security/integrity/evm/evm_main.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2005-2010 IBM Corporation
   3  *
   4  * Author:
   5  * Mimi Zohar <zohar@us.ibm.com>
   6  * Kylene Hall <kjhall@us.ibm.com>
   7  *
   8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   9  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  10  * the Free Software Foundation, version 2 of the License.
  11  *
  12  * File: evm_main.c
  13  *      implements evm_inode_setxattr, evm_inode_post_setxattr,
  14  *      evm_inode_removexattr, and evm_verifyxattr
  15  */
  16
  17 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
  18
  19 #include <linux/module.h>
  20 #include <linux/crypto.h>
  21 #include <linux/audit.h>
  22 #include <linux/xattr.h>
  23 #include <linux/integrity.h>
  24 #include <linux/evm.h>
  25 #include <linux/magic.h>
  26
  27 #include <crypto/hash.h>
  28 #include <crypto/algapi.h>
  29 #include "evm.h"
  30
  31 int evm_initialized;
  32
  33 static char *integrity_status_msg[] = {
  34         "pass", "pass_immutable", "fail", "no_label", "no_xattrs", "unknown"
  35 };
  36 char *evm_hmac = "hmac(sha1)";
  37 char *evm_hash = "sha1";
  38 int evm_hmac_attrs;
  39
  40 char *evm_config_xattrnames[] = {
  41 #ifdef CONFIG_SECURITY_SELINUX
  42         XATTR_NAME_SELINUX,
  43 #endif
  44 #ifdef CONFIG_SECURITY_SMACK
  45         XATTR_NAME_SMACK,
  46 #ifdef CONFIG_EVM_EXTRA_SMACK_XATTRS
  47         XATTR_NAME_SMACKEXEC,
  48         XATTR_NAME_SMACKTRANSMUTE,
  49         XATTR_NAME_SMACKMMAP,
  50 #endif
  51 #endif
  52 #ifdef CONFIG_IMA_APPRAISE
  53         XATTR_NAME_IMA,
  54 #endif
  55         XATTR_NAME_CAPS,
  56         NULL
  57 };
  58
  59 static int evm_fixmode __ro_after_init;
  60 static int __init evm_set_fixmode(char *str)
  61 {
  62         if (strncmp(str, "fix", 3) == 0)
  63                 evm_fixmode = 1;
  64         return 0;
  65 }
  66 __setup("evm=", evm_set_fixmode);
  67
  68 static void __init evm_init_config(void)
  69 {
  70 #ifdef CONFIG_EVM_ATTR_FSUUID
  71         evm_hmac_attrs |= EVM_ATTR_FSUUID;
  72 #endif
  73         pr_info("HMAC attrs: 0x%x\n", evm_hmac_attrs);
  74 }
  75
  76 static int evm_find_protected_xattrs(struct dentry *dentry)
  77 {
  78         struct inode *inode = d_backing_inode(dentry);
  79         char **xattr;
  80         int error;
  81         int count = 0;
  82
  83         if (!(inode->i_opflags & IOP_XATTR))
  84                 return -EOPNOTSUPP;
  85
  86         for (xattr = evm_config_xattrnames; *xattr != NULL; xattr++) {
  87                 error = __vfs_getxattr(dentry, inode, *xattr, NULL, 0);
  88                 if (error < 0) {
  89                         if (error == -ENODATA)
  90                                 continue;
  91                         return error;
  92                 }
  93                 count++;
  94         }
  95
  96         return count;
  97 }
  98
  99 /*
 100  * evm_verify_hmac - calculate and compare the HMAC with the EVM xattr
 101  *
 102  * Compute the HMAC on the dentry's protected set of extended attributes
 103  * and compare it against the stored security.evm xattr.
 104  *
 105  * For performance:
 106  * - use the previoulsy retrieved xattr value and length to calculate the
 107  *   HMAC.)
 108  * - cache the verification result in the iint, when available.
 109  *
 110  * Returns integrity status
 111  */
 112 static enum integrity_status evm_verify_hmac(struct dentry *dentry,
 113                                              const char *xattr_name,
 114                                              char *xattr_value,
 115                                              size_t xattr_value_len,
 116                                              struct integrity_iint_cache *iint)
 117 {
 118         struct evm_ima_xattr_data *xattr_data = NULL;
 119         struct evm_ima_xattr_data calc;
 120         enum integrity_status evm_status = INTEGRITY_PASS;
 121         int rc, xattr_len;
 122
 123         if (iint && (iint->evm_status == INTEGRITY_PASS ||
 124                      iint->evm_status == INTEGRITY_PASS_IMMUTABLE))
 125                 return iint->evm_status;
 126
 127         /* if status is not PASS, try to check again - against -ENOMEM */
 128
 129         /* first need to know the sig type */
 130         rc = vfs_getxattr_alloc(dentry, XATTR_NAME_EVM, (char **)&xattr_data, 0,
 131                                 GFP_NOFS);
 132         if (rc <= 0) {
 133                 evm_status = INTEGRITY_FAIL;
 134                 if (rc == -ENODATA) {
 135                         rc = evm_find_protected_xattrs(dentry);
 136                         if (rc > 0)
 137                                 evm_status = INTEGRITY_NOLABEL;
 138                         else if (rc == 0)
 139                                 evm_status = INTEGRITY_NOXATTRS; /* new file */
 140                 } else if (rc == -EOPNOTSUPP) {
 141                         evm_status = INTEGRITY_UNKNOWN;
 142                 }
 143                 goto out;
 144         }
 145
 146         xattr_len = rc;
 147
 148         /* check value type */
 149         switch (xattr_data->type) {
 150         case EVM_XATTR_HMAC:
 151                 if (xattr_len != sizeof(struct evm_ima_xattr_data)) {
 152                         evm_status = INTEGRITY_FAIL;
 153                         goto out;
 154                 }
 155                 rc = evm_calc_hmac(dentry, xattr_name, xattr_value,
 156                                    xattr_value_len, calc.digest);
 157                 if (rc)
 158                         break;
 159                 rc = crypto_memneq(xattr_data->digest, calc.digest,
 160                             sizeof(calc.digest));
 161                 if (rc)
 162                         rc = -EINVAL;
 163                 break;
 164         case EVM_IMA_XATTR_DIGSIG:
 165         case EVM_XATTR_PORTABLE_DIGSIG:
 166                 rc = evm_calc_hash(dentry, xattr_name, xattr_value,
 167                                    xattr_value_len, xattr_data->type,
 168                                    calc.digest);
 169                 if (rc)
 170                         break;
 171                 rc = integrity_digsig_verify(INTEGRITY_KEYRING_EVM,
 172                                         (const char *)xattr_data, xattr_len,
 173                                         calc.digest, sizeof(calc.digest));
 174                 if (!rc) {
 175                         if (xattr_data->type == EVM_XATTR_PORTABLE_DIGSIG) {
 176                                 if (iint)
 177                                         iint->flags |= EVM_IMMUTABLE_DIGSIG;
 178                                 evm_status = INTEGRITY_PASS_IMMUTABLE;
 179                         } else if (!IS_RDONLY(d_backing_inode(dentry)) &&
 180                                    !IS_IMMUTABLE(d_backing_inode(dentry))) {
 181                                 evm_update_evmxattr(dentry, xattr_name,
 182                                                     xattr_value,
 183                                                     xattr_value_len);
 184                         }
 185                 }
 186                 break;
 187         default:
 188                 rc = -EINVAL;
 189                 break;
 190         }
 191
 192         if (rc)
 193                 evm_status = (rc == -ENODATA) ?
 194                                 INTEGRITY_NOXATTRS : INTEGRITY_FAIL;
 195 out:
 196         if (iint)
 197                 iint->evm_status = evm_status;
 198         kfree(xattr_data);
 199         return evm_status;
 200 }
 201
 202 static int evm_protected_xattr(const char *req_xattr_name)
 203 {
 204         char **xattrname;
 205         int namelen;
 206         int found = 0;
 207
 208         namelen = strlen(req_xattr_name);
 209         for (xattrname = evm_config_xattrnames; *xattrname != NULL; xattrname++) {
 210                 if ((strlen(*xattrname) == namelen)
 211                     && (strncmp(req_xattr_name, *xattrname, namelen) == 0)) {
 212                         found = 1;
 213                         break;
 214                 }
 215                 if (strncmp(req_xattr_name,
 216                             *xattrname + XATTR_SECURITY_PREFIX_LEN,
 217                             strlen(req_xattr_name)) == 0) {
 218                         found = 1;
 219                         break;
 220                 }
 221         }
 222         return found;
 223 }
 224
 225 /**
 226  * evm_verifyxattr - verify the integrity of the requested xattr
 227  * @dentry: object of the verify xattr
 228  * @xattr_name: requested xattr
 229  * @xattr_value: requested xattr value
 230  * @xattr_value_len: requested xattr value length
 231  *
 232  * Calculate the HMAC for the given dentry and verify it against the stored
 233  * security.evm xattr. For performance, use the xattr value and length
 234  * previously retrieved to calculate the HMAC.
 235  *
 236  * Returns the xattr integrity status.
 237  *
 238  * This function requires the caller to lock the inode's i_mutex before it
 239  * is executed.
 240  */
 241 enum integrity_status evm_verifyxattr(struct dentry *dentry,
 242                                       const char *xattr_name,
 243                                       void *xattr_value, size_t xattr_value_len,
 244                                       struct integrity_iint_cache *iint)
 245 {
 246         if (!evm_initialized || !evm_protected_xattr(xattr_name))
 247                 return INTEGRITY_UNKNOWN;
 248
 249         if (!iint) {
 250                 iint = integrity_iint_find(d_backing_inode(dentry));
 251                 if (!iint)
 252                         return INTEGRITY_UNKNOWN;
 253         }
 254         return evm_verify_hmac(dentry, xattr_name, xattr_value,
 255                                  xattr_value_len, iint);
 256 }
 257 EXPORT_SYMBOL_GPL(evm_verifyxattr);
 258
 259 /*
 260  * evm_verify_current_integrity - verify the dentry's metadata integrity
 261  * @dentry: pointer to the affected dentry
 262  *
 263  * Verify and return the dentry's metadata integrity. The exceptions are
 264  * before EVM is initialized or in 'fix' mode.
 265  */
 266 static enum integrity_status evm_verify_current_integrity(struct dentry *dentry)
 267 {
 268         struct inode *inode = d_backing_inode(dentry);
 269
 270         if (!evm_initialized || !S_ISREG(inode->i_mode) || evm_fixmode)
 271                 return 0;
 272         return evm_verify_hmac(dentry, NULL, NULL, 0, NULL);
 273 }
 274
 275 /*
 276  * evm_protect_xattr - protect the EVM extended attribute
 277  *
 278  * Prevent security.evm from being modified or removed without the
 279  * necessary permissions or when the existing value is invalid.
 280  *
 281  * The posix xattr acls are 'system' prefixed, which normally would not
 282  * affect security.evm.  An interesting side affect of writing posix xattr
 283  * acls is their modifying of the i_mode, which is included in security.evm.
 284  * For posix xattr acls only, permit security.evm, even if it currently
 285  * doesn't exist, to be updated unless the EVM signature is immutable.
 286  */
 287 static int evm_protect_xattr(struct dentry *dentry, const char *xattr_name,
 288                              const void *xattr_value, size_t xattr_value_len)
 289 {
 290         enum integrity_status evm_status;
 291
 292         if (strcmp(xattr_name, XATTR_NAME_EVM) == 0) {
 293                 if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
 294                         return -EPERM;
 295         } else if (!evm_protected_xattr(xattr_name)) {
 296                 if (!posix_xattr_acl(xattr_name))
 297                         return 0;
 298                 evm_status = evm_verify_current_integrity(dentry);
 299                 if ((evm_status == INTEGRITY_PASS) ||
 300                     (evm_status == INTEGRITY_NOXATTRS))
 301                         return 0;
 302                 goto out;
 303         }
 304         evm_status = evm_verify_current_integrity(dentry);
 305         if (evm_status == INTEGRITY_NOXATTRS) {
 306                 struct integrity_iint_cache *iint;
 307
 308                 iint = integrity_iint_find(d_backing_inode(dentry));
 309                 if (iint && (iint->flags & IMA_NEW_FILE))
 310                         return 0;
 311
 312                 /* exception for pseudo filesystems */
 313                 if (dentry->d_sb->s_magic == TMPFS_MAGIC
 314                     || dentry->d_sb->s_magic == SYSFS_MAGIC)
 315                         return 0;
 316
 317                 integrity_audit_msg(AUDIT_INTEGRITY_METADATA,
 318                                     dentry->d_inode, dentry->d_name.name,
 319                                     "update_metadata",
 320                                     integrity_status_msg[evm_status],
 321                                     -EPERM, 0);
 322         }
 323 out:
 324         if (evm_status != INTEGRITY_PASS)
 325                 integrity_audit_msg(AUDIT_INTEGRITY_METADATA, d_backing_inode(dentry),
 326                                     dentry->d_name.name, "appraise_metadata",
 327                                     integrity_status_msg[evm_status],
 328                                     -EPERM, 0);
 329         return evm_status == INTEGRITY_PASS ? 0 : -EPERM;
 330 }
 331
 332 /**
 333  * evm_inode_setxattr - protect the EVM extended attribute
 334  * @dentry: pointer to the affected dentry
 335  * @xattr_name: pointer to the affected extended attribute name
 336  * @xattr_value: pointer to the new extended attribute value
 337  * @xattr_value_len: pointer to the new extended attribute value length
 338  *
 339  * Before allowing the 'security.evm' protected xattr to be updated,
 340  * verify the existing value is valid.  As only the kernel should have
 341  * access to the EVM encrypted key needed to calculate the HMAC, prevent
 342  * userspace from writing HMAC value.  Writing 'security.evm' requires
 343  * requires CAP_SYS_ADMIN privileges.
 344  */
 345 int evm_inode_setxattr(struct dentry *dentry, const char *xattr_name,
 346                        const void *xattr_value, size_t xattr_value_len)
 347 {
 348         const struct evm_ima_xattr_data *xattr_data = xattr_value;
 349
 350         if (strcmp(xattr_name, XATTR_NAME_EVM) == 0) {
 351                 if (!xattr_value_len)
 352                         return -EINVAL;
 353                 if (xattr_data->type != EVM_IMA_XATTR_DIGSIG &&
 354                     xattr_data->type != EVM_XATTR_PORTABLE_DIGSIG)
 355                         return -EPERM;
 356         }
 357         return evm_protect_xattr(dentry, xattr_name, xattr_value,
 358                                  xattr_value_len);
 359 }
 360
 361 /**
 362  * evm_inode_removexattr - protect the EVM extended attribute
 363  * @dentry: pointer to the affected dentry
 364  * @xattr_name: pointer to the affected extended attribute name
 365  *
 366  * Removing 'security.evm' requires CAP_SYS_ADMIN privileges and that
 367  * the current value is valid.
 368  */
 369 int evm_inode_removexattr(struct dentry *dentry, const char *xattr_name)
 370 {
 371         return evm_protect_xattr(dentry, xattr_name, NULL, 0);
 372 }
 373
 374 static void evm_reset_status(struct inode *inode)
 375 {
 376         struct integrity_iint_cache *iint;
 377
 378         iint = integrity_iint_find(inode);
 379         if (iint)
 380                 iint->evm_status = INTEGRITY_UNKNOWN;
 381 }
 382
 383 /**
 384  * evm_inode_post_setxattr - update 'security.evm' to reflect the changes
 385  * @dentry: pointer to the affected dentry
 386  * @xattr_name: pointer to the affected extended attribute name
 387  * @xattr_value: pointer to the new extended attribute value
 388  * @xattr_value_len: pointer to the new extended attribute value length
 389  *
 390  * Update the HMAC stored in 'security.evm' to reflect the change.
 391  *
 392  * No need to take the i_mutex lock here, as this function is called from
 393  * __vfs_setxattr_noperm().  The caller of which has taken the inode's
 394  * i_mutex lock.
 395  */
 396 void evm_inode_post_setxattr(struct dentry *dentry, const char *xattr_name,
 397                              const void *xattr_value, size_t xattr_value_len)
 398 {
 399         if (!evm_initialized || (!evm_protected_xattr(xattr_name)
 400                                  && !posix_xattr_acl(xattr_name)))
 401                 return;
 402
 403         evm_reset_status(dentry->d_inode);
 404
 405         evm_update_evmxattr(dentry, xattr_name, xattr_value, xattr_value_len);
 406 }
 407
 408 /**
 409  * evm_inode_post_removexattr - update 'security.evm' after removing the xattr
 410  * @dentry: pointer to the affected dentry
 411  * @xattr_name: pointer to the affected extended attribute name
 412  *
 413  * Update the HMAC stored in 'security.evm' to reflect removal of the xattr.
 414  *
 415  * No need to take the i_mutex lock here, as this function is called from
 416  * vfs_removexattr() which takes the i_mutex.
 417  */
 418 void evm_inode_post_removexattr(struct dentry *dentry, const char *xattr_name)
 419 {
 420         if (!evm_initialized || !evm_protected_xattr(xattr_name))
 421                 return;
 422
 423         evm_reset_status(dentry->d_inode);
 424
 425         evm_update_evmxattr(dentry, xattr_name, NULL, 0);
 426 }
 427
 428 /**
 429  * evm_inode_setattr - prevent updating an invalid EVM extended attribute
 430  * @dentry: pointer to the affected dentry
 431  *
 432  * Permit update of file attributes when files have a valid EVM signature,
 433  * except in the case of them having an immutable portable signature.
 434  */
 435 int evm_inode_setattr(struct dentry *dentry, struct iattr *attr)
 436 {
 437         unsigned int ia_valid = attr->ia_valid;
 438         enum integrity_status evm_status;
 439
 440         if (!(ia_valid & (ATTR_MODE | ATTR_UID | ATTR_GID)))
 441                 return 0;
 442         evm_status = evm_verify_current_integrity(dentry);
 443         if ((evm_status == INTEGRITY_PASS) ||
 444             (evm_status == INTEGRITY_NOXATTRS))
 445                 return 0;
 446         integrity_audit_msg(AUDIT_INTEGRITY_METADATA, d_backing_inode(dentry),
 447                             dentry->d_name.name, "appraise_metadata",
 448                             integrity_status_msg[evm_status], -EPERM, 0);
 449         return -EPERM;
 450 }
 451
 452 /**
 453  * evm_inode_post_setattr - update 'security.evm' after modifying metadata
 454  * @dentry: pointer to the affected dentry
 455  * @ia_valid: for the UID and GID status
 456  *
 457  * For now, update the HMAC stored in 'security.evm' to reflect UID/GID
 458  * changes.
 459  *
 460  * This function is called from notify_change(), which expects the caller
 461  * to lock the inode's i_mutex.
 462  */
 463 void evm_inode_post_setattr(struct dentry *dentry, int ia_valid)
 464 {
 465         if (!evm_initialized)
 466                 return;
 467
 468         if (ia_valid & (ATTR_MODE | ATTR_UID | ATTR_GID))
 469                 evm_update_evmxattr(dentry, NULL, NULL, 0);
 470 }
 471
 472 /*
 473  * evm_inode_init_security - initializes security.evm
 474  */
 475 int evm_inode_init_security(struct inode *inode,
 476                                  const struct xattr *lsm_xattr,
 477                                  struct xattr *evm_xattr)
 478 {
 479         struct evm_ima_xattr_data *xattr_data;
 480         int rc;
 481
 482         if (!evm_initialized || !evm_protected_xattr(lsm_xattr->name))
 483                 return 0;
 484
 485         xattr_data = kzalloc(sizeof(*xattr_data), GFP_NOFS);
 486         if (!xattr_data)
 487                 return -ENOMEM;
 488
 489         xattr_data->type = EVM_XATTR_HMAC;
 490         rc = evm_init_hmac(inode, lsm_xattr, xattr_data->digest);
 491         if (rc < 0)
 492                 goto out;
 493
 494         evm_xattr->value = xattr_data;
 495         evm_xattr->value_len = sizeof(*xattr_data);
 496         evm_xattr->name = XATTR_EVM_SUFFIX;
 497         return 0;
 498 out:
 499         kfree(xattr_data);
 500         return rc;
 501 }
 502 EXPORT_SYMBOL_GPL(evm_inode_init_security);
 503
 504 #ifdef CONFIG_EVM_LOAD_X509
 505 void __init evm_load_x509(void)
 506 {
 507         int rc;
 508
 509         rc = integrity_load_x509(INTEGRITY_KEYRING_EVM, CONFIG_EVM_X509_PATH);
 510         if (!rc)
 511                 evm_initialized |= EVM_INIT_X509;
 512 }
 513 #endif
 514
 515 static int __init init_evm(void)
 516 {
 517         int error;
 518
 519         evm_init_config();
 520
 521         error = integrity_init_keyring(INTEGRITY_KEYRING_EVM);
 522         if (error)
 523                 return error;
 524
 525         error = evm_init_secfs();
 526         if (error < 0) {
 527                 pr_info("Error registering secfs\n");
 528                 return error;
 529         }
 530
 531         return 0;
 532 }
 533
 534 /*
 535  * evm_display_config - list the EVM protected security extended attributes
 536  */
 537 static int __init evm_display_config(void)
 538 {
 539         char **xattrname;
 540
 541         for (xattrname = evm_config_xattrnames; *xattrname != NULL; xattrname++)
 542                 pr_info("%s\n", *xattrname);
 543         return 0;
 544 }
 545
 546 pure_initcall(evm_display_config);
 547 late_initcall(init_evm);
 548
 549 MODULE_DESCRIPTION("Extended Verification Module");
 550 MODULE_LICENSE("GPL");