fs/crypto/keyinfo.c

   1 /*
   2  * key management facility for FS encryption support.
   3  *
   4  * Copyright (C) 2015, Google, Inc.
   5  *
   6  * This contains encryption key functions.
   7  *
   8  * Written by Michael Halcrow, Ildar Muslukhov, and Uday Savagaonkar, 2015.
   9  */
  10
  11 #include <keys/user-type.h>
  12 #include <linux/scatterlist.h>
  13 #include <linux/fscrypto.h>
  14
  15 static void derive_crypt_complete(struct crypto_async_request *req, int rc)
  16 {
  17         struct fscrypt_completion_result *ecr = req->data;
  18
  19         if (rc == -EINPROGRESS)
  20                 return;
  21
  22         ecr->res = rc;
  23         complete(&ecr->completion);
  24 }
  25
  26 /**
  27  * derive_key_aes() - Derive a key using AES-128-ECB
  28  * @deriving_key: Encryption key used for derivation.
  29  * @source_key:   Source key to which to apply derivation.
  30  * @derived_key:  Derived key.
  31  *
  32  * Return: Zero on success; non-zero otherwise.
  33  */
  34 static int derive_key_aes(u8 deriving_key[FS_AES_128_ECB_KEY_SIZE],
  35                                 u8 source_key[FS_AES_256_XTS_KEY_SIZE],
  36                                 u8 derived_key[FS_AES_256_XTS_KEY_SIZE])
  37 {
  38         int res = 0;
  39         struct skcipher_request *req = NULL;
  40         DECLARE_FS_COMPLETION_RESULT(ecr);
  41         struct scatterlist src_sg, dst_sg;
  42         struct crypto_skcipher *tfm = crypto_alloc_skcipher("ecb(aes)", 0, 0);
  43
  44         if (IS_ERR(tfm)) {
  45                 res = PTR_ERR(tfm);
  46                 tfm = NULL;
  47                 goto out;
  48         }
  49         crypto_skcipher_set_flags(tfm, CRYPTO_TFM_REQ_WEAK_KEY);
  50         req = skcipher_request_alloc(tfm, GFP_NOFS);
  51         if (!req) {
  52                 res = -ENOMEM;
  53                 goto out;
  54         }
  55         skcipher_request_set_callback(req,
  56                         CRYPTO_TFM_REQ_MAY_BACKLOG | CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP,
  57                         derive_crypt_complete, &ecr);
  58         res = crypto_skcipher_setkey(tfm, deriving_key,
  59                                         FS_AES_128_ECB_KEY_SIZE);
  60         if (res < 0)
  61                 goto out;
  62
  63         sg_init_one(&src_sg, source_key, FS_AES_256_XTS_KEY_SIZE);
  64         sg_init_one(&dst_sg, derived_key, FS_AES_256_XTS_KEY_SIZE);
  65         skcipher_request_set_crypt(req, &src_sg, &dst_sg,
  66                                         FS_AES_256_XTS_KEY_SIZE, NULL);
  67         res = crypto_skcipher_encrypt(req);
  68         if (res == -EINPROGRESS || res == -EBUSY) {
  69                 wait_for_completion(&ecr.completion);
  70                 res = ecr.res;
  71         }
  72 out:
  73         skcipher_request_free(req);
  74         crypto_free_skcipher(tfm);
  75         return res;
  76 }
  77
  78 static int validate_user_key(struct fscrypt_info *crypt_info,
  79                         struct fscrypt_context *ctx, u8 *raw_key,
  80                         u8 *prefix, int prefix_size)
  81 {
  82         u8 *full_key_descriptor;
  83         struct key *keyring_key;
  84         struct fscrypt_key *master_key;
  85         const struct user_key_payload *ukp;
  86         int full_key_len = prefix_size + (FS_KEY_DESCRIPTOR_SIZE * 2) + 1;
  87         int res;
  88
  89         full_key_descriptor = kmalloc(full_key_len, GFP_NOFS);
  90         if (!full_key_descriptor)
  91                 return -ENOMEM;
  92
  93         memcpy(full_key_descriptor, prefix, prefix_size);
  94         sprintf(full_key_descriptor + prefix_size,
  95                         "%*phN", FS_KEY_DESCRIPTOR_SIZE,
  96                         ctx->master_key_descriptor);
  97         full_key_descriptor[full_key_len - 1] = '\0';
  98         keyring_key = request_key(&key_type_logon, full_key_descriptor, NULL);
  99         kfree(full_key_descriptor);
 100         if (IS_ERR(keyring_key))
 101                 return PTR_ERR(keyring_key);
 102         down_read(&keyring_key->sem);
 103
 104         if (keyring_key->type != &key_type_logon) {
 105                 printk_once(KERN_WARNING
 106                                 "%s: key type must be logon\n", __func__);
 107                 res = -ENOKEY;
 108                 goto out;
 109         }
 110         ukp = user_key_payload(keyring_key);
 111         if (!ukp) {
 112                 /* key was revoked before we acquired its semaphore */
 113                 res = -EKEYREVOKED;
 114                 goto out;
 115         }
 116         if (ukp->datalen != sizeof(struct fscrypt_key)) {
 117                 res = -EINVAL;
 118                 goto out;
 119         }
 120         master_key = (struct fscrypt_key *)ukp->data;
 121         BUILD_BUG_ON(FS_AES_128_ECB_KEY_SIZE != FS_KEY_DERIVATION_NONCE_SIZE);
 122
 123         if (master_key->size != FS_AES_256_XTS_KEY_SIZE) {
 124                 printk_once(KERN_WARNING
 125                                 "%s: key size incorrect: %d\n",
 126                                 __func__, master_key->size);
 127                 res = -ENOKEY;
 128                 goto out;
 129         }
 130         res = derive_key_aes(ctx->nonce, master_key->raw, raw_key);
 131 out:
 132         up_read(&keyring_key->sem);
 133         key_put(keyring_key);
 134         return res;
 135 }
 136
 137 static int determine_cipher_type(struct fscrypt_info *ci, struct inode *inode,
 138                                  const char **cipher_str_ret, int *keysize_ret)
 139 {
 140         if (S_ISREG(inode->i_mode)) {
 141                 if (ci->ci_data_mode == FS_ENCRYPTION_MODE_AES_256_XTS) {
 142                         *cipher_str_ret = "xts(aes)";
 143                         *keysize_ret = FS_AES_256_XTS_KEY_SIZE;
 144                         return 0;
 145                 }
 146                 pr_warn_once("fscrypto: unsupported contents encryption mode "
 147                              "%d for inode %lu\n",
 148                              ci->ci_data_mode, inode->i_ino);
 149                 return -ENOKEY;
 150         }
 151
 152         if (S_ISDIR(inode->i_mode) || S_ISLNK(inode->i_mode)) {
 153                 if (ci->ci_filename_mode == FS_ENCRYPTION_MODE_AES_256_CTS) {
 154                         *cipher_str_ret = "cts(cbc(aes))";
 155                         *keysize_ret = FS_AES_256_CTS_KEY_SIZE;
 156                         return 0;
 157                 }
 158                 pr_warn_once("fscrypto: unsupported filenames encryption mode "
 159                              "%d for inode %lu\n",
 160                              ci->ci_filename_mode, inode->i_ino);
 161                 return -ENOKEY;
 162         }
 163
 164         pr_warn_once("fscrypto: unsupported file type %d for inode %lu\n",
 165                      (inode->i_mode & S_IFMT), inode->i_ino);
 166         return -ENOKEY;
 167 }
 168
 169 static void put_crypt_info(struct fscrypt_info *ci)
 170 {
 171         if (!ci)
 172                 return;
 173
 174         crypto_free_skcipher(ci->ci_ctfm);
 175         kmem_cache_free(fscrypt_info_cachep, ci);
 176 }
 177
 178 int fscrypt_get_encryption_info(struct inode *inode)
 179 {
 180         struct fscrypt_info *crypt_info;
 181         struct fscrypt_context ctx;
 182         struct crypto_skcipher *ctfm;
 183         const char *cipher_str;
 184         int keysize;
 185         u8 *raw_key = NULL;
 186         int res;
 187
 188         if (inode->i_crypt_info)
 189                 return 0;
 190
 191         res = fscrypt_initialize();
 192         if (res)
 193                 return res;
 194
 195         if (!inode->i_sb->s_cop->get_context)
 196                 return -EOPNOTSUPP;
 197
 198         res = inode->i_sb->s_cop->get_context(inode, &ctx, sizeof(ctx));
 199         if (res < 0) {
 200                 if (!fscrypt_dummy_context_enabled(inode))
 201                         return res;
 202                 ctx.format = FS_ENCRYPTION_CONTEXT_FORMAT_V1;
 203                 ctx.contents_encryption_mode = FS_ENCRYPTION_MODE_AES_256_XTS;
 204                 ctx.filenames_encryption_mode = FS_ENCRYPTION_MODE_AES_256_CTS;
 205                 ctx.flags = 0;
 206         } else if (res != sizeof(ctx)) {
 207                 return -EINVAL;
 208         }
 209
 210         if (ctx.format != FS_ENCRYPTION_CONTEXT_FORMAT_V1)
 211                 return -EINVAL;
 212
 213         if (ctx.flags & ~FS_POLICY_FLAGS_VALID)
 214                 return -EINVAL;
 215
 216         crypt_info = kmem_cache_alloc(fscrypt_info_cachep, GFP_NOFS);
 217         if (!crypt_info)
 218                 return -ENOMEM;
 219
 220         crypt_info->ci_flags = ctx.flags;
 221         crypt_info->ci_data_mode = ctx.contents_encryption_mode;
 222         crypt_info->ci_filename_mode = ctx.filenames_encryption_mode;
 223         crypt_info->ci_ctfm = NULL;
 224         memcpy(crypt_info->ci_master_key, ctx.master_key_descriptor,
 225                                 sizeof(crypt_info->ci_master_key));
 226
 227         res = determine_cipher_type(crypt_info, inode, &cipher_str, &keysize);
 228         if (res)
 229                 goto out;
 230
 231         /*
 232          * This cannot be a stack buffer because it is passed to the scatterlist
 233          * crypto API as part of key derivation.
 234          */
 235         res = -ENOMEM;
 236         raw_key = kmalloc(FS_MAX_KEY_SIZE, GFP_NOFS);
 237         if (!raw_key)
 238                 goto out;
 239
 240         if (fscrypt_dummy_context_enabled(inode)) {
 241                 memset(raw_key, 0x42, FS_AES_256_XTS_KEY_SIZE);
 242                 goto got_key;
 243         }
 244
 245         res = validate_user_key(crypt_info, &ctx, raw_key,
 246                         FS_KEY_DESC_PREFIX, FS_KEY_DESC_PREFIX_SIZE);
 247         if (res && inode->i_sb->s_cop->key_prefix) {
 248                 u8 *prefix = NULL;
 249                 int prefix_size, res2;
 250
 251                 prefix_size = inode->i_sb->s_cop->key_prefix(inode, &prefix);
 252                 res2 = validate_user_key(crypt_info, &ctx, raw_key,
 253                                                         prefix, prefix_size);
 254                 if (res2) {
 255                         if (res2 == -ENOKEY)
 256                                 res = -ENOKEY;
 257                         goto out;
 258                 }
 259         } else if (res) {
 260                 goto out;
 261         }
 262 got_key:
 263         ctfm = crypto_alloc_skcipher(cipher_str, 0, 0);
 264         if (!ctfm || IS_ERR(ctfm)) {
 265                 res = ctfm ? PTR_ERR(ctfm) : -ENOMEM;
 266                 printk(KERN_DEBUG
 267                        "%s: error %d (inode %u) allocating crypto tfm\n",
 268                        __func__, res, (unsigned) inode->i_ino);
 269                 goto out;
 270         }
 271         crypt_info->ci_ctfm = ctfm;
 272         crypto_skcipher_clear_flags(ctfm, ~0);
 273         crypto_skcipher_set_flags(ctfm, CRYPTO_TFM_REQ_WEAK_KEY);
 274         res = crypto_skcipher_setkey(ctfm, raw_key, keysize);
 275         if (res)
 276                 goto out;
 277
 278         if (cmpxchg(&inode->i_crypt_info, NULL, crypt_info) == NULL)
 279                 crypt_info = NULL;
 280 out:
 281         if (res == -ENOKEY)
 282                 res = 0;
 283         put_crypt_info(crypt_info);
 284         kzfree(raw_key);
 285         return res;
 286 }
 287 EXPORT_SYMBOL(fscrypt_get_encryption_info);
 288
 289 void fscrypt_put_encryption_info(struct inode *inode, struct fscrypt_info *ci)
 290 {
 291         struct fscrypt_info *prev;
 292
 293         if (ci == NULL)
 294                 ci = ACCESS_ONCE(inode->i_crypt_info);
 295         if (ci == NULL)
 296                 return;
 297
 298         prev = cmpxchg(&inode->i_crypt_info, ci, NULL);
 299         if (prev != ci)
 300                 return;
 301
 302         put_crypt_info(ci);
 303 }
 304 EXPORT_SYMBOL(fscrypt_put_encryption_info);