Don't mention LKDTM
[kconfig-hardened-check.git] / kconfig_hardened_check / __init__.py
index d3cbad160280568c90b8a51d04ce338c0048c35b..3daddcbdaba5a860789ffacf1366c7dc49efbae6 100644 (file)
 #
 #
 # N.B Hardening command line parameters:
-#    slab_nomerge
 #    page_alloc.shuffle=1
 #    iommu=force (does it help against DMA attacks?)
-#    iommu.passthrough=0
-#    iommu.strict=1
 #    slub_debug=FZ (slow)
-#    init_on_alloc=1 (since v5.3)
-#    init_on_free=1 (since v5.3, otherwise slub_debug=P and page_poison=1)
 #    loadpin.enforce=1
 #    debugfs=no-mount (or off if possible)
-#    randomize_kstack_offset=1
 #
 #    Mitigations of CPU vulnerabilities:
 #       Аrch-independent:
 #           mitigations=auto,nosmt (nosmt is slow)
 #       X86:
 #           spectre_v2=on
-#           pti=on
 #           spec_store_bypass_disable=on
 #           l1tf=full,force
 #           l1d_flush=on (a part of the l1tf option)
 #
 #    Should NOT be set:
 #           nokaslr
+#           sysrq_always_enabled
 #           arm64.nobti
 #           arm64.nopauth
+#           arm64.nomte
 #
 #    Hardware tag-based KASAN with arm64 Memory Tagging Extension (MTE):
 #           kasan=on
 #    what about bpf_jit_enable?
 #    kernel.unprivileged_bpf_disabled=1
 #    net.core.bpf_jit_harden=2
-#
 #    vm.unprivileged_userfaultfd=0
 #        (at first, it disabled unprivileged userfaultfd,
 #         and since v5.11 it enables unprivileged userfaultfd for user-mode only)
-#
 #    dev.tty.ldisc_autoload=0
 #    fs.protected_symlinks=1
 #    fs.protected_hardlinks=1
@@ -70,6 +63,7 @@
 #    fs.protected_regular=2
 #    fs.suid_dumpable=0
 #    kernel.modules_disabled=1
+#    kernel.randomize_va_space = 2
 
 
 # pylint: disable=missing-module-docstring,missing-class-docstring,missing-function-docstring
@@ -83,13 +77,13 @@ import re
 import json
 from .__about__ import __version__
 
-TYPES_OF_CHECKS = ('kconfig', 'version')
+SIMPLE_OPTION_TYPES = ('kconfig', 'version', 'cmdline')
 
 class OptCheck:
     # Constructor without the 'expected' parameter is for option presence checks (any value is OK)
     def __init__(self, reason, decision, name, expected=None):
-        if not reason or not decision or not name:
-            sys.exit('[!] ERROR: invalid {} check for "{}"'.format(self.__class__.__name__, name))
+        assert(reason and decision and name), \
+               'invalid {} check for "{}"'.format(self.__class__.__name__, name)
         self.name = name
         self.expected = expected
         self.decision = decision
@@ -130,6 +124,12 @@ class OptCheck:
         if with_results:
             print('| {}'.format(self.result), end='')
 
+    def json_dump(self, with_results):
+        dump = [self.name, self.type, self.expected, self.decision, self.reason]
+        if with_results:
+            dump.append(self.result)
+        return dump
+
 
 class KconfigCheck(OptCheck):
     def __init__(self, *args, **kwargs):
@@ -140,11 +140,11 @@ class KconfigCheck(OptCheck):
     def type(self):
         return 'kconfig'
 
-    def json_dump(self, with_results):
-        dump = [self.name, self.type, self.expected, self.decision, self.reason]
-        if with_results:
-            dump.append(self.result)
-        return dump
+
+class CmdlineCheck(OptCheck):
+    @property
+    def type(self):
+        return 'cmdline'
 
 
 class VersionCheck:
@@ -179,33 +179,25 @@ class VersionCheck:
 class ComplexOptCheck:
     def __init__(self, *opts):
         self.opts = opts
-        if not self.opts:
-            sys.exit('[!] ERROR: empty {} check'.format(self.__class__.__name__))
-        if len(self.opts) == 1:
-            sys.exit('[!] ERROR: useless {} check'.format(self.__class__.__name__))
-        if not isinstance(opts[0], KconfigCheck):
-            sys.exit('[!] ERROR: invalid {} check: {}'.format(self.__class__.__name__, opts))
+        assert(self.opts), \
+               'empty {} check'.format(self.__class__.__name__)
+        assert(len(self.opts) != 1), \
+                'useless {} check: {}'.format(self.__class__.__name__, opts)
+        assert(isinstance(opts[0], (KconfigCheck, CmdlineCheck))), \
+               'invalid {} check: {}'.format(self.__class__.__name__, opts)
         self.result = None
 
-    @property
-    def name(self):
-        return self.opts[0].name
-
     @property
     def type(self):
         return 'complex'
 
     @property
-    def expected(self):
-        return self.opts[0].expected
-
-    @property
-    def decision(self):
-        return self.opts[0].decision
+    def name(self):
+        return self.opts[0].name
 
     @property
-    def reason(self):
-        return self.opts[0].reason
+    def expected(self):
+        return self.opts[0].expected
 
     def table_print(self, mode, with_results):
         if mode == 'verbose':
@@ -234,8 +226,6 @@ class OR(ComplexOptCheck):
     #     OR(<X_is_hardened>, <X_is_disabled>)
     #     OR(<X_is_hardened>, <old_X_is_hardened>)
     def check(self):
-        if not self.opts:
-            sys.exit('[!] ERROR: invalid OR check')
         for i, opt in enumerate(self.opts):
             opt.check()
             if opt.result.startswith('OK'):
@@ -248,9 +238,10 @@ class OR(ComplexOptCheck):
                         self.result = 'OK: {} not found'.format(opt.name)
                     elif opt.result == 'OK: is present':
                         self.result = 'OK: {} is present'.format(opt.name)
-                    # VersionCheck provides enough info
-                    elif not opt.result.startswith('OK: version'):
-                        sys.exit('[!] ERROR: unexpected OK description "{}"'.format(opt.result))
+                    else:
+                        # VersionCheck provides enough info
+                        assert(opt.result.startswith('OK: version')), \
+                               'unexpected OK description "{}"'.format(opt.result)
                 return
         self.result = self.opts[0].result
 
@@ -278,10 +269,9 @@ class AND(ComplexOptCheck):
                 else:
                     # VersionCheck provides enough info
                     self.result = opt.result
-                    if not opt.result.startswith('FAIL: version'):
-                        sys.exit('[!] ERROR: unexpected FAIL description "{}"'.format(opt.result))
+                    assert(opt.result.startswith('FAIL: version')), \
+                           'unexpected FAIL description "{}"'.format(opt.result)
                 return
-        sys.exit('[!] ERROR: invalid AND check')
 
 
 def detect_arch(fname, archs):
@@ -378,6 +368,7 @@ def add_kconfig_checks(l, arch):
                  VersionCheck((5, 10)))] # HARDEN_BRANCH_PREDICTOR is enabled by default since v5.10
         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'MITIGATE_SPECTRE_BRANCH_HISTORY', 'y')]
         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'ARM64_MTE', 'y')]
+        l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'RANDOMIZE_MODULE_REGION_FULL', 'y')]
     if arch == 'ARM':
         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'CPU_SW_DOMAIN_PAN', 'y')]
         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'HARDEN_BRANCH_PREDICTOR', 'y')]
@@ -401,6 +392,7 @@ def add_kconfig_checks(l, arch):
     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'KFENCE', 'y')]
     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'WERROR', 'y')]
     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'IOMMU_DEFAULT_DMA_STRICT', 'y')]
+    l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'IOMMU_DEFAULT_PASSTHROUGH', 'is not set')] # true if IOMMU_DEFAULT_DMA_STRICT is set
     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'ZERO_CALL_USED_REGS', 'y')]
     randstruct_is_set = KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'GCC_PLUGIN_RANDSTRUCT', 'y')
     l += [randstruct_is_set]
@@ -458,7 +450,7 @@ def add_kconfig_checks(l, arch):
     l += [KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'STATIC_USERMODEHELPER', 'y')] # needs userspace support
     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'EFI_DISABLE_PCI_DMA', 'y'),
              efi_not_set)]
-    l += [KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'SLAB_MERGE_DEFAULT', 'is not set')] # slab_nomerge
+    l += [KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'SLAB_MERGE_DEFAULT', 'is not set')]
     l += [KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'RANDOM_TRUST_BOOTLOADER', 'is not set')]
     l += [KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'RANDOM_TRUST_CPU', 'is not set')]
     l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'GCC_PLUGIN_RANDSTRUCT_PERFORMANCE', 'is not set'),
@@ -630,12 +622,16 @@ def add_kconfig_checks(l, arch):
     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'my', 'FTRACE', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'my', 'VIDEO_VIVID', 'is not set')]
     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'my', 'INPUT_EVBUG', 'is not set')] # Can be used as a keylogger
+    l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'my', 'KGDB', 'is not set')]
 
     # 'harden_userspace'
     if arch in ('X86_64', 'ARM64', 'X86_32'):
         l += [KconfigCheck('harden_userspace', 'defconfig', 'INTEGRITY', 'y')]
     if arch == 'ARM':
         l += [KconfigCheck('harden_userspace', 'my', 'INTEGRITY', 'y')]
+    if arch == 'ARM64':
+        l += [KconfigCheck('harden_userspace', 'defconfig', 'ARM64_PTR_AUTH', 'y')]
+        l += [KconfigCheck('harden_userspace', 'defconfig', 'ARM64_BTI', 'y')]
     if arch in ('ARM', 'X86_32'):
         l += [KconfigCheck('harden_userspace', 'defconfig', 'VMSPLIT_3G', 'y')]
     if arch in ('X86_64', 'ARM64'):
@@ -643,7 +639,49 @@ def add_kconfig_checks(l, arch):
     if arch in ('X86_32', 'ARM'):
         l += [KconfigCheck('harden_userspace', 'my', 'ARCH_MMAP_RND_BITS', '16')]
 
-#   l += [KconfigCheck('feature_test', 'my', 'LKDTM', 'm')] # only for debugging!
+
+def add_cmdline_checks(l, arch):
+    # Calling the CmdlineCheck class constructor:
+    #     CmdlineCheck(reason, decision, name, expected)
+    # Don't add CmdlineChecks in add_kconfig_checks() to avoid wrong results
+    # when the tool doesn't check the cmdline.
+
+    if arch == 'ARM64':
+        l += [OR(CmdlineCheck('self_protection', 'defconfig', 'rodata', 'full'),
+                 AND(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'RODATA_FULL_DEFAULT_ENABLED', 'y'),
+                     CmdlineCheck('self_protection', 'defconfig', 'rodata', 'is not set')))]
+
+    l += [OR(CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'init_on_alloc', '1'),
+             AND(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON', 'y'),
+                 CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'init_on_alloc', 'is not set')))]
+    l += [OR(CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'init_on_free', '1'),
+             AND(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON', 'y'),
+                 CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'init_on_free', 'is not set')),
+             AND(CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'page_poison', '1'),
+                 KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'PAGE_POISONING_ZERO', 'y'),
+                 CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'slub_debug', 'P')))]
+    l += [OR(CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'slab_nomerge'),
+             AND(KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'SLAB_MERGE_DEFAULT', 'is not set'),
+                 CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'slab_merge', 'is not set')))] # option presence check
+    l += [OR(CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'iommu.strict', '1'),
+             AND(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'IOMMU_DEFAULT_DMA_STRICT', 'y'),
+                 CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'iommu.strict', 'is not set')))]
+    l += [OR(CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'iommu.passthrough', '0'),
+             AND(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'IOMMU_DEFAULT_PASSTHROUGH', 'is not set'),
+                 CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'iommu.passthrough', 'is not set')))]
+    if arch in ('X86_64', 'ARM64', 'X86_32'):
+        l += [OR(CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'randomize_kstack_offset', '1'),
+                 AND(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'RANDOMIZE_KSTACK_OFFSET_DEFAULT', 'y'),
+                     CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'randomize_kstack_offset', 'is not set')))]
+    if arch in ('X86_64', 'X86_32'):
+        l += [CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'pti', 'on')]
+
+    if arch == 'X86_64':
+        l += [OR(CmdlineCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'vsyscall', 'none'),
+                 AND(KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'LEGACY_VSYSCALL_NONE', 'y'),
+                     CmdlineCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'vsyscall', 'is not set')))]
+
+    # TODO: add other
 
 
 def print_unknown_options(checklist, parsed_options):
@@ -659,8 +697,8 @@ def print_unknown_options(checklist, parsed_options):
                     known_options.append(o2.name)
                 continue
             for o3 in o2.opts:
-                if o3.type == 'complex':
-                    sys.exit('[!] ERROR: unexpected ComplexOptCheck inside {}'.format(o2.name))
+                assert(o3.type != 'complex'), \
+                       'unexpected ComplexOptCheck inside {}'.format(o2.name)
                 if hasattr(o3, 'name'):
                     known_options.append(o3.name)
 
@@ -718,22 +756,22 @@ def print_checklist(mode, checklist, with_results):
 
 
 def populate_simple_opt_with_data(opt, data, data_type):
-    if opt.type == 'complex':
-        sys.exit('[!] ERROR: unexpected ComplexOptCheck {}: {}'.format(opt.name, vars(opt)))
-    if opt.type not in TYPES_OF_CHECKS:
-        sys.exit('[!] ERROR: invalid opt type "{}" for {}'.format(opt.type, opt.name))
-    if data_type not in TYPES_OF_CHECKS:
-        sys.exit('[!] ERROR: invalid data type "{}"'.format(data_type))
+    assert(opt.type != 'complex'), \
+           'unexpected ComplexOptCheck "{}"'.format(opt.name)
+    assert(opt.type in SIMPLE_OPTION_TYPES), \
+           'invalid opt type "{}"'.format(opt.type)
+    assert(data_type in SIMPLE_OPTION_TYPES), \
+           'invalid data type "{}"'.format(data_type)
 
     if data_type != opt.type:
         return
 
-    if data_type == 'kconfig':
+    if data_type in ('kconfig', 'cmdline'):
         opt.state = data.get(opt.name, None)
-    elif data_type == 'version':
-        opt.ver = data
     else:
-        sys.exit('[!] ERROR: unexpected data type "{}"'.format(data_type))
+        assert(data_type == 'version'), \
+               'unexpected data type "{}"'.format(data_type)
+        opt.ver = data
 
 
 def populate_opt_with_data(opt, data, data_type):
@@ -745,8 +783,8 @@ def populate_opt_with_data(opt, data, data_type):
             else:
                 populate_simple_opt_with_data(o, data, data_type)
     else:
-        if opt.type != 'kconfig':
-            sys.exit('[!] ERROR: bad type "{}" for a simple check {}'.format(opt.type, opt.name))
+        assert(opt.type in ('kconfig', 'cmdline')), \
+               'bad type "{}" for a simple check'.format(opt.type)
         populate_simple_opt_with_data(opt, data, data_type)
 
 
@@ -772,6 +810,8 @@ def parse_kconfig_file(parsed_options, fname):
 
             if opt_is_on.match(line):
                 option, value = line.split('=', 1)
+                if value == 'is not set':
+                    sys.exit('[!] ERROR: bad enabled kconfig option "{}"'.format(line))
             elif opt_is_off.match(line):
                 option, value = line[2:].split(' ', 1)
                 if value != 'is not set':
@@ -784,6 +824,24 @@ def parse_kconfig_file(parsed_options, fname):
                 parsed_options[option] = value
 
 
+def parse_cmdline_file(parsed_options, fname):
+    with open(fname, 'r') as f:
+        line = f.readline()
+        opts = line.split()
+
+        line = f.readline()
+        if line:
+            sys.exit('[!] ERROR: more than one line in "{}"'.format(fname))
+
+        for opt in opts:
+            if '=' in opt:
+                name, value = opt.split('=', 1)
+            else:
+                name = opt
+                value = '' # '' is not None
+            parsed_options[name] = value
+
+
 def main():
     # Report modes:
     #   * verbose mode for
@@ -799,6 +857,8 @@ def main():
                         help='print security hardening preferences for the selected architecture')
     parser.add_argument('-c', '--config',
                         help='check the kernel kconfig file against these preferences')
+    parser.add_argument('-l', '--cmdline',
+                        help='check the kernel cmdline file against these preferences')
     parser.add_argument('-m', '--mode', choices=report_modes,
                         help='choose the report mode')
     args = parser.parse_args()
@@ -812,8 +872,13 @@ def main():
     config_checklist = []
 
     if args.config:
+        if args.print:
+            sys.exit('[!] ERROR: --config and --print can\'t be used together')
+
         if mode != 'json':
             print('[+] Kconfig file to check: {}'.format(args.config))
+            if args.cmdline:
+                print('[+] Kernel cmdline file to check: {}'.format(args.cmdline))
 
         arch, msg = detect_arch(args.config, supported_archs)
         if not arch:
@@ -830,12 +895,22 @@ def main():
         # add relevant kconfig checks to the checklist
         add_kconfig_checks(config_checklist, arch)
 
+        if args.cmdline:
+            # add relevant cmdline checks to the checklist
+            add_cmdline_checks(config_checklist, arch)
+
         # populate the checklist with the parsed kconfig data
         parsed_kconfig_options = OrderedDict()
         parse_kconfig_file(parsed_kconfig_options, args.config)
         populate_with_data(config_checklist, parsed_kconfig_options, 'kconfig')
         populate_with_data(config_checklist, kernel_version, 'version')
 
+        if args.cmdline:
+            # populate the checklist with the parsed kconfig data
+            parsed_cmdline_options = OrderedDict()
+            parse_cmdline_file(parsed_cmdline_options, args.cmdline)
+            populate_with_data(config_checklist, parsed_cmdline_options, 'cmdline')
+
         # now everything is ready for performing the checks
         perform_checks(config_checklist)
 
@@ -845,12 +920,15 @@ def main():
         print_checklist(mode, config_checklist, True)
 
         sys.exit(0)
+    elif args.cmdline:
+        sys.exit('[!] ERROR: checking cmdline doesn\'t work without checking kconfig')
 
     if args.print:
         if mode in ('show_ok', 'show_fail'):
             sys.exit('[!] ERROR: wrong mode "{}" for --print'.format(mode))
         arch = args.print
         add_kconfig_checks(config_checklist, arch)
+        add_cmdline_checks(config_checklist, arch)
         if mode != 'json':
             print('[+] Printing kernel security hardening preferences for {}...'.format(arch))
         print_checklist(mode, config_checklist, False)
@@ -858,6 +936,3 @@ def main():
 
     parser.print_help()
     sys.exit(0)
-
-if __name__ == '__main__':
-    main()