Merge branch 'open_check'
[kconfig-hardened-check.git] / kernel_hardening_checker / checks.py
index 6b9db7a85f8a38962d3c791d06e1408632e48e73..07364d7b41753fce504b3da01a20bbd07c3afc90 100644 (file)
@@ -8,13 +8,14 @@ Author: Alexander Popov <alex.popov@linux.com>
 This module contains knowledge for checks.
 """
 
-# pylint: disable=missing-function-docstring,line-too-long,invalid-name
+# pylint: disable=missing-function-docstring,line-too-long
 # pylint: disable=too-many-branches,too-many-statements,too-many-locals
 
-from .engine import KconfigCheck, CmdlineCheck, SysctlCheck, VersionCheck, OR, AND
+from typing import List
+from .engine import StrOrNone, ChecklistObjType, KconfigCheck, CmdlineCheck, SysctlCheck, VersionCheck, OR, AND
 
 
-def add_kconfig_checks(l, arch):
+def add_kconfig_checks(l: List[ChecklistObjType], arch: str) -> None:
     assert(arch), 'empty arch'
 
     # Calling the KconfigCheck class constructor:
@@ -26,6 +27,9 @@ def add_kconfig_checks(l, arch):
     efi_not_set = KconfigCheck('-', '-', 'EFI', 'is not set')
     cc_is_gcc = KconfigCheck('-', '-', 'CC_IS_GCC', 'y') # exists since v4.18
     cc_is_clang = KconfigCheck('-', '-', 'CC_IS_CLANG', 'y') # exists since v4.18
+    if arch in ('X86_64', 'X86_32'):
+        cpu_sup_amd_not_set = KconfigCheck('-', '-', 'CPU_SUP_AMD', 'is not set')
+        cpu_sup_intel_not_set = KconfigCheck('-', '-', 'CPU_SUP_INTEL', 'is not set')
 
     modules_not_set = KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'MODULES', 'is not set') # radical, but may be useful in some cases
     devmem_not_set = KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'DEVMEM', 'is not set') # refers to LOCKDOWN
@@ -61,36 +65,49 @@ def add_kconfig_checks(l, arch):
     if arch in ('X86_64', 'ARM64', 'ARM'):
         l += [vmap_stack_is_set]
     if arch in ('X86_64', 'X86_32'):
-        l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'SPECULATION_MITIGATIONS', 'y')]
         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'DEBUG_WX', 'y')]
         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'WERROR', 'y')]
         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'X86_MCE', 'y')]
-        l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'X86_MCE_INTEL', 'y')]
-        l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'X86_MCE_AMD', 'y')]
-        l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'RETPOLINE', 'y')]
         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'SYN_COOKIES', 'y')] # another reason?
         microcode_is_set = KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'MICROCODE', 'y')
         l += [microcode_is_set] # is needed for mitigating CPU bugs
         l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'MICROCODE_INTEL', 'y'),
+                 cpu_sup_intel_not_set,
                  AND(microcode_is_set,
                      VersionCheck((6, 6, 0))))] # MICROCODE_INTEL was included in MICROCODE since v6.6
         l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'MICROCODE_AMD', 'y'),
+                 cpu_sup_amd_not_set,
                  AND(microcode_is_set,
                      VersionCheck((6, 6, 0))))] # MICROCODE_AMD was included in MICROCODE since v6.6
         l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'X86_SMAP', 'y'),
                  VersionCheck((5, 19, 0)))] # X86_SMAP is enabled by default since v5.19
         l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'X86_UMIP', 'y'),
                  KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'X86_INTEL_UMIP', 'y'))]
+        l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'X86_MCE_INTEL', 'y'),
+                 cpu_sup_intel_not_set)]
+        l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'X86_MCE_AMD', 'y'),
+                 cpu_sup_amd_not_set)]
+        l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'CPU_MITIGATIONS', 'y'),
+                 KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'SPECULATION_MITIGATIONS', 'y'))]
+        l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'MITIGATION_RETPOLINE', 'y'),
+                 KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'RETPOLINE', 'y'))]
+        l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'MITIGATION_RFDS', 'y'),
+                 cpu_sup_intel_not_set)]
+        l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'MITIGATION_SPECTRE_BHI', 'y'),
+                 cpu_sup_intel_not_set)]
     if arch in ('ARM64', 'ARM'):
         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'HW_RANDOM_TPM', 'y')]
         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'IOMMU_DEFAULT_DMA_STRICT', 'y')]
         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'IOMMU_DEFAULT_PASSTHROUGH', 'is not set')] # true if IOMMU_DEFAULT_DMA_STRICT is set
         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'STACKPROTECTOR_PER_TASK', 'y')]
     if arch == 'X86_64':
-        l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'PAGE_TABLE_ISOLATION', 'y')]
         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'RANDOMIZE_MEMORY', 'y')]
         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'X86_KERNEL_IBT', 'y')]
-        l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'CPU_SRSO', 'y')]
+        l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'MITIGATION_PAGE_TABLE_ISOLATION', 'y'),
+                 KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'PAGE_TABLE_ISOLATION', 'y'))]
+        l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'MITIGATION_SRSO', 'y'),
+                 KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'CPU_SRSO', 'y'),
+                 cpu_sup_amd_not_set)]
         l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'INTEL_IOMMU', 'y'),
                   iommu_support_is_set)]
         l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'AMD_IOMMU', 'y'),
@@ -138,7 +155,8 @@ def add_kconfig_checks(l, arch):
              VersionCheck((6, 6, 8)))] # DEBUG_CREDENTIALS was dropped in v6.6.8
     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'DEBUG_NOTIFIERS', 'y'),
              AND(cfi_clang_is_set,
-                 cfi_clang_permissive_not_set))]
+                 cfi_clang_permissive_not_set,
+                 cc_is_clang))]
     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'SCHED_STACK_END_CHECK', 'y'),
              vmap_stack_is_set)]
     kfence_is_set = KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'KFENCE', 'y')
@@ -206,9 +224,11 @@ def add_kconfig_checks(l, arch):
                   cc_is_gcc)]
         l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'RANDOMIZE_KSTACK_OFFSET_DEFAULT', 'y')]
     if arch in ('X86_64', 'ARM64'):
-        l += [cfi_clang_is_set]
+        l += [AND(cfi_clang_is_set,
+                  cc_is_clang)]
         l += [AND(cfi_clang_permissive_not_set,
-                  cfi_clang_is_set)]
+                  cfi_clang_is_set,
+                  cc_is_clang)]
     if arch in ('X86_64', 'X86_32'):
         l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'HW_RANDOM_TPM', 'y')]
         l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'DEFAULT_MMAP_MIN_ADDR', '65536')]
@@ -222,7 +242,8 @@ def add_kconfig_checks(l, arch):
         l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'DEFAULT_MMAP_MIN_ADDR', '32768')]
         l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'SYN_COOKIES', 'y')] # another reason?
     if arch == 'X86_64':
-        l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'SLS', 'y')] # vs CVE-2021-26341 in Straight-Line-Speculation
+        l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'MITIGATION_SLS', 'y'),
+                 KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'SLS', 'y'))] # vs CVE-2021-26341 in Straight-Line-Speculation
         l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'INTEL_IOMMU_SVM', 'y'),
                   iommu_support_is_set)]
         l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'AMD_IOMMU_V2', 'y'),
@@ -232,9 +253,10 @@ def add_kconfig_checks(l, arch):
         l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'SHADOW_CALL_STACK', 'y')]
         l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'KASAN_HW_TAGS', 'y')] # see also: kasan=on, kasan.stacktrace=off, kasan.fault=panic
     if arch == 'X86_32':
-        l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'PAGE_TABLE_ISOLATION', 'y')]
         l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'HIGHMEM64G', 'y')]
         l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'X86_PAE', 'y')]
+        l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'MITIGATION_PAGE_TABLE_ISOLATION', 'y'),
+                 KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'PAGE_TABLE_ISOLATION', 'y'))]
         l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'INTEL_IOMMU', 'y'),
                   iommu_support_is_set)]
 
@@ -271,7 +293,8 @@ def add_kconfig_checks(l, arch):
         l += [OR(KconfigCheck('cut_attack_surface', 'defconfig', 'STRICT_DEVMEM', 'y'),
                  devmem_not_set)] # refers to LOCKDOWN
     if arch in ('X86_64', 'X86_32'):
-        l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'defconfig', 'X86_INTEL_TSX_MODE_OFF', 'y')] # tsx=off
+        l += [OR(KconfigCheck('cut_attack_surface', 'defconfig', 'X86_INTEL_TSX_MODE_OFF', 'y'),
+                 cpu_sup_intel_not_set)] # tsx=off
 
     # 'cut_attack_surface', 'kspp'
     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'SECURITY_DMESG_RESTRICT', 'y')]
@@ -392,9 +415,11 @@ def add_kconfig_checks(l, arch):
     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'a13xp0p0v', 'KGDB', 'is not set')]
     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'a13xp0p0v', 'CORESIGHT', 'is not set')]
     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'a13xp0p0v', 'XFS_SUPPORT_V4', 'is not set')]
+    l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'a13xp0p0v', 'MODULE_FORCE_LOAD', 'is not set')]
+    l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'a13xp0p0v', 'BLK_DEV_WRITE_MOUNTED', 'is not set')]
     l += [OR(KconfigCheck('cut_attack_surface', 'a13xp0p0v', 'TRIM_UNUSED_KSYMS', 'y'),
              modules_not_set)]
-    l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'a13xp0p0v', 'MODULE_FORCE_LOAD', 'is not set')]
+
 
     # 'harden_userspace'
     if arch == 'ARM64':
@@ -404,9 +429,11 @@ def add_kconfig_checks(l, arch):
         l += [KconfigCheck('harden_userspace', 'defconfig', 'VMSPLIT_3G', 'y')]
     l += [KconfigCheck('harden_userspace', 'clipos', 'COREDUMP', 'is not set')]
     l += [KconfigCheck('harden_userspace', 'a13xp0p0v', 'ARCH_MMAP_RND_BITS', 'MAX')] # 'MAX' value is refined using ARCH_MMAP_RND_BITS_MAX
+    if arch == 'X86_64':
+        l += [KconfigCheck('harden_userspace', 'a13xp0p0v', 'X86_USER_SHADOW_STACK', 'y')]
 
 
-def add_cmdline_checks(l, arch):
+def add_cmdline_checks(l: List[ChecklistObjType], arch: str) -> None:
     assert(arch), 'empty arch'
 
     # Calling the CmdlineCheck class constructor:
@@ -448,6 +475,10 @@ def add_cmdline_checks(l, arch):
         l += [OR(CmdlineCheck('self_protection', 'defconfig', 'spectre_v2_user', 'is not off'),
                  AND(CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'mitigations', 'auto,nosmt'),
                      CmdlineCheck('self_protection', 'defconfig', 'spectre_v2_user', 'is not set')))]
+        l += [OR(CmdlineCheck('self_protection', 'defconfig', 'spectre_bhi', 'is not off'),
+                 AND(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'MITIGATION_SPECTRE_BHI', 'y'),
+                     CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'mitigations', 'auto,nosmt'),
+                     CmdlineCheck('self_protection', 'defconfig', 'spectre_bhi', 'is not set')))]
         l += [OR(CmdlineCheck('self_protection', 'defconfig', 'spec_store_bypass_disable', 'is not off'),
                  AND(CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'mitigations', 'auto,nosmt'),
                      CmdlineCheck('self_protection', 'defconfig', 'spec_store_bypass_disable', 'is not set')))]
@@ -475,6 +506,10 @@ def add_cmdline_checks(l, arch):
         l += [OR(CmdlineCheck('self_protection', 'defconfig', 'gather_data_sampling', 'is not off'),
                  AND(CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'mitigations', 'auto,nosmt'),
                      CmdlineCheck('self_protection', 'defconfig', 'gather_data_sampling', 'is not set')))]
+        l += [OR(CmdlineCheck('self_protection', 'defconfig', 'reg_file_data_sampling', 'is not off'),
+                 AND(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'MITIGATION_RFDS', 'y'),
+                     CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'mitigations', 'auto,nosmt'),
+                     CmdlineCheck('self_protection', 'defconfig', 'reg_file_data_sampling', 'is not set')))]
     if arch == 'ARM64':
         l += [OR(CmdlineCheck('self_protection', 'defconfig', 'kpti', 'is not off'),
                  AND(CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'mitigations', 'auto,nosmt'),
@@ -541,9 +576,12 @@ def add_cmdline_checks(l, arch):
 
     # 'cut_attack_surface', 'defconfig'
     if arch in ('X86_64', 'X86_32'):
+        tsx_not_set = CmdlineCheck('cut_attack_surface', 'defconfig', 'tsx', 'is not set')
         l += [OR(CmdlineCheck('cut_attack_surface', 'defconfig', 'tsx', 'off'),
                  AND(KconfigCheck('cut_attack_surface', 'defconfig', 'X86_INTEL_TSX_MODE_OFF', 'y'),
-                     CmdlineCheck('cut_attack_surface', 'defconfig', 'tsx', 'is not set')))]
+                     tsx_not_set),
+                 AND(KconfigCheck('-', '-', 'CPU_SUP_INTEL', 'is not set'),
+                     tsx_not_set))]
 
     # 'cut_attack_surface', 'kspp'
     l += [CmdlineCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'nosmt', 'is present')] # slow (high performance penalty)
@@ -572,6 +610,9 @@ def add_cmdline_checks(l, arch):
 
     # 'cut_attack_surface', 'a13xp0p0v'
     l += [CmdlineCheck('cut_attack_surface', 'a13xp0p0v', 'sysrq_always_enabled', 'is not set')]
+    l += [OR(CmdlineCheck('cut_attack_surface', 'a13xp0p0v', 'bdev_allow_write_mounted', '0'),
+             AND(KconfigCheck('cut_attack_surface', 'a13xp0p0v', 'BLK_DEV_WRITE_MOUNTED', 'is not set'),
+                 CmdlineCheck('cut_attack_surface', 'a13xp0p0v', 'bdev_allow_write_mounted', 'is not set')))]
     if arch == 'X86_64':
         l += [OR(CmdlineCheck('cut_attack_surface', 'a13xp0p0v', 'ia32_emulation', '0'),
                  KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'IA32_EMULATION', 'is not set'),
@@ -588,6 +629,7 @@ no_kstrtobool_options = [
     'pti', # See pti_check_boottime_disable() in arch/x86/mm/pti.c
     'spectre_v2', # See spectre_v2_parse_cmdline() in arch/x86/kernel/cpu/bugs.c
     'spectre_v2_user', # See spectre_v2_parse_user_cmdline() in arch/x86/kernel/cpu/bugs.c
+    'spectre_bhi', # See spectre_bhi_parse_cmdline() in arch/x86/kernel/cpu/bugs.c
     'spec_store_bypass_disable', # See ssb_parse_cmdline() in arch/x86/kernel/cpu/bugs.c
     'l1tf', # See l1tf_cmdline() in arch/x86/kernel/cpu/bugs.c
     'mds', # See mds_cmdline() in arch/x86/kernel/cpu/bugs.c
@@ -599,6 +641,7 @@ no_kstrtobool_options = [
     'ssbd', # See parse_spectre_v4_param() in arch/arm64/kernel/proton-pack.c
     'spec_rstack_overflow', # See srso_parse_cmdline() in arch/x86/kernel/cpu/bugs.c
     'gather_data_sampling', # See gds_parse_cmdline() in arch/x86/kernel/cpu/bugs.c
+    'reg_file_data_sampling', # See rfds_parse_cmdline() in arch/x86/kernel/cpu/bugs.c
     'slub_debug', # See setup_slub_debug() in mm/slub.c
     'iommu', # See iommu_setup() in arch/x86/kernel/pci-dma.c
     'vsyscall', # See vsyscall_setup() in arch/x86/entry/vsyscall/vsyscall_64.c
@@ -608,7 +651,7 @@ no_kstrtobool_options = [
 ]
 
 
-def normalize_cmdline_options(option, value):
+def normalize_cmdline_options(option: str, value: str) -> str:
     # Don't normalize the cmdline option values if
     # the Linux kernel doesn't use kstrtobool() for them
     if option in no_kstrtobool_options:
@@ -624,7 +667,7 @@ def normalize_cmdline_options(option, value):
     return value
 
 
-# TODO: draft of security hardening sysctls:
+# Ideas of security hardening sysctls:
 #    what about bpf_jit_enable?
 #    vm.mmap_min_addr has a good value
 #    nosmt sysfs control file
@@ -635,27 +678,40 @@ def normalize_cmdline_options(option, value):
 #    kernel.warn_limit (think about a proper value)
 #    net.ipv4.tcp_syncookies=1 (?)
 
-def add_sysctl_checks(l, _arch):
+def add_sysctl_checks(l: List[ChecklistObjType], _arch: StrOrNone) -> None:
 # This function may be called with arch=None
 
 # Calling the SysctlCheck class constructor:
 #   SysctlCheck(reason, decision, name, expected)
 
-    l += [SysctlCheck('self_protection', 'kspp', 'net.core.bpf_jit_harden', '2')]
+    # Use an omnipresent kconfig symbol to see if we have a kconfig file for checking
+    have_kconfig = KconfigCheck('-', '-', 'LOCALVERSION', 'is present')
+
+    l += [OR(SysctlCheck('self_protection', 'kspp', 'net.core.bpf_jit_harden', '2'),
+             AND(KconfigCheck('-', '-', 'BPF_JIT', 'is not set'),
+                 have_kconfig))]
 
     l += [SysctlCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'kernel.dmesg_restrict', '1')]
     l += [SysctlCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'kernel.perf_event_paranoid', '3')] # with a custom patch, see https://lwn.net/Articles/696216/
-    l += [SysctlCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'kernel.kexec_load_disabled', '1')]
-    l += [SysctlCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'user.max_user_namespaces', '0')]
+    l += [SysctlCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'user.max_user_namespaces', '0')] # may break the upower daemon in Ubuntu
     l += [SysctlCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'dev.tty.ldisc_autoload', '0')]
-    l += [SysctlCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'kernel.unprivileged_bpf_disabled', '1')]
     l += [SysctlCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'kernel.kptr_restrict', '2')]
     l += [SysctlCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'dev.tty.legacy_tiocsti', '0')]
-    l += [SysctlCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'vm.unprivileged_userfaultfd', '0')]
+    l += [OR(SysctlCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'kernel.kexec_load_disabled', '1'),
+             AND(KconfigCheck('-', '-', 'KEXEC_CORE', 'is not set'),
+                 have_kconfig))]
+    l += [OR(SysctlCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'kernel.unprivileged_bpf_disabled', '1'),
+             AND(KconfigCheck('cut_attack_surface', 'lockdown', 'BPF_SYSCALL', 'is not set'),
+                 have_kconfig))]
+    l += [OR(SysctlCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'vm.unprivileged_userfaultfd', '0'),
+             AND(KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'USERFAULTFD', 'is not set'),
+                 have_kconfig))]
           # At first, it disabled unprivileged userfaultfd,
           # and since v5.11 it enables unprivileged userfaultfd for user-mode only.
 
-    l += [SysctlCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'kernel.modules_disabled', '1')] # radical, but may be useful in some cases
+    l += [OR(SysctlCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'kernel.modules_disabled', '1'),
+             AND(KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'MODULES', 'is not set'),
+                 have_kconfig))] # radical, but may be useful in some cases
 
     l += [SysctlCheck('harden_userspace', 'kspp', 'fs.protected_symlinks', '1')]
     l += [SysctlCheck('harden_userspace', 'kspp', 'fs.protected_hardlinks', '1')]