conn, sp->hdr.serial, version, kvno, ticket_len);
1067
1068         if (version != RXKAD_VERSION) {
1069                 rxrpc_abort_conn(conn, skb, RXKADINCONSISTENCY, -EPROTO,
1070                                  rxkad_abort_resp_version);
1071                 goto protocol_error;
1072         }
1073
1074         if (ticket_len < 4 || ticket_len > MAXKRB5TICKETLEN) {
1075                 rxrpc_abort_conn(conn, skb, RXKADTICKETLEN, -EPROTO,
1076                                  rxkad_abort_resp_tkt_len);
1077                 goto protocol_error;
1078         }
1079
1080         if (kvno >= RXKAD_TKT_TYPE_KERBEROS_V5) {
1081                 rxrpc_abort_conn(conn, skb, RXKADUNKNOWNKEY, -EPROTO,
1082                                  rxkad_abort_resp_unknown_tkt);
1083                 goto protocol_error;
1084         }
1085
1086         /* extract the kerberos ticket and decrypt and decode it */
1087         ret = -ENOMEM;
1088         ticket = kmalloc(ticket_len, GFP_NOFS);
1089         if (!ticket)
1090                 goto temporary_error_free_resp;
1091
1092         if (skb_copy_bits(skb, sizeof(struct rxrpc_wire_header) + sizeof(*response),
1093                           ticket, ticket_len) < 0) {
1094                 rxrpc_abort_conn(conn, skb, RXKADPACKETSHORT, -EPROTO,
1095                                  rxkad_abort_resp_short_tkt);
1096                 goto protocol_error;
1097         }
1098
1099         ret = rxkad_decrypt_ticket(conn, server_key, skb, ticket, ticket_len,
1100                                    &session_key, &expiry);
1101         if (ret < 0)
1102                 goto temporary_error_free_ticket;
1103
1104         /* use the session key from inside the ticket to decrypt the
1105          * response */
1106         rxkad_decrypt_response(conn, response, &session_key);
1107
1108         if (ntohl(response->encrypted.epoch) != conn->proto.epoch ||
1109             ntohl(response->encrypted.cid) != conn->proto.cid ||
1110             ntohl(response->encrypted.securityIndex) != conn->security_ix) {
1111                 rxrpc_abort_conn(conn, skb, RXKADSEALEDINCON, -EPROTO,
1112                                  rxkad_abort_resp_bad_param);
1113                 goto protocol_error_free;
1114         }
1115
1116         csum = response->encrypted.checksum;
1117         response->encrypted.checksum = 0;
1118         rxkad_calc_response_checksum(response);
1119         if (response->encrypted.checksum != csum) {
1120                 rxrpc_abort_conn(conn, skb, RXKADSEALEDINCON, -EPROTO,
1121                                  rxkad_abort_resp_bad_checksum);
1122                 goto protocol_error_free;
1123         }
1124
1125         for (i = 0; i < RXRPC_MAXCALLS; i++) {
1126                 u32 call_id = ntohl(response->encrypted.call_id[i]);
1127                 u32 counter = READ_ONCE(conn->channels[i].call_counter);
1128
1129                 if (call_id > INT_MAX) {
1130                         rxrpc_abort_conn(conn, skb, RXKADSEALEDINCON, -EPROTO,
1131                                          rxkad_abort_resp_bad_callid);
1132                         goto protocol_error_free;
1133                 }
1134
1135                 if (call_id < counter) {
1136                         rxrpc_abort_conn(conn, skb, RXKADSEALEDINCON, -EPROTO,
1137                                          rxkad_abort_resp_call_ctr);
1138                         goto protocol_error_free;
1139                 }
1140
1141                 if (call_id > counter) {
1142                         if (conn->channels[i].call) {
1143                                 rxrpc_abort_conn(conn, skb, RXKADSEALEDINCON, -EPROTO,
1144                                                  rxkad_abort_resp_call_state);
1145                                 goto protocol_error_free;
1146                         }
1147                         conn->channels[i].call_counter = call_id;
1148                 }
1149         }
1150
1151         if (ntohl(response->encrypted.inc_nonce) != conn->rxkad.nonce + 1) {
1152                 rxrpc_abort_conn(conn, skb, RXKADOUTOFSEQUENCE, -EPROTO,
1153                                  rxkad_abort_resp_ooseq);
1154                 goto protocol_error_free;
1155         }
1156
1157         level = ntohl(response->encrypted.level);
1158         if (level > RXRPC_SECURITY_ENCRYPT) {
1159                 rxrpc_abort_conn(conn, skb, RXKADLEVELFAIL, -EPROTO,
1160                                  rxkad_abort_resp_level);
1161                 goto protocol_error_free;
1162         }
1163         conn->security_level = level;
1164
1165         /* create a key to hold the security data and expiration time - after
1166          * this the connection security can be handled in exactly the same way
1167          * as for a client connection */
1168         ret = rxrpc_get_server_data_key(conn, &session_key, expiry, kvno);
1169         if (ret < 0)
1170                 goto temporary_error_free_ticket;
1171
1172         kfree(ticket);
1173         kfree(response);
1174         _leave(" = 0");
1175         return 0;
1176
1177 protocol_error_free:
1178         kfree(ticket);
1179 protocol_error:
1180         kfree(response);
1181         key_put(server_key);
1182         return -EPROTO;
1183
1184 temporary_error_free_ticket:
1185         kfree(ticket);
1186 temporary_error_free_resp:
1187         kfree(response);
1188 temporary_error:
1189         /* Ignore the response packet if we got a temporary error such as
1190          * ENOMEM.  We just want to send the challenge again.  Note that we
1191          * also come out this way if the ticket decryption fails.
1192          */
1193         key_put(server_key);
1194         return ret;
1195 }
1196
1197 /*
1198  * clear the connection security
1199  */
1200 static void rxkad_clear(struct rxrpc_connection *conn)
1201 {
1202         _enter("");
1203
1204         if (conn->rxkad.cipher)
1205                 crypto_free_sync_skcipher(conn->rxkad.cipher);
1206 }
1207
1208 /*
1209  * Initialise the rxkad security service.
1210  */
1211 static int rxkad_init(void)
1212 {
1213         struct crypto_sync_skcipher *tfm;
1214         struct skcipher_request *req;
1215
1216         /* pin the cipher we need so that the crypto layer doesn't invoke
1217          * keventd to go get it */
1218         tfm = crypto_alloc_sync_skcipher("pcbc(fcrypt)", 0, 0);
1219         if (IS_ERR(tfm))
1220                 return PTR_ERR(tfm);
1221
1222         req = skcipher_request_alloc(&tfm->base, GFP_KERNEL);
1223         if (!req)
1224                 goto nomem_tfm;
1225
1226         rxkad_ci_req = req;
1227         rxkad_ci = tfm;
1228         return 0;
1229
1230 nomem_tfm:
1231         crypto_free_sync_skcipher(tfm);
1232         return -ENOMEM;
1233 }
1234
1235 /*
1236  * Clean up the rxkad security service.
1237  */
1238 static void rxkad_exit(void)
1239 {
1240         crypto_free_sync_skcipher(rxkad_ci);
1241         skcipher_request_free(rxkad_ci_req);
1242 }
1243
1244 /*
1245  * RxRPC Kerberos-based security
1246  */
1247 const struct rxrpc_security rxkad = {
1248         .name                           = "rxkad",
1249         .security_index                 = RXRPC_SECURITY_RXKAD,
1250         .no_key_abort                   = RXKADUNKNOWNKEY,
1251         .init                           = rxkad_init,
1252         .exit                           = rxkad_exit,
1253         .preparse_server_key            = rxkad_preparse_server_key,
1254         .free_preparse_server_key       = rxkad_free_preparse_server_key,
1255         .destroy_server_key             = rxkad_destroy_server_key,
1256         .init_connection_security       = rxkad_init_connection_security,
1257         .how_much_data                  = rxkad_how_much_data,
1258         .secure_packet                  = rxkad_secure_packet,
1259         .verify_packet                  = rxkad_verify_packet,
1260         .free_call_crypto               = rxkad_free_call_crypto,
1261         .issue_challenge                = rxkad_issue_challenge,
1262         .respond_to_challenge           = rxkad_respond_to_challenge,
1263         .verify_response                = rxkad_verify_response,
1264         .clear                          = rxkad_clear,
1265 };