crypto/authenc.c

   1 /*
   2  * Authenc: Simple AEAD wrapper for IPsec
   3  *
   4  * Copyright (c) 2007 Herbert Xu <herbert@gondor.apana.org.au>
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   7  * under the terms of the GNU General Public License as published by the Free
   8  * Software Foundation; either version 2 of the License, or (at your option)
   9  * any later version.
  10  *
  11  */
  12
  13 #include <crypto/algapi.h>
  14 #include <crypto/authenc.h>
  15 #include <linux/err.h>
  16 #include <linux/init.h>
  17 #include <linux/kernel.h>
  18 #include <linux/module.h>
  19 #include <linux/rtnetlink.h>
  20 #include <linux/slab.h>
  21 #include <linux/spinlock.h>
  22
  23 #include "scatterwalk.h"
  24
  25 struct authenc_instance_ctx {
  26         struct crypto_spawn auth;
  27         struct crypto_spawn enc;
  28 };
  29
  30 struct crypto_authenc_ctx {
  31         spinlock_t auth_lock;
  32         struct crypto_hash *auth;
  33         struct crypto_ablkcipher *enc;
  34 };
  35
  36 static int crypto_authenc_setkey(struct crypto_aead *authenc, const u8 *key,
  37                                  unsigned int keylen)
  38 {
  39         unsigned int authkeylen;
  40         unsigned int enckeylen;
  41         struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(authenc);
  42         struct crypto_hash *auth = ctx->auth;
  43         struct crypto_ablkcipher *enc = ctx->enc;
  44         struct rtattr *rta = (void *)key;
  45         struct crypto_authenc_key_param *param;
  46         int err = -EINVAL;
  47
  48         if (keylen < sizeof(*rta))
  49                 goto badkey;
  50         if (rta->rta_type != CRYPTO_AUTHENC_KEYA_PARAM)
  51                 goto badkey;
  52         if (RTA_PAYLOAD(rta) < sizeof(*param))
  53                 goto badkey;
  54
  55         param = RTA_DATA(rta);
  56         enckeylen = be32_to_cpu(param->enckeylen);
  57
  58         key += RTA_ALIGN(rta->rta_len);
  59         keylen -= RTA_ALIGN(rta->rta_len);
  60
  61         if (keylen < enckeylen)
  62                 goto badkey;
  63
  64         authkeylen = keylen - enckeylen;
  65
  66         crypto_hash_clear_flags(auth, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
  67         crypto_hash_set_flags(auth, crypto_aead_get_flags(authenc) &
  68                                     CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
  69         err = crypto_hash_setkey(auth, key, authkeylen);
  70         crypto_aead_set_flags(authenc, crypto_hash_get_flags(auth) &
  71                                        CRYPTO_TFM_RES_MASK);
  72
  73         if (err)
  74                 goto out;
  75
  76         crypto_ablkcipher_clear_flags(enc, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
  77         crypto_ablkcipher_set_flags(enc, crypto_aead_get_flags(authenc) &
  78                                          CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
  79         err = crypto_ablkcipher_setkey(enc, key + authkeylen, enckeylen);
  80         crypto_aead_set_flags(authenc, crypto_ablkcipher_get_flags(enc) &
  81                                        CRYPTO_TFM_RES_MASK);
  82
  83 out:
  84         return err;
  85
  86 badkey:
  87         crypto_aead_set_flags(authenc, CRYPTO_TFM_RES_BAD_KEY_LEN);
  88         goto out;
  89 }
  90
  91 static int crypto_authenc_hash(struct aead_request *req)
  92 {
  93         struct crypto_aead *authenc = crypto_aead_reqtfm(req);
  94         struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(authenc);
  95         struct crypto_hash *auth = ctx->auth;
  96         struct hash_desc desc = {
  97                 .tfm = auth,
  98         };
  99         u8 *hash = aead_request_ctx(req);
 100         struct scatterlist *dst = req->dst;
 101         unsigned int cryptlen = req->cryptlen;
 102         int err;
 103
 104         hash = (u8 *)ALIGN((unsigned long)hash + crypto_hash_alignmask(auth),
 105                            crypto_hash_alignmask(auth) + 1);
 106
 107         spin_lock_bh(&ctx->auth_lock);
 108         err = crypto_hash_init(&desc);
 109         if (err)
 110                 goto auth_unlock;
 111
 112         err = crypto_hash_update(&desc, req->assoc, req->assoclen);
 113         if (err)
 114                 goto auth_unlock;
 115
 116         err = crypto_hash_update(&desc, dst, cryptlen);
 117         if (err)
 118                 goto auth_unlock;
 119
 120         err = crypto_hash_final(&desc, hash);
 121 auth_unlock:
 122         spin_unlock_bh(&ctx->auth_lock);
 123
 124         if (err)
 125                 return err;
 126
 127         scatterwalk_map_and_copy(hash, dst, cryptlen,
 128                                  crypto_aead_authsize(authenc), 1);
 129         return 0;
 130 }
 131
 132 static void crypto_authenc_encrypt_done(struct crypto_async_request *req,
 133                                         int err)
 134 {
 135         if (!err)
 136                 err = crypto_authenc_hash(req->data);
 137
 138         aead_request_complete(req->data, err);
 139 }
 140
 141 static int crypto_authenc_encrypt(struct aead_request *req)
 142 {
 143         struct crypto_aead *authenc = crypto_aead_reqtfm(req);
 144         struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(authenc);
 145         struct ablkcipher_request *abreq = aead_request_ctx(req);
 146         int err;
 147
 148         ablkcipher_request_set_tfm(abreq, ctx->enc);
 149         ablkcipher_request_set_callback(abreq, aead_request_flags(req),
 150                                         crypto_authenc_encrypt_done, req);
 151         ablkcipher_request_set_crypt(abreq, req->src, req->dst, req->cryptlen,
 152                                      req->iv);
 153
 154         err = crypto_ablkcipher_encrypt(abreq);
 155         if (err)
 156                 return err;
 157
 158         return crypto_authenc_hash(req);
 159 }
 160
 161 static int crypto_authenc_verify(struct aead_request *req,
 162                                  unsigned int cryptlen)
 163 {
 164         struct crypto_aead *authenc = crypto_aead_reqtfm(req);
 165         struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(authenc);
 166         struct crypto_hash *auth = ctx->auth;
 167         struct hash_desc desc = {
 168                 .tfm = auth,
 169                 .flags = aead_request_flags(req),
 170         };
 171         u8 *ohash = aead_request_ctx(req);
 172         u8 *ihash;
 173         struct scatterlist *src = req->src;
 174         unsigned int authsize;
 175         int err;
 176
 177         ohash = (u8 *)ALIGN((unsigned long)ohash + crypto_hash_alignmask(auth),
 178                             crypto_hash_alignmask(auth) + 1);
 179         ihash = ohash + crypto_hash_digestsize(auth);
 180
 181         spin_lock_bh(&ctx->auth_lock);
 182         err = crypto_hash_init(&desc);
 183         if (err)
 184                 goto auth_unlock;
 185
 186         err = crypto_hash_update(&desc, req->assoc, req->assoclen);
 187         if (err)
 188                 goto auth_unlock;
 189
 190         err = crypto_hash_update(&desc, src, cryptlen);
 191         if (err)
 192                 goto auth_unlock;
 193
 194         err = crypto_hash_final(&desc, ohash);
 195 auth_unlock:
 196         spin_unlock_bh(&ctx->auth_lock);
 197
 198         if (err)
 199                 return err;
 200
 201         authsize = crypto_aead_authsize(authenc);
 202         scatterwalk_map_and_copy(ihash, src, cryptlen, authsize, 0);
 203         return memcmp(ihash, ohash, authsize) ? -EINVAL : 0;
 204 }
 205
 206 static void crypto_authenc_decrypt_done(struct crypto_async_request *req,
 207                                         int err)
 208 {
 209         aead_request_complete(req->data, err);
 210 }
 211
 212 static int crypto_authenc_decrypt(struct aead_request *req)
 213 {
 214         struct crypto_aead *authenc = crypto_aead_reqtfm(req);
 215         struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(authenc);
 216         struct ablkcipher_request *abreq = aead_request_ctx(req);
 217         unsigned int cryptlen = req->cryptlen;
 218         unsigned int authsize = crypto_aead_authsize(authenc);
 219         int err;
 220
 221         if (cryptlen < authsize)
 222                 return -EINVAL;
 223         cryptlen -= authsize;
 224
 225         err = crypto_authenc_verify(req, cryptlen);
 226         if (err)
 227                 return err;
 228
 229         ablkcipher_request_set_tfm(abreq, ctx->enc);
 230         ablkcipher_request_set_callback(abreq, aead_request_flags(req),
 231                                         crypto_authenc_decrypt_done, req);
 232         ablkcipher_request_set_crypt(abreq, req->src, req->dst, cryptlen,
 233                                      req->iv);
 234
 235         return crypto_ablkcipher_decrypt(abreq);
 236 }
 237
 238 static int crypto_authenc_init_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
 239 {
 240         struct crypto_instance *inst = (void *)tfm->__crt_alg;
 241         struct authenc_instance_ctx *ictx = crypto_instance_ctx(inst);
 242         struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
 243         struct crypto_hash *auth;
 244         struct crypto_ablkcipher *enc;
 245         int err;
 246
 247         auth = crypto_spawn_hash(&ictx->auth);
 248         if (IS_ERR(auth))
 249                 return PTR_ERR(auth);
 250
 251         enc = crypto_spawn_ablkcipher(&ictx->enc);
 252         err = PTR_ERR(enc);
 253         if (IS_ERR(enc))
 254                 goto err_free_hash;
 255
 256         ctx->auth = auth;
 257         ctx->enc = enc;
 258         tfm->crt_aead.reqsize = max_t(unsigned int,
 259                                       (crypto_hash_alignmask(auth) &
 260                                        ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1)) +
 261                                       crypto_hash_digestsize(auth) * 2,
 262                                       sizeof(struct ablkcipher_request) +
 263                                       crypto_ablkcipher_reqsize(enc));
 264
 265         spin_lock_init(&ctx->auth_lock);
 266
 267         return 0;
 268
 269 err_free_hash:
 270         crypto_free_hash(auth);
 271         return err;
 272 }
 273
 274 static void crypto_authenc_exit_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
 275 {
 276         struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
 277
 278         crypto_free_hash(ctx->auth);
 279         crypto_free_ablkcipher(ctx->enc);
 280 }
 281
 282 static struct crypto_instance *crypto_authenc_alloc(struct rtattr **tb)
 283 {
 284         struct crypto_instance *inst;
 285         struct crypto_alg *auth;
 286         struct crypto_alg *enc;
 287         struct authenc_instance_ctx *ctx;
 288         int err;
 289
 290         err = crypto_check_attr_type(tb, CRYPTO_ALG_TYPE_AEAD);
 291         if (err)
 292                 return ERR_PTR(err);
 293
 294         auth = crypto_attr_alg(tb[1], CRYPTO_ALG_TYPE_HASH,
 295                                CRYPTO_ALG_TYPE_HASH_MASK);
 296         if (IS_ERR(auth))
 297                 return ERR_PTR(PTR_ERR(auth));
 298
 299         enc = crypto_attr_alg(tb[2], CRYPTO_ALG_TYPE_BLKCIPHER,
 300                               CRYPTO_ALG_TYPE_BLKCIPHER_MASK);
 301         inst = ERR_PTR(PTR_ERR(enc));
 302         if (IS_ERR(enc))
 303                 goto out_put_auth;
 304
 305         inst = kzalloc(sizeof(*inst) + sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
 306         err = -ENOMEM;
 307         if (!inst)
 308                 goto out_put_enc;
 309
 310         err = -ENAMETOOLONG;
 311         if (snprintf(inst->alg.cra_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
 312                      "authenc(%s,%s)", auth->cra_name, enc->cra_name) >=
 313             CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
 314                 goto err_free_inst;
 315
 316         if (snprintf(inst->alg.cra_driver_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
 317                      "authenc(%s,%s)", auth->cra_driver_name,
 318                      enc->cra_driver_name) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
 319                 goto err_free_inst;
 320
 321         ctx = crypto_instance_ctx(inst);
 322
 323         err = crypto_init_spawn(&ctx->auth, auth, inst, CRYPTO_ALG_TYPE_MASK);
 324         if (err)
 325                 goto err_free_inst;
 326
 327         err = crypto_init_spawn(&ctx->enc, enc, inst, CRYPTO_ALG_TYPE_MASK);
 328         if (err)
 329                 goto err_drop_auth;
 330
 331         inst->alg.cra_flags = CRYPTO_ALG_TYPE_AEAD | CRYPTO_ALG_ASYNC;
 332         inst->alg.cra_priority = enc->cra_priority * 10 + auth->cra_priority;
 333         inst->alg.cra_blocksize = enc->cra_blocksize;
 334         inst->alg.cra_alignmask = auth->cra_alignmask | enc->cra_alignmask;
 335         inst->alg.cra_type = &crypto_aead_type;
 336
 337         inst->alg.cra_aead.ivsize = enc->cra_blkcipher.ivsize;
 338         inst->alg.cra_aead.maxauthsize = auth->cra_type == &crypto_hash_type ?
 339                                          auth->cra_hash.digestsize :
 340                                          auth->cra_digest.dia_digestsize;
 341
 342         inst->alg.cra_ctxsize = sizeof(struct crypto_authenc_ctx);
 343
 344         inst->alg.cra_init = crypto_authenc_init_tfm;
 345         inst->alg.cra_exit = crypto_authenc_exit_tfm;
 346
 347         inst->alg.cra_aead.setkey = crypto_authenc_setkey;
 348         inst->alg.cra_aead.encrypt = crypto_authenc_encrypt;
 349         inst->alg.cra_aead.decrypt = crypto_authenc_decrypt;
 350
 351 out:
 352         crypto_mod_put(enc);
 353 out_put_auth:
 354         crypto_mod_put(auth);
 355         return inst;
 356
 357 err_drop_auth:
 358         crypto_drop_spawn(&ctx->auth);
 359 err_free_inst:
 360         kfree(inst);
 361 out_put_enc:
 362         inst = ERR_PTR(err);
 363         goto out;
 364 }
 365
 366 static void crypto_authenc_free(struct crypto_instance *inst)
 367 {
 368         struct authenc_instance_ctx *ctx = crypto_instance_ctx(inst);
 369
 370         crypto_drop_spawn(&ctx->enc);
 371         crypto_drop_spawn(&ctx->auth);
 372         kfree(inst);
 373 }
 374
 375 static struct crypto_template crypto_authenc_tmpl = {
 376         .name = "authenc",
 377         .alloc = crypto_authenc_alloc,
 378         .free = crypto_authenc_free,
 379         .module = THIS_MODULE,
 380 };
 381
 382 static int __init crypto_authenc_module_init(void)
 383 {
 384         return crypto_register_template(&crypto_authenc_tmpl);
 385 }
 386
 387 static void __exit crypto_authenc_module_exit(void)
 388 {
 389         crypto_unregister_template(&crypto_authenc_tmpl);
 390 }
 391
 392 module_init(crypto_authenc_module_init);
 393 module_exit(crypto_authenc_module_exit);
 394
 395 MODULE_LICENSE("GPL");
 396 MODULE_DESCRIPTION("Simple AEAD wrapper for IPsec");