Add 'type' for PresenceCheck and VersionCheck
[kconfig-hardened-check.git] / kconfig_hardened_check / __init__.py
1 #!/usr/bin/python3
2
3 #
4 # This tool helps me to check Linux kernel options against
5 # 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     def table_print(self, _mode, with_results):
110         print('{:<40}|{:^7}|{:^12}|{:^10}|{:^18}'.format(self.name, self.type, self.expected, self.decision, self.reason), end='')
111         if with_results:
112             print('| {}'.format(self.result), end='')
113
114
115 class KconfigCheck(OptCheck):
116     def __init__(self, *args, **kwargs):
117         super().__init__(*args, **kwargs)
118         self.name = 'CONFIG_' + self.name
119
120     @property
121     def type(self):
122         return 'kconfig'
123
124
125 class VersionCheck:
126     def __init__(self, ver_expected):
127         self.ver_expected = ver_expected
128         self.ver = ()
129         self.result = None
130
131     @property
132     def type(self):
133         return 'version'
134
135     def check(self):
136         if self.ver[0] > self.ver_expected[0]:
137             self.result = 'OK: version >= ' + str(self.ver_expected[0]) + '.' + str(self.ver_expected[1])
138             return True
139         if self.ver[0] < self.ver_expected[0]:
140             self.result = 'FAIL: version < ' + str(self.ver_expected[0]) + '.' + str(self.ver_expected[1])
141             return False
142         if self.ver[1] >= self.ver_expected[1]:
143             self.result = 'OK: version >= ' + str(self.ver_expected[0]) + '.' + str(self.ver_expected[1])
144             return True
145         self.result = 'FAIL: version < ' + str(self.ver_expected[0]) + '.' + str(self.ver_expected[1])
146         return False
147
148     def table_print(self, _mode, with_results):
149         ver_req = 'kernel version >= ' + str(self.ver_expected[0]) + '.' + str(self.ver_expected[1])
150         print('{:<91}'.format(ver_req), end='')
151         if with_results:
152             print('| {}'.format(self.result), end='')
153
154
155 class PresenceCheck:
156     def __init__(self, name, type):
157         self.type = type
158         if self.type == 'kconfig':
159             self.name = 'CONFIG_' + name
160         else:
161             self.name = name
162         self.state = None
163         self.result = None
164
165     def check(self):
166         if self.state is None:
167             self.result = 'FAIL: not present'
168             return False
169         self.result = 'OK: is present'
170         return True
171
172     def table_print(self, _mode, with_results):
173         print('{:<91}'.format(self.name + ' is present'), end='')
174         if with_results:
175             print('| {}'.format(self.result), end='')
176
177
178 class ComplexOptCheck:
179     def __init__(self, *opts):
180         self.opts = opts
181         if not self.opts:
182             sys.exit('[!] ERROR: empty {} check'.format(self.__class__.__name__))
183         if len(self.opts) == 1:
184             sys.exit('[!] ERROR: useless {} check'.format(self.__class__.__name__))
185         if not isinstance(opts[0], KconfigCheck):
186             sys.exit('[!] ERROR: invalid {} check: {}'.format(self.__class__.__name__, opts))
187         self.result = None
188
189     @property
190     def name(self):
191         return self.opts[0].name
192
193     @property
194     def type(self):
195         return self.opts[0].type
196
197     @property
198     def expected(self):
199         return self.opts[0].expected
200
201     @property
202     def decision(self):
203         return self.opts[0].decision
204
205     @property
206     def reason(self):
207         return self.opts[0].reason
208
209     def table_print(self, mode, with_results):
210         if mode == 'verbose':
211             print('    {:87}'.format('<<< ' + self.__class__.__name__ + ' >>>'), end='')
212             if with_results:
213                 print('| {}'.format(self.result), end='')
214             for o in self.opts:
215                 print()
216                 o.table_print(mode, with_results)
217         else:
218             o = self.opts[0]
219             o.table_print(mode, False)
220             if with_results:
221                 print('| {}'.format(self.result), end='')
222
223
224 class OR(ComplexOptCheck):
225     # self.opts[0] is the option that this OR-check is about.
226     # Use cases:
227     #     OR(<X_is_hardened>, <X_is_disabled>)
228     #     OR(<X_is_hardened>, <old_X_is_hardened>)
229
230     def check(self):
231         if not self.opts:
232             sys.exit('[!] ERROR: invalid OR check')
233
234         for i, opt in enumerate(self.opts):
235             ret = opt.check()
236             if ret:
237                 if opt.result == 'OK' and i != 0:
238                     # Simple OK is not enough for additional checks, add more info:
239                     self.result = 'OK: {} "{}"'.format(opt.name, opt.expected)
240                 else:
241                     self.result = opt.result
242                 return True
243         self.result = self.opts[0].result
244         return False
245
246
247 class AND(ComplexOptCheck):
248     # self.opts[0] is the option that this AND-check is about.
249     # Use cases:
250     #     AND(<suboption>, <main_option>)
251     #       Suboption is not checked if checking of the main_option is failed.
252     #     AND(<X_is_disabled>, <old_X_is_disabled>)
253
254     def check(self):
255         for i, opt in reversed(list(enumerate(self.opts))):
256             ret = opt.check()
257             if i == 0:
258                 self.result = opt.result
259                 return ret
260             if not ret:
261                 # This FAIL is caused by additional checks,
262                 # and not by the main option that this AND-check is about.
263                 # Describe the reason of the FAIL.
264                 if opt.result.startswith('FAIL: \"') or opt.result == 'FAIL: not found':
265                     self.result = 'FAIL: {} not "{}"'.format(opt.name, opt.expected)
266                 elif opt.result == 'FAIL: not present':
267                     self.result = 'FAIL: {} not present'.format(opt.name)
268                 else:
269                     # This FAIL message is self-explaining.
270                     self.result = opt.result
271                 return False
272
273         sys.exit('[!] ERROR: invalid AND check')
274
275
276 def detect_arch(fname, archs):
277     with open(fname, 'r') as f:
278         arch_pattern = re.compile("CONFIG_[a-zA-Z0-9_]*=y")
279         arch = None
280         for line in f.readlines():
281             if arch_pattern.match(line):
282                 option, _ = line[7:].split('=', 1)
283                 if option in archs:
284                     if not arch:
285                         arch = option
286                     else:
287                         return None, 'more than one supported architecture is detected'
288         if not arch:
289             return None, 'failed to detect architecture'
290         return arch, 'OK'
291
292
293 def detect_version(fname):
294     with open(fname, 'r') as f:
295         ver_pattern = re.compile("# Linux/.* Kernel Configuration")
296         for line in f.readlines():
297             if ver_pattern.match(line):
298                 line = line.strip()
299                 parts = line.split()
300                 ver_str = parts[2]
301                 ver_numbers = ver_str.split('.')
302                 if len(ver_numbers) < 3 or not ver_numbers[0].isdigit() or not ver_numbers[1].isdigit():
303                     msg = 'failed to parse the version "' + ver_str + '"'
304                     return None, msg
305                 return (int(ver_numbers[0]), int(ver_numbers[1])), None
306         return None, 'no kernel version detected'
307
308
309 def add_kconfig_checks(l, arch):
310     # Calling the KconfigCheck class constructor:
311     #     KconfigCheck(reason, decision, name, expected)
312
313     modules_not_set = KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'MODULES', 'is not set')
314     devmem_not_set = KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'DEVMEM', 'is not set') # refers to LOCKDOWN
315
316     # 'self_protection', 'defconfig'
317     l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'BUG', 'y')]
318     l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'SLUB_DEBUG', 'y')]
319     l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'GCC_PLUGINS', 'y')]
320     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'STACKPROTECTOR_STRONG', 'y'),
321              KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'CC_STACKPROTECTOR_STRONG', 'y'))]
322     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'STRICT_KERNEL_RWX', 'y'),
323              KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'DEBUG_RODATA', 'y'))] # before v4.11
324     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'STRICT_MODULE_RWX', 'y'),
325              KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'DEBUG_SET_MODULE_RONX', 'y'),
326              modules_not_set)] # DEBUG_SET_MODULE_RONX was before v4.11
327     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'REFCOUNT_FULL', 'y'),
328              VersionCheck((5, 5)))] # REFCOUNT_FULL is enabled by default since v5.5
329     iommu_support_is_set = KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'IOMMU_SUPPORT', 'y')
330     l += [iommu_support_is_set] # is needed for mitigating DMA attacks
331     if arch in ('X86_64', 'ARM64', 'X86_32'):
332         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'RANDOMIZE_BASE', 'y')]
333         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'THREAD_INFO_IN_TASK', 'y')]
334     if arch in ('X86_64', 'ARM64'):
335         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'VMAP_STACK', 'y')]
336     if arch in ('X86_64', 'X86_32'):
337         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'MICROCODE', 'y')] # is needed for mitigating CPU bugs
338         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'RETPOLINE', 'y')]
339         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'X86_SMAP', 'y')]
340         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'SYN_COOKIES', 'y')] # another reason?
341         l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'X86_UMIP', 'y'),
342                  KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'X86_INTEL_UMIP', 'y'))]
343     if arch in ('ARM64', 'ARM'):
344         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'STACKPROTECTOR_PER_TASK', 'y')]
345     if arch == 'X86_64':
346         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'PAGE_TABLE_ISOLATION', 'y')]
347         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'RANDOMIZE_MEMORY', 'y')]
348         l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'INTEL_IOMMU', 'y'),
349                   iommu_support_is_set)]
350         l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'AMD_IOMMU', 'y'),
351                   iommu_support_is_set)]
352     if arch == 'ARM64':
353         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'ARM64_PAN', 'y')]
354         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'ARM64_EPAN', 'y')]
355         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'UNMAP_KERNEL_AT_EL0', 'y')]
356         l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'HARDEN_EL2_VECTORS', 'y'),
357                  AND(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'RANDOMIZE_BASE', 'y'),
358                      VersionCheck((5, 9))))] # HARDEN_EL2_VECTORS was included in RANDOMIZE_BASE in v5.9
359         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'RODATA_FULL_DEFAULT_ENABLED', 'y')]
360         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'ARM64_PTR_AUTH_KERNEL', 'y')]
361         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'ARM64_BTI_KERNEL', 'y')]
362         l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'HARDEN_BRANCH_PREDICTOR', 'y'),
363                  VersionCheck((5, 10)))] # HARDEN_BRANCH_PREDICTOR is enabled by default since v5.10
364         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'ARM64_MTE', 'y')]
365     if arch == 'ARM':
366         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'CPU_SW_DOMAIN_PAN', 'y')]
367         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'HARDEN_BRANCH_PREDICTOR', 'y')]
368
369     # 'self_protection', 'kspp'
370     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'SECURITY_DMESG_RESTRICT', 'y')]
371     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'BUG_ON_DATA_CORRUPTION', 'y')]
372     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'DEBUG_WX', 'y')]
373     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'SCHED_STACK_END_CHECK', 'y')]
374     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'SLAB_FREELIST_HARDENED', 'y')]
375     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'SLAB_FREELIST_RANDOM', 'y')]
376     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'SHUFFLE_PAGE_ALLOCATOR', 'y')]
377     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'FORTIFY_SOURCE', 'y')]
378     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'DEBUG_LIST', 'y')]
379     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'DEBUG_SG', 'y')]
380     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'DEBUG_CREDENTIALS', 'y')]
381     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'DEBUG_NOTIFIERS', 'y')]
382     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON', 'y')]
383     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'GCC_PLUGIN_LATENT_ENTROPY', 'y')]
384     randstruct_is_set = KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'GCC_PLUGIN_RANDSTRUCT', 'y')
385     l += [randstruct_is_set]
386     hardened_usercopy_is_set = KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'HARDENED_USERCOPY', 'y')
387     l += [hardened_usercopy_is_set]
388     l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'HARDENED_USERCOPY_FALLBACK', 'is not set'),
389               hardened_usercopy_is_set)]
390     l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'HARDENED_USERCOPY_PAGESPAN', 'is not set'),
391               hardened_usercopy_is_set)]
392     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'MODULE_SIG', 'y'),
393              modules_not_set)]
394     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'MODULE_SIG_ALL', 'y'),
395              modules_not_set)]
396     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'MODULE_SIG_SHA512', 'y'),
397              modules_not_set)]
398     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'MODULE_SIG_FORCE', 'y'),
399              modules_not_set)] # refers to LOCKDOWN
400     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'INIT_STACK_ALL_ZERO', 'y'),
401              KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'GCC_PLUGIN_STRUCTLEAK_BYREF_ALL', 'y'))]
402     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON', 'y'),
403              KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'PAGE_POISONING_ZERO', 'y'))]
404              # CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON was added in v5.3.
405              # CONFIG_PAGE_POISONING_ZERO was removed in v5.11.
406              # Starting from v5.11 CONFIG_PAGE_POISONING unconditionally checks
407              # the 0xAA poison pattern on allocation.
408              # That brings higher performance penalty.
409     if arch in ('X86_64', 'ARM64', 'X86_32'):
410         stackleak_is_set = KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'GCC_PLUGIN_STACKLEAK', 'y')
411         l += [stackleak_is_set]
412         l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'RANDOMIZE_KSTACK_OFFSET_DEFAULT', 'y')]
413     if arch in ('X86_64', 'X86_32'):
414         l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'DEFAULT_MMAP_MIN_ADDR', '65536')]
415     if arch in ('ARM64', 'ARM'):
416         l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'DEFAULT_MMAP_MIN_ADDR', '32768')]
417         l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'SYN_COOKIES', 'y')] # another reason?
418     if arch == 'ARM64':
419         l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'ARM64_SW_TTBR0_PAN', 'y')]
420     if arch == 'X86_32':
421         l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'PAGE_TABLE_ISOLATION', 'y')]
422         l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'HIGHMEM64G', 'y')]
423         l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'X86_PAE', 'y')]
424
425     # 'self_protection', 'maintainer'
426     ubsan_bounds_is_set = KconfigCheck('self_protection', 'maintainer', 'UBSAN_BOUNDS', 'y') # only array index bounds checking
427     l += [ubsan_bounds_is_set] # recommended by Kees Cook in /issues/53
428     l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'maintainer', 'UBSAN_SANITIZE_ALL', 'y'),
429               ubsan_bounds_is_set)] # recommended by Kees Cook in /issues/53
430     l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'maintainer', 'UBSAN_TRAP', 'y'),
431               ubsan_bounds_is_set)] # recommended by Kees Cook in /issues/53
432
433     # 'self_protection', 'clipos'
434     l += [KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'DEBUG_VIRTUAL', 'y')]
435     l += [KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'STATIC_USERMODEHELPER', 'y')] # needs userspace support
436     l += [KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'EFI_DISABLE_PCI_DMA', 'y')]
437     l += [KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'SLAB_MERGE_DEFAULT', 'is not set')] # slab_nomerge
438     l += [KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'RANDOM_TRUST_BOOTLOADER', 'is not set')]
439     l += [KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'RANDOM_TRUST_CPU', 'is not set')]
440     l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'GCC_PLUGIN_RANDSTRUCT_PERFORMANCE', 'is not set'),
441               randstruct_is_set)]
442     if arch in ('X86_64', 'ARM64', 'X86_32'):
443         l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'STACKLEAK_METRICS', 'is not set'),
444                   stackleak_is_set)]
445         l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'STACKLEAK_RUNTIME_DISABLE', 'is not set'),
446                   stackleak_is_set)]
447     if arch in ('X86_64', 'X86_32'):
448         l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'INTEL_IOMMU_DEFAULT_ON', 'y'),
449                   iommu_support_is_set)]
450     if arch == 'X86_64':
451         l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'INTEL_IOMMU_SVM', 'y'),
452                   iommu_support_is_set)]
453     if arch == 'X86_32':
454         l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'INTEL_IOMMU', 'y'),
455                   iommu_support_is_set)]
456
457     # 'self_protection', 'my'
458     l += [KconfigCheck('self_protection', 'my', 'RESET_ATTACK_MITIGATION', 'y')] # needs userspace support (systemd)
459     if arch == 'X86_64':
460         l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'my', 'AMD_IOMMU_V2', 'y'),
461                   iommu_support_is_set)]
462     if arch == 'ARM64':
463         l += [KconfigCheck('self_protection', 'my', 'SHADOW_CALL_STACK', 'y')] # depends on clang, maybe it's alternative to STACKPROTECTOR_STRONG
464         l += [KconfigCheck('self_protection', 'my', 'KASAN_HW_TAGS', 'y')]
465         cfi_clang_is_set = KconfigCheck('self_protection', 'my', 'CFI_CLANG', 'y')
466         l += [cfi_clang_is_set]
467         l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'my', 'CFI_PERMISSIVE', 'is not set'),
468                   cfi_clang_is_set)]
469
470     # 'security_policy'
471     if arch in ('X86_64', 'ARM64', 'X86_32'):
472         l += [KconfigCheck('security_policy', 'defconfig', 'SECURITY', 'y')] # and choose your favourite LSM
473     if arch == 'ARM':
474         l += [KconfigCheck('security_policy', 'kspp', 'SECURITY', 'y')] # and choose your favourite LSM
475     l += [KconfigCheck('security_policy', 'kspp', 'SECURITY_YAMA', 'y')]
476     l += [OR(KconfigCheck('security_policy', 'my', 'SECURITY_WRITABLE_HOOKS', 'is not set'),
477              KconfigCheck('security_policy', 'kspp', 'SECURITY_SELINUX_DISABLE', 'is not set'))]
478     l += [KconfigCheck('security_policy', 'clipos', 'SECURITY_LOCKDOWN_LSM', 'y')]
479     l += [KconfigCheck('security_policy', 'clipos', 'SECURITY_LOCKDOWN_LSM_EARLY', 'y')]
480     l += [KconfigCheck('security_policy', 'clipos', 'LOCK_DOWN_KERNEL_FORCE_CONFIDENTIALITY', 'y')]
481     l += [KconfigCheck('security_policy', 'my', 'SECURITY_SAFESETID', 'y')]
482     loadpin_is_set = KconfigCheck('security_policy', 'my', 'SECURITY_LOADPIN', 'y')
483     l += [loadpin_is_set] # needs userspace support
484     l += [AND(KconfigCheck('security_policy', 'my', 'SECURITY_LOADPIN_ENFORCE', 'y'),
485               loadpin_is_set)]
486
487     # 'cut_attack_surface', 'defconfig'
488     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'defconfig', 'SECCOMP', 'y')]
489     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'defconfig', 'SECCOMP_FILTER', 'y')]
490     if arch in ('X86_64', 'ARM64', 'X86_32'):
491         l += [OR(KconfigCheck('cut_attack_surface', 'defconfig', 'STRICT_DEVMEM', 'y'),
492                  devmem_not_set)] # refers to LOCKDOWN
493
494     # 'cut_attack_surface', 'kspp'
495     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'ACPI_CUSTOM_METHOD', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
496     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'COMPAT_BRK', 'is not set')]
497     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'DEVKMEM', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
498     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'COMPAT_VDSO', 'is not set')]
499     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'BINFMT_MISC', 'is not set')]
500     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'INET_DIAG', 'is not set')]
501     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'KEXEC', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
502     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'PROC_KCORE', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
503     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'LEGACY_PTYS', 'is not set')]
504     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'HIBERNATION', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
505     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'IA32_EMULATION', 'is not set')]
506     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'X86_X32', 'is not set')]
507     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'MODIFY_LDT_SYSCALL', 'is not set')]
508     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'OABI_COMPAT', 'is not set')]
509     l += [modules_not_set]
510     l += [devmem_not_set]
511     l += [OR(KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'IO_STRICT_DEVMEM', 'y'),
512              devmem_not_set)] # refers to LOCKDOWN
513     if arch == 'ARM':
514         l += [OR(KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'STRICT_DEVMEM', 'y'),
515                  devmem_not_set)] # refers to LOCKDOWN
516     if arch == 'X86_64':
517         l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'LEGACY_VSYSCALL_NONE', 'y')] # 'vsyscall=none'
518
519     # 'cut_attack_surface', 'grsec'
520     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'ZSMALLOC_STAT', 'is not set')]
521     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'PAGE_OWNER', 'is not set')]
522     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'DEBUG_KMEMLEAK', 'is not set')]
523     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'BINFMT_AOUT', 'is not set')]
524     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'KPROBE_EVENTS', 'is not set')]
525     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'UPROBE_EVENTS', 'is not set')]
526     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'GENERIC_TRACER', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
527     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'FUNCTION_TRACER', 'is not set')]
528     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'STACK_TRACER', 'is not set')]
529     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'HIST_TRIGGERS', 'is not set')]
530     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'BLK_DEV_IO_TRACE', 'is not set')]
531     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'PROC_VMCORE', 'is not set')]
532     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'PROC_PAGE_MONITOR', 'is not set')]
533     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'USELIB', 'is not set')]
534     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'CHECKPOINT_RESTORE', 'is not set')]
535     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'USERFAULTFD', 'is not set')]
536     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'HWPOISON_INJECT', 'is not set')]
537     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'MEM_SOFT_DIRTY', 'is not set')]
538     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'DEVPORT', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
539     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'DEBUG_FS', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
540     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'NOTIFIER_ERROR_INJECTION', 'is not set')]
541     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'FAIL_FUTEX', 'is not set')]
542     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'PUNIT_ATOM_DEBUG', 'is not set')]
543     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'ACPI_CONFIGFS', 'is not set')]
544     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'EDAC_DEBUG', 'is not set')]
545     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'DRM_I915_DEBUG', 'is not set')]
546     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'BCACHE_CLOSURES_DEBUG', 'is not set')]
547     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'DVB_C8SECTPFE', 'is not set')]
548     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'MTD_SLRAM', 'is not set')]
549     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'MTD_PHRAM', 'is not set')]
550     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'IO_URING', 'is not set')]
551     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'KCMP', 'is not set')]
552     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'RSEQ', 'is not set')]
553     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'LATENCYTOP', 'is not set')]
554     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'KCOV', 'is not set')]
555     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'PROVIDE_OHCI1394_DMA_INIT', 'is not set')]
556     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'SUNRPC_DEBUG', 'is not set')]
557     l += [AND(KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'PTDUMP_DEBUGFS', 'is not set'),
558               KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'X86_PTDUMP', 'is not set'))]
559
560     # 'cut_attack_surface', 'maintainer'
561     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'maintainer', 'DRM_LEGACY', 'is not set')] # recommended by Daniel Vetter in /issues/38
562     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'maintainer', 'FB', 'is not set')] # recommended by Daniel Vetter in /issues/38
563     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'maintainer', 'VT', 'is not set')] # recommended by Daniel Vetter in /issues/38
564     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'maintainer', 'BLK_DEV_FD', 'is not set')] # recommended by Denis Efremov in /pull/54
565
566     # 'cut_attack_surface', 'grapheneos'
567     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grapheneos', 'AIO', 'is not set')]
568
569     # 'cut_attack_surface', 'clipos'
570     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'STAGING', 'is not set')]
571     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'KSM', 'is not set')] # to prevent FLUSH+RELOAD attack
572 #   l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'IKCONFIG', 'is not set')] # no, IKCONFIG is needed for this check :)
573     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'KALLSYMS', 'is not set')]
574     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'X86_VSYSCALL_EMULATION', 'is not set')]
575     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'MAGIC_SYSRQ', 'is not set')]
576     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'KEXEC_FILE', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN (permissive)
577     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'USER_NS', 'is not set')] # user.max_user_namespaces=0
578     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'X86_MSR', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
579     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'X86_CPUID', 'is not set')]
580     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'X86_IOPL_IOPERM', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
581     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'ACPI_TABLE_UPGRADE', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
582     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'EFI_CUSTOM_SSDT_OVERLAYS', 'is not set')]
583     l += [AND(KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'LDISC_AUTOLOAD', 'is not set'),
584               PresenceCheck('LDISC_AUTOLOAD', 'kconfig'))]
585     if arch in ('X86_64', 'X86_32'):
586         l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'X86_INTEL_TSX_MODE_OFF', 'y')] # tsx=off
587
588     # 'cut_attack_surface', 'lockdown'
589     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'lockdown', 'EFI_TEST', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
590     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'lockdown', 'BPF_SYSCALL', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
591     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'lockdown', 'MMIOTRACE_TEST', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
592     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'lockdown', 'KPROBES', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
593
594     # 'cut_attack_surface', 'my'
595     l += [OR(KconfigCheck('cut_attack_surface', 'my', 'TRIM_UNUSED_KSYMS', 'y'),
596              modules_not_set)]
597     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'my', 'MMIOTRACE', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN (permissive)
598     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'my', 'LIVEPATCH', 'is not set')]
599     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'my', 'IP_DCCP', 'is not set')]
600     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'my', 'IP_SCTP', 'is not set')]
601     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'my', 'FTRACE', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
602     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'my', 'VIDEO_VIVID', 'is not set')]
603     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'my', 'INPUT_EVBUG', 'is not set')] # Can be used as a keylogger
604
605     # 'harden_userspace'
606     if arch in ('X86_64', 'ARM64', 'X86_32'):
607         l += [KconfigCheck('harden_userspace', 'defconfig', 'INTEGRITY', 'y')]
608     if arch == 'ARM':
609         l += [KconfigCheck('harden_userspace', 'my', 'INTEGRITY', 'y')]
610     if arch == 'ARM64':
611         l += [KconfigCheck('harden_userspace', 'defconfig', 'ARM64_MTE', 'y')]
612     if arch in ('ARM', 'X86_32'):
613         l += [KconfigCheck('harden_userspace', 'defconfig', 'VMSPLIT_3G', 'y')]
614     if arch in ('X86_64', 'ARM64'):
615         l += [KconfigCheck('harden_userspace', 'clipos', 'ARCH_MMAP_RND_BITS', '32')]
616     if arch in ('X86_32', 'ARM'):
617         l += [KconfigCheck('harden_userspace', 'my', 'ARCH_MMAP_RND_BITS', '16')]
618
619 #   l += [KconfigCheck('feature_test', 'my', 'LKDTM', 'm')] # only for debugging!
620
621
622 def print_unknown_options(checklist, parsed_options):
623     known_options = []
624
625     for o1 in checklist:
626         if not hasattr(o1, 'opts'):
627             known_options.append(o1.name)
628             continue
629         for o2 in o1.opts:
630             if not hasattr(o2, 'opts'):
631                 if hasattr(o2, 'name'):
632                     known_options.append(o2.name)
633                 continue
634             for o3 in o2.opts:
635                 if hasattr(o3, 'opts'):
636                     sys.exit('[!] ERROR: unexpected ComplexOptCheck inside {}'.format(o2.name))
637                 if hasattr(o3, 'name'):
638                     known_options.append(o3.name)
639
640     for option, value in parsed_options.items():
641         if option not in known_options:
642             print('[?] No check for option {} ({})'.format(option, value))
643
644
645 def print_checklist(mode, checklist, with_results):
646     if mode == 'json':
647         opts = []
648         for o in checklist:
649             opt = [o.name, o.type, o.expected, o.decision, o.reason]
650             if with_results:
651                 opt.append(o.result)
652             opts.append(opt)
653         print(json.dumps(opts))
654         return
655
656     # table header
657     sep_line_len = 91
658     if with_results:
659         sep_line_len += 30
660     print('=' * sep_line_len)
661     print('{:^40}|{:^7}|{:^12}|{:^10}|{:^18}'.format('option name', 'type', 'desired val', 'decision', 'reason'), end='')
662     if with_results:
663         print('| {}'.format('check result'), end='')
664     print()
665     print('=' * sep_line_len)
666
667     # table contents
668     for opt in checklist:
669         if with_results:
670             if mode == 'show_ok':
671                 if not opt.result.startswith('OK'):
672                     continue
673             if mode == 'show_fail':
674                 if not opt.result.startswith('FAIL'):
675                     continue
676         opt.table_print(mode, with_results)
677         print()
678         if mode == 'verbose':
679             print('-' * sep_line_len)
680     print()
681
682     # final score
683     if with_results:
684         fail_count = len(list(filter(lambda opt: opt.result.startswith('FAIL'), checklist)))
685         fail_suppressed = ''
686         ok_count = len(list(filter(lambda opt: opt.result.startswith('OK'), checklist)))
687         ok_suppressed = ''
688         if mode == 'show_ok':
689             fail_suppressed = ' (suppressed in output)'
690         if mode == 'show_fail':
691             ok_suppressed = ' (suppressed in output)'
692         if mode != 'json':
693             print('[+] Config check is finished: \'OK\' - {}{} / \'FAIL\' - {}{}'.format(ok_count, ok_suppressed, fail_count, fail_suppressed))
694
695
696 def populate_opt_with_data(opt, parsed_options, kernel_version):
697     if hasattr(opt, 'opts'):
698         # prepare ComplexOptCheck
699         for o in opt.opts:
700             if hasattr(o, 'opts'):
701                 # Recursion for nested ComplexOptChecks
702                 populate_opt_with_data(o, parsed_options, kernel_version)
703             if hasattr(o, 'state'):
704                 o.state = parsed_options.get(o.name, None)
705             if hasattr(o, 'ver'):
706                 o.ver = kernel_version
707     else:
708         # prepare simple check, opt.state is mandatory
709         if not hasattr(opt, 'state'):
710             sys.exit('[!] ERROR: bad simple check {}'.format(vars(opt)))
711         opt.state = parsed_options.get(opt.name, None)
712
713
714 def populate_with_data(checklist, parsed_options, kernel_version):
715     for opt in checklist:
716         populate_opt_with_data(opt, parsed_options, kernel_version)
717
718
719 def perform_checks(checklist):
720     for opt in checklist:
721         opt.check()
722
723
724 def parse_kconfig_file(parsed_options, fname):
725     with open(fname, 'r') as f:
726         opt_is_on = re.compile("CONFIG_[a-zA-Z0-9_]*=[a-zA-Z0-9_\"]*")
727         opt_is_off = re.compile("# CONFIG_[a-zA-Z0-9_]* is not set")
728
729         for line in f.readlines():
730             line = line.strip()
731             option = None
732             value = None
733
734             if opt_is_on.match(line):
735                 option, value = line.split('=', 1)
736             elif opt_is_off.match(line):
737                 option, value = line[2:].split(' ', 1)
738                 if value != 'is not set':
739                     sys.exit('[!] ERROR: bad disabled kconfig option "{}"'.format(line))
740
741             if option in parsed_options:
742                 sys.exit('[!] ERROR: kconfig option "{}" exists multiple times'.format(line))
743
744             if option:
745                 parsed_options[option] = value
746
747         return parsed_options
748
749
750 def main():
751     # Report modes:
752     #   * verbose mode for
753     #     - reporting about unknown kernel options in the kconfig
754     #     - verbose printing of ComplexOptCheck items
755     #   * json mode for printing the results in JSON format
756     report_modes = ['verbose', 'json', 'show_ok', 'show_fail']
757     supported_archs = ['X86_64', 'X86_32', 'ARM64', 'ARM']
758     parser = ArgumentParser(prog='kconfig-hardened-check',
759                             description='A tool for checking the security hardening options of the Linux kernel')
760     parser.add_argument('--version', action='version', version='%(prog)s ' + __version__)
761     parser.add_argument('-p', '--print', choices=supported_archs,
762                         help='print security hardening preferences for the selected architecture')
763     parser.add_argument('-c', '--config',
764                         help='check the kernel kconfig file against these preferences')
765     parser.add_argument('-m', '--mode', choices=report_modes,
766                         help='choose the report mode')
767     args = parser.parse_args()
768
769     mode = None
770     if args.mode:
771         mode = args.mode
772         if mode != 'json':
773             print('[+] Special report mode: {}'.format(mode))
774
775     config_checklist = []
776
777     if args.config:
778         if mode != 'json':
779             print('[+] Kconfig file to check: {}'.format(args.config))
780
781         arch, msg = detect_arch(args.config, supported_archs)
782         if not arch:
783             sys.exit('[!] ERROR: {}'.format(msg))
784         if mode != 'json':
785             print('[+] Detected architecture: {}'.format(arch))
786
787         kernel_version, msg = detect_version(args.config)
788         if not kernel_version:
789             sys.exit('[!] ERROR: {}'.format(msg))
790         if mode != 'json':
791             print('[+] Detected kernel version: {}.{}'.format(kernel_version[0], kernel_version[1]))
792
793         # add relevant kconfig checks to the checklist
794         add_kconfig_checks(config_checklist, arch)
795
796         # populate the checklist with the parsed kconfig data
797         parsed_kconfig_options = OrderedDict()
798         parse_kconfig_file(parsed_kconfig_options, args.config)
799         populate_with_data(config_checklist, parsed_kconfig_options, kernel_version)
800
801         # now everything is ready for performing the checks
802         perform_checks(config_checklist)
803
804         # finally print the results
805         if mode == 'verbose':
806             print_unknown_options(config_checklist, parsed_kconfig_options)
807         print_checklist(mode, config_checklist, True)
808
809         sys.exit(0)
810
811     if args.print:
812         if mode in ('show_ok', 'show_fail'):
813             sys.exit('[!] ERROR: wrong mode "{}" for --print'.format(mode))
814         arch = args.print
815         add_kconfig_checks(config_checklist, arch)
816         if mode != 'json':
817             print('[+] Printing kernel security hardening preferences for {}...'.format(arch))
818         print_checklist(mode, config_checklist, False)
819         sys.exit(0)
820
821     parser.print_help()
822     sys.exit(0)
823
824 if __name__ == '__main__':
825     main()