GNU Linux-libre 6.9-gnu
[releases.git] / security / integrity / evm / evm_crypto.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Copyright (C) 2005-2010 IBM Corporation
4  *
5  * Authors:
6  * Mimi Zohar <zohar@us.ibm.com>
7  * Kylene Hall <kjhall@us.ibm.com>
8  *
9  * File: evm_crypto.c
10  *       Using root's kernel master key (kmk), calculate the HMAC
11  */
12
13 #define pr_fmt(fmt) "EVM: "fmt
14
15 #include <linux/export.h>
16 #include <linux/crypto.h>
17 #include <linux/xattr.h>
18 #include <linux/evm.h>
19 #include <keys/encrypted-type.h>
20 #include <crypto/hash.h>
21 #include <crypto/hash_info.h>
22 #include "evm.h"
23
24 #define EVMKEY "evm-key"
25 #define MAX_KEY_SIZE 128
26 static unsigned char evmkey[MAX_KEY_SIZE];
27 static const int evmkey_len = MAX_KEY_SIZE;
28
29 static struct crypto_shash *hmac_tfm;
30 static struct crypto_shash *evm_tfm[HASH_ALGO__LAST];
31
32 static DEFINE_MUTEX(mutex);
33
34 #define EVM_SET_KEY_BUSY 0
35
36 static unsigned long evm_set_key_flags;
37
38 static const char evm_hmac[] = "hmac(sha1)";
39
40 /**
41  * evm_set_key() - set EVM HMAC key from the kernel
42  * @key: pointer to a buffer with the key data
43  * @keylen: length of the key data
44  *
45  * This function allows setting the EVM HMAC key from the kernel
46  * without using the "encrypted" key subsystem keys. It can be used
47  * by the crypto HW kernel module which has its own way of managing
48  * keys.
49  *
50  * key length should be between 32 and 128 bytes long
51  */
52 int evm_set_key(void *key, size_t keylen)
53 {
54         int rc;
55
56         rc = -EBUSY;
57         if (test_and_set_bit(EVM_SET_KEY_BUSY, &evm_set_key_flags))
58                 goto busy;
59         rc = -EINVAL;
60         if (keylen > MAX_KEY_SIZE)
61                 goto inval;
62         memcpy(evmkey, key, keylen);
63         evm_initialized |= EVM_INIT_HMAC;
64         pr_info("key initialized\n");
65         return 0;
66 inval:
67         clear_bit(EVM_SET_KEY_BUSY, &evm_set_key_flags);
68 busy:
69         pr_err("key initialization failed\n");
70         return rc;
71 }
72 EXPORT_SYMBOL_GPL(evm_set_key);
73
74 static struct shash_desc *init_desc(char type, uint8_t hash_algo)
75 {
76         long rc;
77         const char *algo;
78         struct crypto_shash **tfm, *tmp_tfm;
79         struct shash_desc *desc;
80
81         if (type == EVM_XATTR_HMAC) {
82                 if (!(evm_initialized & EVM_INIT_HMAC)) {
83                         pr_err_once("HMAC key is not set\n");
84                         return ERR_PTR(-ENOKEY);
85                 }
86                 tfm = &hmac_tfm;
87                 algo = evm_hmac;
88         } else {
89                 if (hash_algo >= HASH_ALGO__LAST)
90                         return ERR_PTR(-EINVAL);
91
92                 tfm = &evm_tfm[hash_algo];
93                 algo = hash_algo_name[hash_algo];
94         }
95
96         if (*tfm)
97                 goto alloc;
98         mutex_lock(&mutex);
99         if (*tfm)
100                 goto unlock;
101
102         tmp_tfm = crypto_alloc_shash(algo, 0, CRYPTO_NOLOAD);
103         if (IS_ERR(tmp_tfm)) {
104                 pr_err("Can not allocate %s (reason: %ld)\n", algo,
105                        PTR_ERR(tmp_tfm));
106                 mutex_unlock(&mutex);
107                 return ERR_CAST(tmp_tfm);
108         }
109         if (type == EVM_XATTR_HMAC) {
110                 rc = crypto_shash_setkey(tmp_tfm, evmkey, evmkey_len);
111                 if (rc) {
112                         crypto_free_shash(tmp_tfm);
113                         mutex_unlock(&mutex);
114                         return ERR_PTR(rc);
115                 }
116         }
117         *tfm = tmp_tfm;
118 unlock:
119         mutex_unlock(&mutex);
120 alloc:
121         desc = kmalloc(sizeof(*desc) + crypto_shash_descsize(*tfm),
122                         GFP_KERNEL);
123         if (!desc)
124                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
125
126         desc->tfm = *tfm;
127
128         rc = crypto_shash_init(desc);
129         if (rc) {
130                 kfree(desc);
131                 return ERR_PTR(rc);
132         }
133         return desc;
134 }
135
136 /* Protect against 'cutting & pasting' security.evm xattr, include inode
137  * specific info.
138  *
139  * (Additional directory/file metadata needs to be added for more complete
140  * protection.)
141  */
142 static void hmac_add_misc(struct shash_desc *desc, struct inode *inode,
143                           char type, char *digest)
144 {
145         struct h_misc {
146                 unsigned long ino;
147                 __u32 generation;
148                 uid_t uid;
149                 gid_t gid;
150                 umode_t mode;
151         } hmac_misc;
152
153         memset(&hmac_misc, 0, sizeof(hmac_misc));
154         /* Don't include the inode or generation number in portable
155          * signatures
156          */
157         if (type != EVM_XATTR_PORTABLE_DIGSIG) {
158                 hmac_misc.ino = inode->i_ino;
159                 hmac_misc.generation = inode->i_generation;
160         }
161         /* The hmac uid and gid must be encoded in the initial user
162          * namespace (not the filesystems user namespace) as encoding
163          * them in the filesystems user namespace allows an attack
164          * where first they are written in an unprivileged fuse mount
165          * of a filesystem and then the system is tricked to mount the
166          * filesystem for real on next boot and trust it because
167          * everything is signed.
168          */
169         hmac_misc.uid = from_kuid(&init_user_ns, inode->i_uid);
170         hmac_misc.gid = from_kgid(&init_user_ns, inode->i_gid);
171         hmac_misc.mode = inode->i_mode;
172         crypto_shash_update(desc, (const u8 *)&hmac_misc, sizeof(hmac_misc));
173         if ((evm_hmac_attrs & EVM_ATTR_FSUUID) &&
174             type != EVM_XATTR_PORTABLE_DIGSIG)
175                 crypto_shash_update(desc, (u8 *)&inode->i_sb->s_uuid, UUID_SIZE);
176         crypto_shash_final(desc, digest);
177
178         pr_debug("hmac_misc: (%zu) [%*phN]\n", sizeof(struct h_misc),
179                  (int)sizeof(struct h_misc), &hmac_misc);
180 }
181
182 /*
183  * Dump large security xattr values as a continuous ascii hexademical string.
184  * (pr_debug is limited to 64 bytes.)
185  */
186 static void dump_security_xattr_l(const char *prefix, const void *src,
187                                   size_t count)
188 {
189 #if defined(DEBUG) || defined(CONFIG_DYNAMIC_DEBUG)
190         char *asciihex, *p;
191
192         p = asciihex = kmalloc(count * 2 + 1, GFP_KERNEL);
193         if (!asciihex)
194                 return;
195
196         p = bin2hex(p, src, count);
197         *p = 0;
198         pr_debug("%s: (%zu) %.*s\n", prefix, count, (int)count * 2, asciihex);
199         kfree(asciihex);
200 #endif
201 }
202
203 static void dump_security_xattr(const char *name, const char *value,
204                                 size_t value_len)
205 {
206         if (value_len < 64)
207                 pr_debug("%s: (%zu) [%*phN]\n", name, value_len,
208                          (int)value_len, value);
209         else
210                 dump_security_xattr_l(name, value, value_len);
211 }
212
213 /*
214  * Calculate the HMAC value across the set of protected security xattrs.
215  *
216  * Instead of retrieving the requested xattr, for performance, calculate
217  * the hmac using the requested xattr value. Don't alloc/free memory for
218  * each xattr, but attempt to re-use the previously allocated memory.
219  */
220 static int evm_calc_hmac_or_hash(struct dentry *dentry,
221                                  const char *req_xattr_name,
222                                  const char *req_xattr_value,
223                                  size_t req_xattr_value_len,
224                                  uint8_t type, struct evm_digest *data)
225 {
226         struct inode *inode = d_backing_inode(dentry);
227         struct xattr_list *xattr;
228         struct shash_desc *desc;
229         size_t xattr_size = 0;
230         char *xattr_value = NULL;
231         int error;
232         int size, user_space_size;
233         bool ima_present = false;
234
235         if (!(inode->i_opflags & IOP_XATTR) ||
236             inode->i_sb->s_user_ns != &init_user_ns)
237                 return -EOPNOTSUPP;
238
239         desc = init_desc(type, data->hdr.algo);
240         if (IS_ERR(desc))
241                 return PTR_ERR(desc);
242
243         data->hdr.length = crypto_shash_digestsize(desc->tfm);
244
245         error = -ENODATA;
246         list_for_each_entry_lockless(xattr, &evm_config_xattrnames, list) {
247                 bool is_ima = false;
248
249                 if (strcmp(xattr->name, XATTR_NAME_IMA) == 0)
250                         is_ima = true;
251
252                 /*
253                  * Skip non-enabled xattrs for locally calculated
254                  * signatures/HMACs.
255                  */
256                 if (type != EVM_XATTR_PORTABLE_DIGSIG && !xattr->enabled)
257                         continue;
258
259                 if ((req_xattr_name && req_xattr_value)
260                     && !strcmp(xattr->name, req_xattr_name)) {
261                         error = 0;
262                         crypto_shash_update(desc, (const u8 *)req_xattr_value,
263                                              req_xattr_value_len);
264                         if (is_ima)
265                                 ima_present = true;
266
267                         dump_security_xattr(req_xattr_name,
268                                             req_xattr_value,
269                                             req_xattr_value_len);
270                         continue;
271                 }
272                 size = vfs_getxattr_alloc(&nop_mnt_idmap, dentry, xattr->name,
273                                           &xattr_value, xattr_size, GFP_NOFS);
274                 if (size == -ENOMEM) {
275                         error = -ENOMEM;
276                         goto out;
277                 }
278                 if (size < 0)
279                         continue;
280
281                 user_space_size = vfs_getxattr(&nop_mnt_idmap, dentry,
282                                                xattr->name, NULL, 0);
283                 if (user_space_size != size)
284                         pr_debug("file %s: xattr %s size mismatch (kernel: %d, user: %d)\n",
285                                  dentry->d_name.name, xattr->name, size,
286                                  user_space_size);
287                 error = 0;
288                 xattr_size = size;
289                 crypto_shash_update(desc, (const u8 *)xattr_value, xattr_size);
290                 if (is_ima)
291                         ima_present = true;
292
293                 dump_security_xattr(xattr->name, xattr_value, xattr_size);
294         }
295         hmac_add_misc(desc, inode, type, data->digest);
296
297         /* Portable EVM signatures must include an IMA hash */
298         if (type == EVM_XATTR_PORTABLE_DIGSIG && !ima_present)
299                 error = -EPERM;
300 out:
301         kfree(xattr_value);
302         kfree(desc);
303         return error;
304 }
305
306 int evm_calc_hmac(struct dentry *dentry, const char *req_xattr_name,
307                   const char *req_xattr_value, size_t req_xattr_value_len,
308                   struct evm_digest *data)
309 {
310         return evm_calc_hmac_or_hash(dentry, req_xattr_name, req_xattr_value,
311                                     req_xattr_value_len, EVM_XATTR_HMAC, data);
312 }
313
314 int evm_calc_hash(struct dentry *dentry, const char *req_xattr_name,
315                   const char *req_xattr_value, size_t req_xattr_value_len,
316                   char type, struct evm_digest *data)
317 {
318         return evm_calc_hmac_or_hash(dentry, req_xattr_name, req_xattr_value,
319                                      req_xattr_value_len, type, data);
320 }
321
322 static int evm_is_immutable(struct dentry *dentry, struct inode *inode)
323 {
324         const struct evm_ima_xattr_data *xattr_data = NULL;
325         struct evm_iint_cache *iint;
326         int rc = 0;
327
328         iint = evm_iint_inode(inode);
329         if (iint && (iint->flags & EVM_IMMUTABLE_DIGSIG))
330                 return 1;
331
332         /* Do this the hard way */
333         rc = vfs_getxattr_alloc(&nop_mnt_idmap, dentry, XATTR_NAME_EVM,
334                                 (char **)&xattr_data, 0, GFP_NOFS);
335         if (rc <= 0) {
336                 if (rc == -ENODATA)
337                         rc = 0;
338                 goto out;
339         }
340         if (xattr_data->type == EVM_XATTR_PORTABLE_DIGSIG)
341                 rc = 1;
342         else
343                 rc = 0;
344
345 out:
346         kfree(xattr_data);
347         return rc;
348 }
349
350
351 /*
352  * Calculate the hmac and update security.evm xattr
353  *
354  * Expects to be called with i_mutex locked.
355  */
356 int evm_update_evmxattr(struct dentry *dentry, const char *xattr_name,
357                         const char *xattr_value, size_t xattr_value_len)
358 {
359         struct inode *inode = d_backing_inode(dentry);
360         struct evm_digest data;
361         int rc = 0;
362
363         /*
364          * Don't permit any transformation of the EVM xattr if the signature
365          * is of an immutable type
366          */
367         rc = evm_is_immutable(dentry, inode);
368         if (rc < 0)
369                 return rc;
370         if (rc)
371                 return -EPERM;
372
373         data.hdr.algo = HASH_ALGO_SHA1;
374         rc = evm_calc_hmac(dentry, xattr_name, xattr_value,
375                            xattr_value_len, &data);
376         if (rc == 0) {
377                 data.hdr.xattr.sha1.type = EVM_XATTR_HMAC;
378                 rc = __vfs_setxattr_noperm(&nop_mnt_idmap, dentry,
379                                            XATTR_NAME_EVM,
380                                            &data.hdr.xattr.data[1],
381                                            SHA1_DIGEST_SIZE + 1, 0);
382         } else if (rc == -ENODATA && (inode->i_opflags & IOP_XATTR)) {
383                 rc = __vfs_removexattr(&nop_mnt_idmap, dentry, XATTR_NAME_EVM);
384         }
385         return rc;
386 }
387
388 int evm_init_hmac(struct inode *inode, const struct xattr *xattrs,
389                   char *hmac_val)
390 {
391         struct shash_desc *desc;
392         const struct xattr *xattr;
393
394         desc = init_desc(EVM_XATTR_HMAC, HASH_ALGO_SHA1);
395         if (IS_ERR(desc)) {
396                 pr_info("init_desc failed\n");
397                 return PTR_ERR(desc);
398         }
399
400         for (xattr = xattrs; xattr->name; xattr++) {
401                 if (!evm_protected_xattr(xattr->name))
402                         continue;
403
404                 crypto_shash_update(desc, xattr->value, xattr->value_len);
405         }
406
407         hmac_add_misc(desc, inode, EVM_XATTR_HMAC, hmac_val);
408         kfree(desc);
409         return 0;
410 }
411
412 /*
413  * Get the key from the TPM for the SHA1-HMAC
414  */
415 int evm_init_key(void)
416 {
417         struct key *evm_key;
418         struct encrypted_key_payload *ekp;
419         int rc;
420
421         evm_key = request_key(&key_type_encrypted, EVMKEY, NULL);
422         if (IS_ERR(evm_key))
423                 return -ENOENT;
424
425         down_read(&evm_key->sem);
426         ekp = evm_key->payload.data[0];
427
428         rc = evm_set_key(ekp->decrypted_data, ekp->decrypted_datalen);
429
430         /* burn the original key contents */
431         memset(ekp->decrypted_data, 0, ekp->decrypted_datalen);
432         up_read(&evm_key->sem);
433         key_put(evm_key);
434         return rc;
435 }