net/ceph/crypto.c

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