net/ipv6/esp6.c

   1 /*
   2  * Copyright (C)2002 USAGI/WIDE Project
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   7  * (at your option) any later version.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12  * GNU General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  15  * along with this program; if not, write to the Free Software
  16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  17  *
  18  * Authors
  19  *
  20  *      Mitsuru KANDA @USAGI       : IPv6 Support
  21  *      Kazunori MIYAZAWA @USAGI   :
  22  *      Kunihiro Ishiguro <kunihiro@ipinfusion.com>
  23  *
  24  *      This file is derived from net/ipv4/esp.c
  25  */
  26
  27 #include <linux/err.h>
  28 #include <linux/module.h>
  29 #include <net/ip.h>
  30 #include <net/xfrm.h>
  31 #include <net/esp.h>
  32 #include <asm/scatterlist.h>
  33 #include <linux/crypto.h>
  34 #include <linux/kernel.h>
  35 #include <linux/pfkeyv2.h>
  36 #include <linux/random.h>
  37 #include <linux/spinlock.h>
  38 #include <net/icmp.h>
  39 #include <net/ipv6.h>
  40 #include <net/protocol.h>
  41 #include <linux/icmpv6.h>
  42
  43 static int esp6_output(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
  44 {
  45         int err;
  46         struct ip_esp_hdr *esph;
  47         struct crypto_blkcipher *tfm;
  48         struct blkcipher_desc desc;
  49         struct sk_buff *trailer;
  50         int blksize;
  51         int clen;
  52         int alen;
  53         int nfrags;
  54         u8 *tail;
  55         struct esp_data *esp = x->data;
  56
  57         /* skb is pure payload to encrypt */
  58         err = -ENOMEM;
  59
  60         /* Round to block size */
  61         clen = skb->len;
  62
  63         alen = esp->auth.icv_trunc_len;
  64         tfm = esp->conf.tfm;
  65         desc.tfm = tfm;
  66         desc.flags = 0;
  67         blksize = ALIGN(crypto_blkcipher_blocksize(tfm), 4);
  68         clen = ALIGN(clen + 2, blksize);
  69         if (esp->conf.padlen)
  70                 clen = ALIGN(clen, esp->conf.padlen);
  71
  72         if ((nfrags = skb_cow_data(skb, clen-skb->len+alen, &trailer)) < 0) {
  73                 goto error;
  74         }
  75
  76         /* Fill padding... */
  77         tail = skb_tail_pointer(trailer);
  78         do {
  79                 int i;
  80                 for (i=0; i<clen-skb->len - 2; i++)
  81                         tail[i] = i + 1;
  82         } while (0);
  83         tail[clen-skb->len - 2] = (clen - skb->len) - 2;
  84         pskb_put(skb, trailer, clen - skb->len);
  85
  86         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
  87         esph = ip_esp_hdr(skb);
  88         *(skb_tail_pointer(trailer) - 1) = *skb_mac_header(skb);
  89         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_ESP;
  90
  91         esph->spi = x->id.spi;
  92         esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq);
  93
  94         spin_lock_bh(&x->lock);
  95
  96         if (esp->conf.ivlen) {
  97                 if (unlikely(!esp->conf.ivinitted)) {
  98                         get_random_bytes(esp->conf.ivec, esp->conf.ivlen);
  99                         esp->conf.ivinitted = 1;
 100                 }
 101                 crypto_blkcipher_set_iv(tfm, esp->conf.ivec, esp->conf.ivlen);
 102         }
 103
 104         do {
 105                 struct scatterlist *sg = &esp->sgbuf[0];
 106
 107                 if (unlikely(nfrags > ESP_NUM_FAST_SG)) {
 108                         sg = kmalloc(sizeof(struct scatterlist)*nfrags, GFP_ATOMIC);
 109                         if (!sg)
 110                                 goto unlock;
 111                 }
 112                 sg_init_table(sg, nfrags);
 113                 skb_to_sgvec(skb, sg, esph->enc_data+esp->conf.ivlen-skb->data, clen);
 114                 err = crypto_blkcipher_encrypt(&desc, sg, sg, clen);
 115                 if (unlikely(sg != &esp->sgbuf[0]))
 116                         kfree(sg);
 117         } while (0);
 118
 119         if (unlikely(err))
 120                 goto unlock;
 121
 122         if (esp->conf.ivlen) {
 123                 memcpy(esph->enc_data, esp->conf.ivec, esp->conf.ivlen);
 124                 crypto_blkcipher_get_iv(tfm, esp->conf.ivec, esp->conf.ivlen);
 125         }
 126
 127         if (esp->auth.icv_full_len) {
 128                 err = esp_mac_digest(esp, skb, (u8 *)esph - skb->data,
 129                                      sizeof(*esph) + esp->conf.ivlen + clen);
 130                 memcpy(pskb_put(skb, trailer, alen), esp->auth.work_icv, alen);
 131         }
 132
 133 unlock:
 134         spin_unlock_bh(&x->lock);
 135
 136 error:
 137         return err;
 138 }
 139
 140 static int esp6_input(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 141 {
 142         struct ipv6hdr *iph;
 143         struct ip_esp_hdr *esph;
 144         struct esp_data *esp = x->data;
 145         struct crypto_blkcipher *tfm = esp->conf.tfm;
 146         struct blkcipher_desc desc = { .tfm = tfm };
 147         struct sk_buff *trailer;
 148         int blksize = ALIGN(crypto_blkcipher_blocksize(tfm), 4);
 149         int alen = esp->auth.icv_trunc_len;
 150         int elen = skb->len - sizeof(*esph) - esp->conf.ivlen - alen;
 151         int hdr_len = skb_network_header_len(skb);
 152         int nfrags;
 153         int ret = 0;
 154
 155         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(*esph))) {
 156                 ret = -EINVAL;
 157                 goto out;
 158         }
 159
 160         if (elen <= 0 || (elen & (blksize-1))) {
 161                 ret = -EINVAL;
 162                 goto out;
 163         }
 164
 165         /* If integrity check is required, do this. */
 166         if (esp->auth.icv_full_len) {
 167                 u8 sum[alen];
 168
 169                 ret = esp_mac_digest(esp, skb, 0, skb->len - alen);
 170                 if (ret)
 171                         goto out;
 172
 173                 if (skb_copy_bits(skb, skb->len - alen, sum, alen))
 174                         BUG();
 175
 176                 if (unlikely(memcmp(esp->auth.work_icv, sum, alen))) {
 177                         x->stats.integrity_failed++;
 178                         ret = -EINVAL;
 179                         goto out;
 180                 }
 181         }
 182
 183         if ((nfrags = skb_cow_data(skb, 0, &trailer)) < 0) {
 184                 ret = -EINVAL;
 185                 goto out;
 186         }
 187
 188         skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 189
 190         esph = (struct ip_esp_hdr *)skb->data;
 191         iph = ipv6_hdr(skb);
 192
 193         /* Get ivec. This can be wrong, check against another impls. */
 194         if (esp->conf.ivlen)
 195                 crypto_blkcipher_set_iv(tfm, esph->enc_data, esp->conf.ivlen);
 196
 197         {
 198                 u8 nexthdr[2];
 199                 struct scatterlist *sg = &esp->sgbuf[0];
 200                 u8 padlen;
 201
 202                 if (unlikely(nfrags > ESP_NUM_FAST_SG)) {
 203                         sg = kmalloc(sizeof(struct scatterlist)*nfrags, GFP_ATOMIC);
 204                         if (!sg) {
 205                                 ret = -ENOMEM;
 206                                 goto out;
 207                         }
 208                 }
 209                 sg_init_table(sg, nfrags);
 210                 skb_to_sgvec(skb, sg, sizeof(*esph) + esp->conf.ivlen, elen);
 211                 ret = crypto_blkcipher_decrypt(&desc, sg, sg, elen);
 212                 if (unlikely(sg != &esp->sgbuf[0]))
 213                         kfree(sg);
 214                 if (unlikely(ret))
 215                         goto out;
 216
 217                 if (skb_copy_bits(skb, skb->len-alen-2, nexthdr, 2))
 218                         BUG();
 219
 220                 padlen = nexthdr[0];
 221                 if (padlen+2 >= elen) {
 222                         LIMIT_NETDEBUG(KERN_WARNING "ipsec esp packet is garbage padlen=%d, elen=%d\n", padlen+2, elen);
 223                         ret = -EINVAL;
 224                         goto out;
 225                 }
 226                 /* ... check padding bits here. Silly. :-) */
 227
 228                 pskb_trim(skb, skb->len - alen - padlen - 2);
 229                 ret = nexthdr[1];
 230         }
 231
 232         __skb_pull(skb, sizeof(*esph) + esp->conf.ivlen);
 233         skb_set_transport_header(skb, -hdr_len);
 234 out:
 235         return ret;
 236 }
 237
 238 static u32 esp6_get_mtu(struct xfrm_state *x, int mtu)
 239 {
 240         struct esp_data *esp = x->data;
 241         u32 blksize = ALIGN(crypto_blkcipher_blocksize(esp->conf.tfm), 4);
 242         u32 align = max_t(u32, blksize, esp->conf.padlen);
 243         u32 rem;
 244
 245         mtu -= x->props.header_len + esp->auth.icv_trunc_len;
 246         rem = mtu & (align - 1);
 247         mtu &= ~(align - 1);
 248
 249         if (x->props.mode != XFRM_MODE_TUNNEL) {
 250                 u32 padsize = ((blksize - 1) & 7) + 1;
 251                 mtu -= blksize - padsize;
 252                 mtu += min_t(u32, blksize - padsize, rem);
 253         }
 254
 255         return mtu - 2;
 256 }
 257
 258 static void esp6_err(struct sk_buff *skb, struct inet6_skb_parm *opt,
 259                      int type, int code, int offset, __be32 info)
 260 {
 261         struct ipv6hdr *iph = (struct ipv6hdr*)skb->data;
 262         struct ip_esp_hdr *esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb->data + offset);
 263         struct xfrm_state *x;
 264
 265         if (type != ICMPV6_DEST_UNREACH &&
 266             type != ICMPV6_PKT_TOOBIG)
 267                 return;
 268
 269         x = xfrm_state_lookup((xfrm_address_t *)&iph->daddr, esph->spi, IPPROTO_ESP, AF_INET6);
 270         if (!x)
 271                 return;
 272         printk(KERN_DEBUG "pmtu discovery on SA ESP/%08x/" NIP6_FMT "\n",
 273                         ntohl(esph->spi), NIP6(iph->daddr));
 274         xfrm_state_put(x);
 275 }
 276
 277 static void esp6_destroy(struct xfrm_state *x)
 278 {
 279         struct esp_data *esp = x->data;
 280
 281         if (!esp)
 282                 return;
 283
 284         crypto_free_blkcipher(esp->conf.tfm);
 285         esp->conf.tfm = NULL;
 286         kfree(esp->conf.ivec);
 287         esp->conf.ivec = NULL;
 288         crypto_free_hash(esp->auth.tfm);
 289         esp->auth.tfm = NULL;
 290         kfree(esp->auth.work_icv);
 291         esp->auth.work_icv = NULL;
 292         kfree(esp);
 293 }
 294
 295 static int esp6_init_state(struct xfrm_state *x)
 296 {
 297         struct esp_data *esp = NULL;
 298         struct crypto_blkcipher *tfm;
 299
 300         if (x->ealg == NULL)
 301                 goto error;
 302
 303         if (x->encap)
 304                 goto error;
 305
 306         esp = kzalloc(sizeof(*esp), GFP_KERNEL);
 307         if (esp == NULL)
 308                 return -ENOMEM;
 309
 310         if (x->aalg) {
 311                 struct xfrm_algo_desc *aalg_desc;
 312                 struct crypto_hash *hash;
 313
 314                 hash = crypto_alloc_hash(x->aalg->alg_name, 0,
 315                                          CRYPTO_ALG_ASYNC);
 316                 if (IS_ERR(hash))
 317                         goto error;
 318
 319                 esp->auth.tfm = hash;
 320                 if (crypto_hash_setkey(hash, x->aalg->alg_key,
 321                                        (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8))
 322                         goto error;
 323
 324                 aalg_desc = xfrm_aalg_get_byname(x->aalg->alg_name, 0);
 325                 BUG_ON(!aalg_desc);
 326
 327                 if (aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8 !=
 328                     crypto_hash_digestsize(hash)) {
 329                         NETDEBUG(KERN_INFO "ESP: %s digestsize %u != %hu\n",
 330                                  x->aalg->alg_name,
 331                                  crypto_hash_digestsize(hash),
 332                                  aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8);
 333                         goto error;
 334                 }
 335
 336                 esp->auth.icv_full_len = aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8;
 337                 esp->auth.icv_trunc_len = aalg_desc->uinfo.auth.icv_truncbits/8;
 338
 339                 esp->auth.work_icv = kmalloc(esp->auth.icv_full_len, GFP_KERNEL);
 340                 if (!esp->auth.work_icv)
 341                         goto error;
 342         }
 343         tfm = crypto_alloc_blkcipher(x->ealg->alg_name, 0, CRYPTO_ALG_ASYNC);
 344         if (IS_ERR(tfm))
 345                 goto error;
 346         esp->conf.tfm = tfm;
 347         esp->conf.ivlen = crypto_blkcipher_ivsize(tfm);
 348         esp->conf.padlen = 0;
 349         if (esp->conf.ivlen) {
 350                 esp->conf.ivec = kmalloc(esp->conf.ivlen, GFP_KERNEL);
 351                 if (unlikely(esp->conf.ivec == NULL))
 352                         goto error;
 353                 esp->conf.ivinitted = 0;
 354         }
 355         if (crypto_blkcipher_setkey(tfm, x->ealg->alg_key,
 356                                     (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8))
 357                 goto error;
 358         x->props.header_len = sizeof(struct ip_esp_hdr) + esp->conf.ivlen;
 359         switch (x->props.mode) {
 360         case XFRM_MODE_BEET:
 361         case XFRM_MODE_TRANSPORT:
 362                 break;
 363         case XFRM_MODE_TUNNEL:
 364                 x->props.header_len += sizeof(struct ipv6hdr);
 365                 break;
 366         default:
 367                 goto error;
 368         }
 369         x->data = esp;
 370         return 0;
 371
 372 error:
 373         x->data = esp;
 374         esp6_destroy(x);
 375         x->data = NULL;
 376         return -EINVAL;
 377 }
 378
 379 static struct xfrm_type esp6_type =
 380 {
 381         .description    = "ESP6",
 382         .owner          = THIS_MODULE,
 383         .proto          = IPPROTO_ESP,
 384         .flags          = XFRM_TYPE_REPLAY_PROT,
 385         .init_state     = esp6_init_state,
 386         .destructor     = esp6_destroy,
 387         .get_mtu        = esp6_get_mtu,
 388         .input          = esp6_input,
 389         .output         = esp6_output,
 390         .hdr_offset     = xfrm6_find_1stfragopt,
 391 };
 392
 393 static struct inet6_protocol esp6_protocol = {
 394         .handler        =       xfrm6_rcv,
 395         .err_handler    =       esp6_err,
 396         .flags          =       INET6_PROTO_NOPOLICY,
 397 };
 398
 399 static int __init esp6_init(void)
 400 {
 401         if (xfrm_register_type(&esp6_type, AF_INET6) < 0) {
 402                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp init: can't add xfrm type\n");
 403                 return -EAGAIN;
 404         }
 405         if (inet6_add_protocol(&esp6_protocol, IPPROTO_ESP) < 0) {
 406                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp init: can't add protocol\n");
 407                 xfrm_unregister_type(&esp6_type, AF_INET6);
 408                 return -EAGAIN;
 409         }
 410
 411         return 0;
 412 }
 413
 414 static void __exit esp6_fini(void)
 415 {
 416         if (inet6_del_protocol(&esp6_protocol, IPPROTO_ESP) < 0)
 417                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp close: can't remove protocol\n");
 418         if (xfrm_unregister_type(&esp6_type, AF_INET6) < 0)
 419                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp close: can't remove xfrm type\n");
 420 }
 421
 422 module_init(esp6_init);
 423 module_exit(esp6_fini);
 424
 425 MODULE_LICENSE("GPL");
 426 MODULE_ALIAS_XFRM_TYPE(AF_INET6, XFRM_PROTO_ESP);