kconfig_hardened_check/__init__.py

   1 #!/usr/bin/python3
   2
   3 #
   4 # This tool helps me to check the Linux kernel Kconfig option list
   5 # against my security hardening preferences for X86_64, ARM64, X86_32, and ARM.
   6 # Let the computers do their job!
   7 #
   8 # Author: Alexander Popov <alex.popov@linux.com>
   9 #
  10 # Please don't cry if my Python code looks like C.
  11 #
  12 #
  13 # N.B Hardening command line parameters:
  14 #    slab_nomerge
  15 #    page_alloc.shuffle=1
  16 #    iommu=force (does it help against DMA attacks?)
  17 #    slub_debug=FZ (slow)
  18 #    init_on_alloc=1 (since v5.3)
  19 #    init_on_free=1 (since v5.3, otherwise slub_debug=P and page_poison=1)
  20 #    loadpin.enforce=1
  21 #    debugfs=no-mount (or off if possible)
  22 #    randomize_kstack_offset=1
  23 #
  24 #    Mitigations of CPU vulnerabilities:
  25 #       Аrch-independent:
  26 #           mitigations=auto,nosmt (nosmt is slow)
  27 #       X86:
  28 #           spectre_v2=on
  29 #           pti=on
  30 #           spec_store_bypass_disable=on
  31 #           l1tf=full,force
  32 #           mds=full,nosmt
  33 #           tsx=off
  34 #           l1d_flush=on
  35 #       ARM64:
  36 #           kpti=on
  37 #           ssbd=force-on
  38 #
  39 #    Should NOT be set:
  40 #           nokaslr
  41 #           arm64.nobti
  42 #           arm64.nopauth
  43 #
  44 #    Hardware tag-based KASAN with arm64 Memory Tagging Extension (MTE):
  45 #           kasan=on
  46 #           kasan.stacktrace=off
  47 #           kasan.fault=panic
  48 #
  49 # N.B. Hardening sysctls:
  50 #    kernel.kptr_restrict=2 (or 1?)
  51 #    kernel.dmesg_restrict=1 (also see the kconfig option)
  52 #    kernel.perf_event_paranoid=3
  53 #    kernel.kexec_load_disabled=1
  54 #    kernel.yama.ptrace_scope=3
  55 #    user.max_user_namespaces=0
  56 #    what about bpf_jit_enable?
  57 #    kernel.unprivileged_bpf_disabled=1
  58 #    net.core.bpf_jit_harden=2
  59 #
  60 #    vm.unprivileged_userfaultfd=0
  61 #        (at first, it disabled unprivileged userfaultfd,
  62 #         and since v5.11 it enables unprivileged userfaultfd for user-mode only)
  63 #
  64 #    dev.tty.ldisc_autoload=0
  65 #    fs.protected_symlinks=1
  66 #    fs.protected_hardlinks=1
  67 #    fs.protected_fifos=2
  68 #    fs.protected_regular=2
  69 #    fs.suid_dumpable=0
  70 #    kernel.modules_disabled=1
  71
  72
  73 # pylint: disable=missing-module-docstring,missing-class-docstring,missing-function-docstring
  74 # pylint: disable=line-too-long,invalid-name,too-many-branches,too-many-statements
  75
  76
  77 import sys
  78 from argparse import ArgumentParser
  79 from collections import OrderedDict
  80 import re
  81 import json
  82 from .__about__ import __version__
  83
  84
  85 class OptCheck:
  86     def __init__(self, reason, decision, name, expected):
  87         self.name = name
  88         self.expected = expected
  89         self.decision = decision
  90         self.reason = reason
  91         self.state = None
  92         self.result = None
  93
  94     def check(self):
  95         if self.expected == self.state:
  96             self.result = 'OK'
  97         elif self.state is None:
  98             if self.expected == 'is not set':
  99                 self.result = 'OK: not found'
 100             else:
 101                 self.result = 'FAIL: not found'
 102         else:
 103             self.result = 'FAIL: "' + self.state + '"'
 104
 105         if self.result.startswith('OK'):
 106             return True
 107         return False
 108
 109
 110 class KconfigCheck(OptCheck):
 111     def table_print(self, _mode, with_results):
 112         print('CONFIG_{:<38}|{:^13}|{:^10}|{:^20}'.format(self.name, self.expected, self.decision, self.reason), end='')
 113         if with_results:
 114             print('|   {}'.format(self.result), end='')
 115
 116
 117 class VerCheck:
 118     def __init__(self, ver_expected):
 119         self.ver_expected = ver_expected
 120         self.ver = ()
 121         self.result = None
 122
 123     def check(self):
 124         if self.ver[0] > self.ver_expected[0]:
 125             self.result = 'OK: version >= ' + str(self.ver_expected[0]) + '.' + str(self.ver_expected[1])
 126             return True
 127         if self.ver[0] < self.ver_expected[0]:
 128             self.result = 'FAIL: version < ' + str(self.ver_expected[0]) + '.' + str(self.ver_expected[1])
 129             return False
 130         if self.ver[1] >= self.ver_expected[1]:
 131             self.result = 'OK: version >= ' + str(self.ver_expected[0]) + '.' + str(self.ver_expected[1])
 132             return True
 133         self.result = 'FAIL: version < ' + str(self.ver_expected[0]) + '.' + str(self.ver_expected[1])
 134         return False
 135
 136     def table_print(self, _mode, with_results):
 137         ver_req = 'kernel version >= ' + str(self.ver_expected[0]) + '.' + str(self.ver_expected[1])
 138         print('{:<91}'.format(ver_req), end='')
 139         if with_results:
 140             print('|   {}'.format(self.result), end='')
 141
 142
 143 class PresenceCheck:
 144     def __init__(self, name):
 145         self.name = name
 146         self.state = None
 147         self.result = None
 148
 149     def check(self):
 150         if self.state is None:
 151             self.result = 'FAIL: not present'
 152             return False
 153         self.result = 'OK: is present'
 154         return True
 155
 156     def table_print(self, _mode, with_results):
 157         print('CONFIG_{:<84}'.format(self.name + ' is present'), end='')
 158         if with_results:
 159             print('|   {}'.format(self.result), end='')
 160
 161
 162 class ComplexOptCheck:
 163     def __init__(self, *opts):
 164         self.opts = opts
 165         if not self.opts:
 166             sys.exit('[!] ERROR: empty {} check'.format(self.__class__.__name__))
 167         if not isinstance(opts[0], KconfigCheck):
 168             sys.exit('[!] ERROR: invalid {} check: {}'.format(self.__class__.__name__, opts))
 169         self.result = None
 170
 171     @property
 172     def name(self):
 173         return self.opts[0].name
 174
 175     @property
 176     def expected(self):
 177         return self.opts[0].expected
 178
 179     @property
 180     def decision(self):
 181         return self.opts[0].decision
 182
 183     @property
 184     def reason(self):
 185         return self.opts[0].reason
 186
 187     def table_print(self, mode, with_results):
 188         if mode == 'verbose':
 189             print('    {:87}'.format('<<< ' + self.__class__.__name__ + ' >>>'), end='')
 190             if with_results:
 191                 print('|   {}'.format(self.result), end='')
 192             for o in self.opts:
 193                 print()
 194                 o.table_print(mode, with_results)
 195         else:
 196             o = self.opts[0]
 197             o.table_print(mode, False)
 198             if with_results:
 199                 print('|   {}'.format(self.result), end='')
 200
 201
 202 class OR(ComplexOptCheck):
 203     # self.opts[0] is the option that this OR-check is about.
 204     # Use cases:
 205     #     OR(<X_is_hardened>, <X_is_disabled>)
 206     #     OR(<X_is_hardened>, <old_X_is_hardened>)
 207
 208     def check(self):
 209         if not self.opts:
 210             sys.exit('[!] ERROR: invalid OR check')
 211
 212         for i, opt in enumerate(self.opts):
 213             ret = opt.check()
 214             if ret:
 215                 if opt.result != 'OK' or i == 0:
 216                     # Preserve additional explanation of this OK result.
 217                     # Simple OK is enough only for the main option that
 218                     # this OR-check is about.
 219                     self.result = opt.result
 220                 else:
 221                     # Simple OK is not enough for additional checks.
 222                     self.result = 'OK: CONFIG_{} "{}"'.format(opt.name, opt.expected)
 223                 return True
 224         self.result = self.opts[0].result
 225         return False
 226
 227
 228 class AND(ComplexOptCheck):
 229     # self.opts[0] is the option that this AND-check is about.
 230     # Use cases:
 231     #     AND(<suboption>, <main_option>)
 232     #       Suboption is not checked if checking of the main_option is failed.
 233     #     AND(<X_is_disabled>, <old_X_is_disabled>)
 234
 235     def check(self):
 236         for i, opt in reversed(list(enumerate(self.opts))):
 237             ret = opt.check()
 238             if i == 0:
 239                 self.result = opt.result
 240                 return ret
 241             if not ret:
 242                 # This FAIL is caused by additional checks,
 243                 # and not by the main option that this AND-check is about.
 244                 # Describe the reason of the FAIL.
 245                 if opt.result.startswith('FAIL: \"') or opt.result == 'FAIL: not found':
 246                     self.result = 'FAIL: CONFIG_{} not "{}"'.format(opt.name, opt.expected)
 247                 elif opt.result == 'FAIL: not present':
 248                     self.result = 'FAIL: CONFIG_{} not present'.format(opt.name)
 249                 else:
 250                     # This FAIL message is self-explaining.
 251                     self.result = opt.result
 252                 return False
 253
 254         sys.exit('[!] ERROR: invalid AND check')
 255
 256
 257 def detect_arch(fname, archs):
 258     with open(fname, 'r') as f:
 259         arch_pattern = re.compile("CONFIG_[a-zA-Z0-9_]*=y")
 260         arch = None
 261         for line in f.readlines():
 262             if arch_pattern.match(line):
 263                 option, _ = line[7:].split('=', 1)
 264                 if option in archs:
 265                     if not arch:
 266                         arch = option
 267                     else:
 268                         return None, 'more than one supported architecture is detected'
 269         if not arch:
 270             return None, 'failed to detect architecture'
 271         return arch, 'OK'
 272
 273
 274 def detect_version(fname):
 275     with open(fname, 'r') as f:
 276         ver_pattern = re.compile("# Linux/.* Kernel Configuration")
 277         for line in f.readlines():
 278             if ver_pattern.match(line):
 279                 line = line.strip()
 280                 parts = line.split()
 281                 ver_str = parts[2]
 282                 ver_numbers = ver_str.split('.')
 283                 if len(ver_numbers) < 3 or not ver_numbers[0].isdigit() or not ver_numbers[1].isdigit():
 284                     msg = 'failed to parse the version "' + ver_str + '"'
 285                     return None, msg
 286                 return (int(ver_numbers[0]), int(ver_numbers[1])), None
 287         return None, 'no kernel version detected'
 288
 289
 290 def construct_checklist(l, arch):
 291     # Calling the KconfigCheck class constructor:
 292     #     KconfigCheck(reason, decision, name, expected)
 293
 294     modules_not_set = KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'MODULES', 'is not set')
 295     devmem_not_set = KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'DEVMEM', 'is not set') # refers to LOCKDOWN
 296
 297     # 'self_protection', 'defconfig'
 298     l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'BUG', 'y')]
 299     l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'SLUB_DEBUG', 'y')]
 300     l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'GCC_PLUGINS', 'y')]
 301     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'STACKPROTECTOR_STRONG', 'y'),
 302              KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'CC_STACKPROTECTOR_STRONG', 'y'))]
 303     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'STRICT_KERNEL_RWX', 'y'),
 304              KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'DEBUG_RODATA', 'y'))] # before v4.11
 305     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'STRICT_MODULE_RWX', 'y'),
 306              KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'DEBUG_SET_MODULE_RONX', 'y'),
 307              modules_not_set)] # DEBUG_SET_MODULE_RONX was before v4.11
 308     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'REFCOUNT_FULL', 'y'),
 309              VerCheck((5, 5)))] # REFCOUNT_FULL is enabled by default since v5.5
 310     iommu_support_is_set = KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'IOMMU_SUPPORT', 'y')
 311     l += [iommu_support_is_set] # is needed for mitigating DMA attacks
 312     if arch in ('X86_64', 'ARM64', 'X86_32'):
 313         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'RANDOMIZE_BASE', 'y')]
 314         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'THREAD_INFO_IN_TASK', 'y')]
 315     if arch in ('X86_64', 'ARM64'):
 316         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'VMAP_STACK', 'y')]
 317     if arch in ('X86_64', 'X86_32'):
 318         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'MICROCODE', 'y')] # is needed for mitigating CPU bugs
 319         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'RETPOLINE', 'y')]
 320         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'X86_SMAP', 'y')]
 321         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'SYN_COOKIES', 'y')] # another reason?
 322         l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'X86_UMIP', 'y'),
 323                  KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'X86_INTEL_UMIP', 'y'))]
 324     if arch in ('ARM64', 'ARM'):
 325         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'STACKPROTECTOR_PER_TASK', 'y')]
 326     if arch == 'X86_64':
 327         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'PAGE_TABLE_ISOLATION', 'y')]
 328         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'RANDOMIZE_MEMORY', 'y')]
 329         l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'INTEL_IOMMU', 'y'),
 330                   iommu_support_is_set)]
 331         l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'AMD_IOMMU', 'y'),
 332                   iommu_support_is_set)]
 333     if arch == 'ARM64':
 334         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'ARM64_PAN', 'y')]
 335         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'ARM64_EPAN', 'y')]
 336         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'UNMAP_KERNEL_AT_EL0', 'y')]
 337         l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'HARDEN_EL2_VECTORS', 'y'),
 338                  AND(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'RANDOMIZE_BASE', 'y'),
 339                      VerCheck((5, 9))))] # HARDEN_EL2_VECTORS was included in RANDOMIZE_BASE in v5.9
 340         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'RODATA_FULL_DEFAULT_ENABLED', 'y')]
 341         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'ARM64_PTR_AUTH_KERNEL', 'y')]
 342         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'ARM64_BTI_KERNEL', 'y')]
 343         l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'HARDEN_BRANCH_PREDICTOR', 'y'),
 344                  VerCheck((5, 10)))] # HARDEN_BRANCH_PREDICTOR is enabled by default since v5.10
 345         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'ARM64_MTE', 'y')]
 346     if arch == 'ARM':
 347         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'CPU_SW_DOMAIN_PAN', 'y')]
 348         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'HARDEN_BRANCH_PREDICTOR', 'y')]
 349
 350     # 'self_protection', 'kspp'
 351     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'SECURITY_DMESG_RESTRICT', 'y')]
 352     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'BUG_ON_DATA_CORRUPTION', 'y')]
 353     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'DEBUG_WX', 'y')]
 354     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'SCHED_STACK_END_CHECK', 'y')]
 355     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'SLAB_FREELIST_HARDENED', 'y')]
 356     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'SLAB_FREELIST_RANDOM', 'y')]
 357     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'SHUFFLE_PAGE_ALLOCATOR', 'y')]
 358     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'FORTIFY_SOURCE', 'y')]
 359     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'DEBUG_LIST', 'y')]
 360     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'DEBUG_SG', 'y')]
 361     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'DEBUG_CREDENTIALS', 'y')]
 362     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'DEBUG_NOTIFIERS', 'y')]
 363     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON', 'y')]
 364     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'GCC_PLUGIN_LATENT_ENTROPY', 'y')]
 365     randstruct_is_set = KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'GCC_PLUGIN_RANDSTRUCT', 'y')
 366     l += [randstruct_is_set]
 367     hardened_usercopy_is_set = KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'HARDENED_USERCOPY', 'y')
 368     l += [hardened_usercopy_is_set]
 369     l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'HARDENED_USERCOPY_FALLBACK', 'is not set'),
 370               hardened_usercopy_is_set)]
 371     l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'HARDENED_USERCOPY_PAGESPAN', 'is not set'),
 372               hardened_usercopy_is_set)]
 373     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'MODULE_SIG', 'y'),
 374              modules_not_set)]
 375     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'MODULE_SIG_ALL', 'y'),
 376              modules_not_set)]
 377     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'MODULE_SIG_SHA512', 'y'),
 378              modules_not_set)]
 379     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'MODULE_SIG_FORCE', 'y'),
 380              modules_not_set)] # refers to LOCKDOWN
 381     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'INIT_STACK_ALL_ZERO', 'y'),
 382              KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'GCC_PLUGIN_STRUCTLEAK_BYREF_ALL', 'y'))]
 383     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON', 'y'),
 384              KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'PAGE_POISONING_ZERO', 'y'))]
 385              # CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON was added in v5.3.
 386              # CONFIG_PAGE_POISONING_ZERO was removed in v5.11.
 387              # Starting from v5.11 CONFIG_PAGE_POISONING unconditionally checks
 388              # the 0xAA poison pattern on allocation.
 389              # That brings higher performance penalty.
 390     if arch in ('X86_64', 'ARM64', 'X86_32'):
 391         stackleak_is_set = KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'GCC_PLUGIN_STACKLEAK', 'y')
 392         l += [stackleak_is_set]
 393         l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'RANDOMIZE_KSTACK_OFFSET_DEFAULT', 'y')]
 394     if arch in ('X86_64', 'X86_32'):
 395         l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'DEFAULT_MMAP_MIN_ADDR', '65536')]
 396     if arch in ('ARM64', 'ARM'):
 397         l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'DEFAULT_MMAP_MIN_ADDR', '32768')]
 398         l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'SYN_COOKIES', 'y')] # another reason?
 399     if arch == 'ARM64':
 400         l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'ARM64_SW_TTBR0_PAN', 'y')]
 401     if arch == 'X86_32':
 402         l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'PAGE_TABLE_ISOLATION', 'y')]
 403         l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'HIGHMEM64G', 'y')]
 404         l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'X86_PAE', 'y')]
 405
 406     # 'self_protection', 'maintainer'
 407     ubsan_bounds_is_set = KconfigCheck('self_protection', 'maintainer', 'UBSAN_BOUNDS', 'y') # only array index bounds checking
 408     l += [ubsan_bounds_is_set] # recommended by Kees Cook in /issues/53
 409     l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'maintainer', 'UBSAN_SANITIZE_ALL', 'y'),
 410               ubsan_bounds_is_set)] # recommended by Kees Cook in /issues/53
 411     l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'maintainer', 'UBSAN_TRAP', 'y'),
 412               ubsan_bounds_is_set)] # recommended by Kees Cook in /issues/53
 413
 414     # 'self_protection', 'clipos'
 415     l += [KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'DEBUG_VIRTUAL', 'y')]
 416     l += [KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'STATIC_USERMODEHELPER', 'y')] # needs userspace support
 417     l += [KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'EFI_DISABLE_PCI_DMA', 'y')]
 418     l += [KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'SLAB_MERGE_DEFAULT', 'is not set')] # slab_nomerge
 419     l += [KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'RANDOM_TRUST_BOOTLOADER', 'is not set')]
 420     l += [KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'RANDOM_TRUST_CPU', 'is not set')]
 421     l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'GCC_PLUGIN_RANDSTRUCT_PERFORMANCE', 'is not set'),
 422               randstruct_is_set)]
 423     if arch in ('X86_64', 'ARM64', 'X86_32'):
 424         l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'STACKLEAK_METRICS', 'is not set'),
 425                   stackleak_is_set)]
 426         l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'STACKLEAK_RUNTIME_DISABLE', 'is not set'),
 427                   stackleak_is_set)]
 428     if arch in ('X86_64', 'X86_32'):
 429         l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'INTEL_IOMMU_DEFAULT_ON', 'y'),
 430                   iommu_support_is_set)]
 431     if arch == 'X86_64':
 432         l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'INTEL_IOMMU_SVM', 'y'),
 433                   iommu_support_is_set)]
 434     if arch == 'X86_32':
 435         l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'INTEL_IOMMU', 'y'),
 436                   iommu_support_is_set)]
 437
 438     # 'self_protection', 'my'
 439     l += [KconfigCheck('self_protection', 'my', 'RESET_ATTACK_MITIGATION', 'y')] # needs userspace support (systemd)
 440     if arch == 'X86_64':
 441         l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'my', 'AMD_IOMMU_V2', 'y'),
 442                   iommu_support_is_set)]
 443     if arch == 'ARM64':
 444         l += [KconfigCheck('self_protection', 'my', 'SHADOW_CALL_STACK', 'y')] # depends on clang, maybe it's alternative to STACKPROTECTOR_STRONG
 445         l += [KconfigCheck('self_protection', 'my', 'KASAN_HW_TAGS', 'y')]
 446         cfi_clang_is_set = KconfigCheck('self_protection', 'my', 'CFI_CLANG', 'y')
 447         l += [cfi_clang_is_set]
 448         l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'my', 'CFI_PERMISSIVE', 'is not set'),
 449                   cfi_clang_is_set)]
 450
 451     # 'security_policy'
 452     if arch in ('X86_64', 'ARM64', 'X86_32'):
 453         l += [KconfigCheck('security_policy', 'defconfig', 'SECURITY', 'y')] # and choose your favourite LSM
 454     if arch == 'ARM':
 455         l += [KconfigCheck('security_policy', 'kspp', 'SECURITY', 'y')] # and choose your favourite LSM
 456     l += [KconfigCheck('security_policy', 'kspp', 'SECURITY_YAMA', 'y')]
 457     l += [OR(KconfigCheck('security_policy', 'my', 'SECURITY_WRITABLE_HOOKS', 'is not set'),
 458              KconfigCheck('security_policy', 'kspp', 'SECURITY_SELINUX_DISABLE', 'is not set'))]
 459     l += [KconfigCheck('security_policy', 'clipos', 'SECURITY_LOCKDOWN_LSM', 'y')]
 460     l += [KconfigCheck('security_policy', 'clipos', 'SECURITY_LOCKDOWN_LSM_EARLY', 'y')]
 461     l += [KconfigCheck('security_policy', 'clipos', 'LOCK_DOWN_KERNEL_FORCE_CONFIDENTIALITY', 'y')]
 462     l += [KconfigCheck('security_policy', 'my', 'SECURITY_SAFESETID', 'y')]
 463     loadpin_is_set = KconfigCheck('security_policy', 'my', 'SECURITY_LOADPIN', 'y')
 464     l += [loadpin_is_set] # needs userspace support
 465     l += [AND(KconfigCheck('security_policy', 'my', 'SECURITY_LOADPIN_ENFORCE', 'y'),
 466               loadpin_is_set)]
 467
 468     # 'cut_attack_surface', 'defconfig'
 469     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'defconfig', 'SECCOMP', 'y')]
 470     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'defconfig', 'SECCOMP_FILTER', 'y')]
 471     if arch in ('X86_64', 'ARM64', 'X86_32'):
 472         l += [OR(KconfigCheck('cut_attack_surface', 'defconfig', 'STRICT_DEVMEM', 'y'),
 473                  devmem_not_set)] # refers to LOCKDOWN
 474
 475     # 'cut_attack_surface', 'kspp'
 476     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'ACPI_CUSTOM_METHOD', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
 477     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'COMPAT_BRK', 'is not set')]
 478     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'DEVKMEM', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
 479     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'COMPAT_VDSO', 'is not set')]
 480     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'BINFMT_MISC', 'is not set')]
 481     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'INET_DIAG', 'is not set')]
 482     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'KEXEC', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
 483     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'PROC_KCORE', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
 484     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'LEGACY_PTYS', 'is not set')]
 485     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'HIBERNATION', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
 486     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'IA32_EMULATION', 'is not set')]
 487     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'X86_X32', 'is not set')]
 488     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'MODIFY_LDT_SYSCALL', 'is not set')]
 489     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'OABI_COMPAT', 'is not set')]
 490     l += [modules_not_set]
 491     l += [devmem_not_set]
 492     l += [OR(KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'IO_STRICT_DEVMEM', 'y'),
 493              devmem_not_set)] # refers to LOCKDOWN
 494     if arch == 'ARM':
 495         l += [OR(KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'STRICT_DEVMEM', 'y'),
 496                  devmem_not_set)] # refers to LOCKDOWN
 497     if arch == 'X86_64':
 498         l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'LEGACY_VSYSCALL_NONE', 'y')] # 'vsyscall=none'
 499
 500     # 'cut_attack_surface', 'grsecurity'
 501     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'ZSMALLOC_STAT', 'is not set')]
 502     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'PAGE_OWNER', 'is not set')]
 503     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'DEBUG_KMEMLEAK', 'is not set')]
 504     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'BINFMT_AOUT', 'is not set')]
 505     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'KPROBE_EVENTS', 'is not set')]
 506     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'UPROBE_EVENTS', 'is not set')]
 507     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'GENERIC_TRACER', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
 508     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'FUNCTION_TRACER', 'is not set')]
 509     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'STACK_TRACER', 'is not set')]
 510     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'HIST_TRIGGERS', 'is not set')]
 511     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'BLK_DEV_IO_TRACE', 'is not set')]
 512     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'PROC_VMCORE', 'is not set')]
 513     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'PROC_PAGE_MONITOR', 'is not set')]
 514     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'USELIB', 'is not set')]
 515     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'CHECKPOINT_RESTORE', 'is not set')]
 516     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'USERFAULTFD', 'is not set')]
 517     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'HWPOISON_INJECT', 'is not set')]
 518     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'MEM_SOFT_DIRTY', 'is not set')]
 519     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'DEVPORT', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
 520     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'DEBUG_FS', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
 521     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'NOTIFIER_ERROR_INJECTION', 'is not set')]
 522     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'FAIL_FUTEX', 'is not set')]
 523     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'PUNIT_ATOM_DEBUG', 'is not set')]
 524     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'ACPI_CONFIGFS', 'is not set')]
 525     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'EDAC_DEBUG', 'is not set')]
 526     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'DRM_I915_DEBUG', 'is not set')]
 527     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'BCACHE_CLOSURES_DEBUG', 'is not set')]
 528     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'DVB_C8SECTPFE', 'is not set')]
 529     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'MTD_SLRAM', 'is not set')]
 530     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'MTD_PHRAM', 'is not set')]
 531     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'IO_URING', 'is not set')]
 532     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'KCMP', 'is not set')]
 533     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'RSEQ', 'is not set')]
 534     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'LATENCYTOP', 'is not set')]
 535     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'KCOV', 'is not set')]
 536     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'PROVIDE_OHCI1394_DMA_INIT', 'is not set')]
 537     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'SUNRPC_DEBUG', 'is not set')]
 538     l += [AND(KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'PTDUMP_DEBUGFS', 'is not set'),
 539               KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsecurity', 'X86_PTDUMP', 'is not set'))]
 540
 541     # 'cut_attack_surface', 'maintainer'
 542     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'maintainer', 'DRM_LEGACY', 'is not set')] # recommended by Daniel Vetter in /issues/38
 543     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'maintainer', 'FB', 'is not set')] # recommended by Daniel Vetter in /issues/38
 544     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'maintainer', 'VT', 'is not set')] # recommended by Daniel Vetter in /issues/38
 545     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'maintainer', 'BLK_DEV_FD', 'is not set')] # recommended by Denis Efremov in /pull/54
 546
 547     # 'cut_attack_surface', 'grapheneos'
 548     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grapheneos', 'AIO', 'is not set')]
 549
 550     # 'cut_attack_surface', 'clipos'
 551     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'STAGING', 'is not set')]
 552     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'KSM', 'is not set')] # to prevent FLUSH+RELOAD attack
 553 #   l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'IKCONFIG', 'is not set')] # no, IKCONFIG is needed for this check :)
 554     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'KALLSYMS', 'is not set')]
 555     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'X86_VSYSCALL_EMULATION', 'is not set')]
 556     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'MAGIC_SYSRQ', 'is not set')]
 557     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'KEXEC_FILE', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN (permissive)
 558     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'USER_NS', 'is not set')] # user.max_user_namespaces=0
 559     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'X86_MSR', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
 560     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'X86_CPUID', 'is not set')]
 561     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'X86_IOPL_IOPERM', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
 562     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'ACPI_TABLE_UPGRADE', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
 563     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'EFI_CUSTOM_SSDT_OVERLAYS', 'is not set')]
 564     l += [AND(KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'LDISC_AUTOLOAD', 'is not set'),
 565               PresenceCheck('LDISC_AUTOLOAD'))]
 566     if arch in ('X86_64', 'X86_32'):
 567         l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'X86_INTEL_TSX_MODE_OFF', 'y')] # tsx=off
 568
 569     # 'cut_attack_surface', 'lockdown'
 570     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'lockdown', 'EFI_TEST', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
 571     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'lockdown', 'BPF_SYSCALL', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
 572     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'lockdown', 'MMIOTRACE_TEST', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
 573     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'lockdown', 'KPROBES', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
 574
 575     # 'cut_attack_surface', 'my'
 576     l += [OR(KconfigCheck('cut_attack_surface', 'my', 'TRIM_UNUSED_KSYMS', 'y'),
 577              modules_not_set)]
 578     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'my', 'MMIOTRACE', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN (permissive)
 579     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'my', 'LIVEPATCH', 'is not set')]
 580     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'my', 'IP_DCCP', 'is not set')]
 581     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'my', 'IP_SCTP', 'is not set')]
 582     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'my', 'FTRACE', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
 583     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'my', 'VIDEO_VIVID', 'is not set')]
 584     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'my', 'INPUT_EVBUG', 'is not set')] # Can be used as a keylogger
 585
 586     # 'userspace_hardening'
 587     if arch in ('X86_64', 'ARM64', 'X86_32'):
 588         l += [KconfigCheck('userspace_hardening', 'defconfig', 'INTEGRITY', 'y')]
 589     if arch == 'ARM':
 590         l += [KconfigCheck('userspace_hardening', 'my', 'INTEGRITY', 'y')]
 591     if arch == 'ARM64':
 592         l += [KconfigCheck('userspace_hardening', 'defconfig', 'ARM64_MTE', 'y')]
 593     if arch in ('ARM', 'X86_32'):
 594         l += [KconfigCheck('userspace_hardening', 'defconfig', 'VMSPLIT_3G', 'y')]
 595     if arch in ('X86_64', 'ARM64'):
 596         l += [KconfigCheck('userspace_hardening', 'clipos', 'ARCH_MMAP_RND_BITS', '32')]
 597     if arch in ('X86_32', 'ARM'):
 598         l += [KconfigCheck('userspace_hardening', 'my', 'ARCH_MMAP_RND_BITS', '16')]
 599
 600 #   l += [KconfigCheck('feature_test', 'my', 'LKDTM', 'm')] # only for debugging!
 601
 602
 603 def print_unknown_options(checklist, parsed_options):
 604     known_options = []
 605     for opt in checklist:
 606         if hasattr(opt, 'opts'):
 607             for o in opt.opts:
 608                 if hasattr(o, 'name'):
 609                     known_options.append(o.name)
 610         else:
 611             known_options.append(opt.name)
 612     for option, value in parsed_options.items():
 613         if option not in known_options:
 614             print('[?] No rule for option {} ({})'.format(option, value))
 615
 616
 617 def print_checklist(mode, checklist, with_results):
 618     if mode == 'json':
 619         opts = []
 620         for o in checklist:
 621             opt = ['CONFIG_'+o.name, o.expected, o.decision, o.reason]
 622             if with_results:
 623                 opt.append(o.result)
 624             opts.append(opt)
 625         print(json.dumps(opts))
 626         return
 627
 628     # table header
 629     sep_line_len = 91
 630     if with_results:
 631         sep_line_len += 30
 632     print('=' * sep_line_len)
 633     print('{:^45}|{:^13}|{:^10}|{:^20}'.format('kconfig option name', 'desired val', 'decision', 'reason'), end='')
 634     if with_results:
 635         print('|   {}'.format('check result'), end='')
 636     print()
 637     print('=' * sep_line_len)
 638
 639     # table contents
 640     for opt in checklist:
 641         if with_results:
 642             if mode == 'show_ok':
 643                 if not opt.result.startswith('OK'):
 644                     continue
 645             if mode == 'show_fail':
 646                 if not opt.result.startswith('FAIL'):
 647                     continue
 648         opt.table_print(mode, with_results)
 649         print()
 650         if mode == 'verbose':
 651             print('-' * sep_line_len)
 652     print()
 653
 654     # final score
 655     if with_results:
 656         fail_count = len(list(filter(lambda opt: opt.result.startswith('FAIL'), checklist)))
 657         fail_suppressed = ''
 658         ok_count = len(list(filter(lambda opt: opt.result.startswith('OK'), checklist)))
 659         ok_suppressed = ''
 660         if mode == 'show_ok':
 661             fail_suppressed = ' (suppressed in output)'
 662         if mode == 'show_fail':
 663             ok_suppressed = ' (suppressed in output)'
 664         if mode != 'json':
 665             print('[+] Config check is finished: \'OK\' - {}{} / \'FAIL\' - {}{}'.format(ok_count, ok_suppressed, fail_count, fail_suppressed))
 666
 667
 668 def perform_check(opt, parsed_options, kernel_version):
 669     if hasattr(opt, 'opts'):
 670         # prepare ComplexOptCheck
 671         for o in opt.opts:
 672             if hasattr(o, 'opts'):
 673                 # Recursion for nested ComplexOptChecks
 674                 perform_check(o, parsed_options, kernel_version)
 675             if hasattr(o, 'state'):
 676                 o.state = parsed_options.get(o.name, None)
 677             if hasattr(o, 'ver'):
 678                 o.ver = kernel_version
 679     else:
 680         # prepare simple check, opt.state is mandatory
 681         if not hasattr(opt, 'state'):
 682             sys.exit('[!] ERROR: bad simple check {}'.format(vars(opt)))
 683         opt.state = parsed_options.get(opt.name, None)
 684     opt.check()
 685
 686
 687 def perform_checks(checklist, parsed_options, kernel_version):
 688     for opt in checklist:
 689         perform_check(opt, parsed_options, kernel_version)
 690
 691
 692 def parse_config_file(parsed_options, fname):
 693     with open(fname, 'r') as f:
 694         opt_is_on = re.compile("CONFIG_[a-zA-Z0-9_]*=[a-zA-Z0-9_\"]*")
 695         opt_is_off = re.compile("# CONFIG_[a-zA-Z0-9_]* is not set")
 696
 697         for line in f.readlines():
 698             line = line.strip()
 699             option = None
 700             value = None
 701
 702             if opt_is_on.match(line):
 703                 option, value = line[7:].split('=', 1)
 704             elif opt_is_off.match(line):
 705                 option, value = line[9:].split(' ', 1)
 706                 if value != 'is not set':
 707                     sys.exit('[!] ERROR: bad disabled config option "{}"'.format(line))
 708
 709             if option in parsed_options:
 710                 sys.exit('[!] ERROR: config option "{}" exists multiple times'.format(line))
 711
 712             if option:
 713                 parsed_options[option] = value
 714
 715         return parsed_options
 716
 717
 718 def main():
 719     # Report modes:
 720     #   * verbose mode for
 721     #     - reporting about unknown kernel options in the config
 722     #     - verbose printing of ComplexOptCheck items
 723     #   * json mode for printing the results in JSON format
 724     report_modes = ['verbose', 'json', 'show_ok', 'show_fail']
 725     supported_archs = ['X86_64', 'X86_32', 'ARM64', 'ARM']
 726     parser = ArgumentParser(prog='kconfig-hardened-check',
 727                             description='A tool for checking the security hardening options of the Linux kernel')
 728     parser.add_argument('--version', action='version', version='%(prog)s ' + __version__)
 729     parser.add_argument('-p', '--print', choices=supported_archs,
 730                         help='print security hardening preferences for the selected architecture')
 731     parser.add_argument('-c', '--config',
 732                         help='check the kernel config file against these preferences')
 733     parser.add_argument('-m', '--mode', choices=report_modes,
 734                         help='choose the report mode')
 735     args = parser.parse_args()
 736
 737     mode = None
 738     if args.mode:
 739         mode = args.mode
 740         if mode != 'json':
 741             print("[+] Special report mode: {}".format(mode))
 742
 743     config_checklist = []
 744
 745     if args.config:
 746         if mode != 'json':
 747             print('[+] Config file to check: {}'.format(args.config))
 748
 749         arch, msg = detect_arch(args.config, supported_archs)
 750         if not arch:
 751             sys.exit('[!] ERROR: {}'.format(msg))
 752         if mode != 'json':
 753             print('[+] Detected architecture: {}'.format(arch))
 754
 755         kernel_version, msg = detect_version(args.config)
 756         if not kernel_version:
 757             sys.exit('[!] ERROR: {}'.format(msg))
 758         if mode != 'json':
 759             print('[+] Detected kernel version: {}.{}'.format(kernel_version[0], kernel_version[1]))
 760
 761         construct_checklist(config_checklist, arch)
 762         parsed_options = OrderedDict()
 763         parse_config_file(parsed_options, args.config)
 764         perform_checks(config_checklist, parsed_options, kernel_version)
 765
 766         if mode == 'verbose':
 767             print_unknown_options(config_checklist, parsed_options)
 768         print_checklist(mode, config_checklist, True)
 769
 770         sys.exit(0)
 771
 772     if args.print:
 773         if mode in ('show_ok', 'show_fail'):
 774             sys.exit('[!] ERROR: please use "{}" mode for checking the kernel config'.format(mode))
 775         arch = args.print
 776         construct_checklist(config_checklist, arch)
 777         if mode != 'json':
 778             print('[+] Printing kernel security hardening preferences for {}...'.format(arch))
 779         print_checklist(mode, config_checklist, False)
 780         sys.exit(0)
 781
 782     parser.print_help()
 783     sys.exit(0)
 784
 785 if __name__ == '__main__':
 786     main()