Quelle  hash_algs.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * fs-verity hash algorithms
 *
 * Copyright 2019 Google LLC
 */

#include "fsverity_private.h"

/* The hash algorithms supported by fs-verity */
const struct fsverity_hash_alg fsverity_hash_algs[] = {
 [FS_VERITY_HASH_ALG_SHA256] = {
  .name = "sha256",
  .digest_size = SHA256_DIGEST_SIZE,
  .block_size = SHA256_BLOCK_SIZE,
  .algo_id = HASH_ALGO_SHA256,
 },
 [FS_VERITY_HASH_ALG_SHA512] = {
  .name = "sha512",
  .digest_size = SHA512_DIGEST_SIZE,
  .block_size = SHA512_BLOCK_SIZE,
  .algo_id = HASH_ALGO_SHA512,
 },
};

/**
 * fsverity_get_hash_alg() - get a hash algorithm by number
 * @inode: optional inode for logging purposes
 * @num: the hash algorithm number
 *
 * Get the struct fsverity_hash_alg for the given hash algorithm number.
 *
 * Return: pointer to the hash alg if it's known, otherwise NULL.
 */
const struct fsverity_hash_alg *fsverity_get_hash_alg(const struct inode *inode,
            unsigned int num)
{
 if (num >= ARRAY_SIZE(fsverity_hash_algs) ||
     !fsverity_hash_algs[num].name) {
  fsverity_warn(inode, "Unknown hash algorithm number: %u", num);
  return NULL;
 }
 return &fsverity_hash_algs[num];
}

/**
 * fsverity_prepare_hash_state() - precompute the initial hash state
 * @alg: hash algorithm
 * @salt: a salt which is to be prepended to all data to be hashed
 * @salt_size: salt size in bytes
 *
 * Return: the kmalloc()'ed initial hash state, or NULL if out of memory.
 */
union fsverity_hash_ctx *
fsverity_prepare_hash_state(const struct fsverity_hash_alg *alg,
       const u8 *salt, size_t salt_size)
{
 u8 *padded_salt = NULL;
 size_t padded_salt_size;
 union fsverity_hash_ctx ctx;
 void *res = NULL;

 /*
 * Zero-pad the salt to the next multiple of the input size of the hash
 * algorithm's compression function, e.g. 64 bytes for SHA-256 or 128
 * bytes for SHA-512.  This ensures that the hash algorithm won't have
 * any bytes buffered internally after processing the salt, thus making
 * salted hashing just as fast as unsalted hashing.
 */
 padded_salt_size = round_up(salt_size, alg->block_size);
 padded_salt = kzalloc(padded_salt_size, GFP_KERNEL);
 if (!padded_salt)
  return NULL;
 memcpy(padded_salt, salt, salt_size);

 switch (alg->algo_id) {
 case HASH_ALGO_SHA256:
  sha256_init(&ctx.sha256);
  sha256_update(&ctx.sha256, padded_salt, padded_salt_size);
  res = kmemdup(&ctx.sha256, sizeof(ctx.sha256), GFP_KERNEL);
  break;
 case HASH_ALGO_SHA512:
  sha512_init(&ctx.sha512);
  sha512_update(&ctx.sha512, padded_salt, padded_salt_size);
  res = kmemdup(&ctx.sha512, sizeof(ctx.sha512), GFP_KERNEL);
  break;
 default:
  WARN_ON_ONCE(1);
 }
 kfree(padded_salt);
 return res;
}

/**
 * fsverity_hash_block() - hash a single data or hash block
 * @params: the Merkle tree's parameters
 * @inode: inode for which the hashing is being done
 * @data: virtual address of a buffer containing the block to hash
 * @out: output digest, size 'params->digest_size' bytes
 *
 * Hash a single data or hash block.  The hash is salted if a salt is specified
 * in the Merkle tree parameters.
 */
void fsverity_hash_block(const struct merkle_tree_params *params,
    const struct inode *inode, const void *data, u8 *out)
{
 union fsverity_hash_ctx ctx;

 if (!params->hashstate) {
  fsverity_hash_buffer(params->hash_alg, data, params->block_size,
         out);
  return;
 }

 switch (params->hash_alg->algo_id) {
 case HASH_ALGO_SHA256:
  ctx.sha256 = params->hashstate->sha256;
  sha256_update(&ctx.sha256, data, params->block_size);
  sha256_final(&ctx.sha256, out);
  return;
 case HASH_ALGO_SHA512:
  ctx.sha512 = params->hashstate->sha512;
  sha512_update(&ctx.sha512, data, params->block_size);
  sha512_final(&ctx.sha512, out);
  return;
 default:
  BUG();
 }
}

/**
 * fsverity_hash_buffer() - hash some data
 * @alg: the hash algorithm to use
 * @data: the data to hash
 * @size: size of data to hash, in bytes
 * @out: output digest, size 'alg->digest_size' bytes
 */
void fsverity_hash_buffer(const struct fsverity_hash_alg *alg,
     const void *data, size_t size, u8 *out)
{
 switch (alg->algo_id) {
 case HASH_ALGO_SHA256:
  sha256(data, size, out);
  return;
 case HASH_ALGO_SHA512:
  sha512(data, size, out);
  return;
 default:
  BUG();
 }
}

void __init fsverity_check_hash_algs(void)
{
 size_t i;

 /*
 * Sanity check the hash algorithms (could be a build-time check, but
 * they're in an array)
 */
 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fsverity_hash_algs); i++) {
  const struct fsverity_hash_alg *alg = &fsverity_hash_algs[i];

  if (!alg->name)
   continue;

  /*
 * 0 must never be allocated as an FS_VERITY_HASH_ALG_* value,
 * as it is reserved for users that use 0 to mean unspecified or
 * a default value.  fs/verity/ itself doesn't care and doesn't
 * have a default algorithm, but some users make use of this.
 */
  BUG_ON(i == 0);

  BUG_ON(alg->digest_size > FS_VERITY_MAX_DIGEST_SIZE);

  /*
 * For efficiency, the implementation currently assumes the
 * digest and block sizes are powers of 2.  This limitation can
 * be lifted if the code is updated to handle other values.
 */
  BUG_ON(!is_power_of_2(alg->digest_size));
  BUG_ON(!is_power_of_2(alg->block_size));

  /* Verify that there is a valid mapping to HASH_ALGO_*. */
  BUG_ON(alg->algo_id == 0);
  BUG_ON(alg->digest_size != hash_digest_size[alg->algo_id]);
 }
}