Quelle  evm_crypto.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
 * Copyright (C) 2005-2010 IBM Corporation
 *
 * Authors:
 * Mimi Zohar <zohar@us.ibm.com>
 * Kylene Hall <kjhall@us.ibm.com>
 *
 * File: evm_crypto.c
 *  Using root's kernel master key (kmk), calculate the HMAC
 */

#define pr_fmt(fmt) "EVM: "fmt

#include <linux/export.h>
#include <linux/crypto.h>
#include <linux/xattr.h>
#include <linux/evm.h>
#include <keys/encrypted-type.h>
#include <crypto/hash.h>
#include <crypto/hash_info.h>
#include "evm.h"

#define EVMKEY "evm-key"
#define MAX_KEY_SIZE 128
static unsigned char evmkey[MAX_KEY_SIZE];
static const int evmkey_len = MAX_KEY_SIZE;

static struct crypto_shash *hmac_tfm;
static struct crypto_shash *evm_tfm[HASH_ALGO__LAST];

static DEFINE_MUTEX(mutex);

#define EVM_SET_KEY_BUSY 0

static unsigned long evm_set_key_flags;

static const char evm_hmac[] = "hmac(sha1)";

/**
 * evm_set_key() - set EVM HMAC key from the kernel
 * @key: pointer to a buffer with the key data
 * @keylen: length of the key data
 *
 * This function allows setting the EVM HMAC key from the kernel
 * without using the "encrypted" key subsystem keys. It can be used
 * by the crypto HW kernel module which has its own way of managing
 * keys.
 *
 * key length should be between 32 and 128 bytes long
 */
int evm_set_key(void *key, size_t keylen)
{
 int rc;

 rc = -EBUSY;
 if (test_and_set_bit(EVM_SET_KEY_BUSY, &evm_set_key_flags))
  goto busy;
 rc = -EINVAL;
 if (keylen > MAX_KEY_SIZE)
  goto inval;
 memcpy(evmkey, key, keylen);
 evm_initialized |= EVM_INIT_HMAC;
 pr_info("key initialized\n");
 return 0;
inval:
 clear_bit(EVM_SET_KEY_BUSY, &evm_set_key_flags);
busy:
 pr_err("key initialization failed\n");
 return rc;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(evm_set_key);

static struct shash_desc *init_desc(char type, uint8_t hash_algo)
{
 long rc;
 const char *algo;
 struct crypto_shash **tfm, *tmp_tfm;
 struct shash_desc *desc;

 if (type == EVM_XATTR_HMAC) {
  if (!(evm_initialized & EVM_INIT_HMAC)) {
   pr_err_once("HMAC key is not set\n");
   return ERR_PTR(-ENOKEY);
  }
  tfm = &hmac_tfm;
  algo = evm_hmac;
 } else {
  if (hash_algo >= HASH_ALGO__LAST)
   return ERR_PTR(-EINVAL);

  tfm = &evm_tfm[hash_algo];
  algo = hash_algo_name[hash_algo];
 }

 if (*tfm)
  goto alloc;
 mutex_lock(&mutex);
 if (*tfm)
  goto unlock;

 tmp_tfm = crypto_alloc_shash(algo, 0, CRYPTO_NOLOAD);
 if (IS_ERR(tmp_tfm)) {
  pr_err("Can not allocate %s (reason: %ld)\n", algo,
         PTR_ERR(tmp_tfm));
  mutex_unlock(&mutex);
  return ERR_CAST(tmp_tfm);
 }
 if (type == EVM_XATTR_HMAC) {
  rc = crypto_shash_setkey(tmp_tfm, evmkey, evmkey_len);
  if (rc) {
   crypto_free_shash(tmp_tfm);
   mutex_unlock(&mutex);
   return ERR_PTR(rc);
  }
 }
 *tfm = tmp_tfm;
unlock:
 mutex_unlock(&mutex);
alloc:
 desc = kmalloc(sizeof(*desc) + crypto_shash_descsize(*tfm),
   GFP_KERNEL);
 if (!desc)
  return ERR_PTR(-ENOMEM);

 desc->tfm = *tfm;

 rc = crypto_shash_init(desc);
 if (rc) {
  kfree(desc);
  return ERR_PTR(rc);
 }
 return desc;
}

/* Protect against 'cutting & pasting' security.evm xattr, include inode
 * specific info.
 *
 * (Additional directory/file metadata needs to be added for more complete
 * protection.)
 */
static void hmac_add_misc(struct shash_desc *desc, struct inode *inode,
     char type, char *digest)
{
 struct h_misc {
  unsigned long ino;
  __u32 generation;
  uid_t uid;
  gid_t gid;
  umode_t mode;
 } hmac_misc;

 memset(&hmac_misc, 0, sizeof(hmac_misc));
 /* Don't include the inode or generation number in portable
 * signatures
 */
 if (type != EVM_XATTR_PORTABLE_DIGSIG) {
  hmac_misc.ino = inode->i_ino;
  hmac_misc.generation = inode->i_generation;
 }
 /* The hmac uid and gid must be encoded in the initial user
 * namespace (not the filesystems user namespace) as encoding
 * them in the filesystems user namespace allows an attack
 * where first they are written in an unprivileged fuse mount
 * of a filesystem and then the system is tricked to mount the
 * filesystem for real on next boot and trust it because
 * everything is signed.
 */
 hmac_misc.uid = from_kuid(&init_user_ns, inode->i_uid);
 hmac_misc.gid = from_kgid(&init_user_ns, inode->i_gid);
 hmac_misc.mode = inode->i_mode;
 crypto_shash_update(desc, (const u8 *)&hmac_misc, sizeof(hmac_misc));
 if ((evm_hmac_attrs & EVM_ATTR_FSUUID) &&
     type != EVM_XATTR_PORTABLE_DIGSIG)
  crypto_shash_update(desc, (u8 *)&inode->i_sb->s_uuid, UUID_SIZE);
 crypto_shash_final(desc, digest);

 pr_debug("hmac_misc: (%zu) [%*phN]\n", sizeof(struct h_misc),
   (int)sizeof(struct h_misc), &hmac_misc);
}

/*
 * Dump large security xattr values as a continuous ascii hexadecimal string.
 * (pr_debug is limited to 64 bytes.)
 */
static void dump_security_xattr_l(const char *prefix, const void *src,
      size_t count)
{
#if defined(DEBUG) || defined(CONFIG_DYNAMIC_DEBUG)
 char *asciihex, *p;

 p = asciihex = kmalloc(count * 2 + 1, GFP_KERNEL);
 if (!asciihex)
  return;

 p = bin2hex(p, src, count);
 *p = 0;
 pr_debug("%s: (%zu) %.*s\n", prefix, count, (int)count * 2, asciihex);
 kfree(asciihex);
#endif
}

static void dump_security_xattr(const char *name, const char *value,
    size_t value_len)
{
 if (value_len < 64)
  pr_debug("%s: (%zu) [%*phN]\n", name, value_len,
    (int)value_len, value);
 else
  dump_security_xattr_l(name, value, value_len);
}

/*
 * Calculate the HMAC value across the set of protected security xattrs.
 *
 * Instead of retrieving the requested xattr, for performance, calculate
 * the hmac using the requested xattr value. Don't alloc/free memory for
 * each xattr, but attempt to re-use the previously allocated memory.
 */
static int evm_calc_hmac_or_hash(struct dentry *dentry,
     const char *req_xattr_name,
     const char *req_xattr_value,
     size_t req_xattr_value_len,
     uint8_t type, struct evm_digest *data,
     struct evm_iint_cache *iint)
{
 struct inode *inode = d_inode(d_real(dentry, D_REAL_METADATA));
 struct xattr_list *xattr;
 struct shash_desc *desc;
 size_t xattr_size = 0;
 char *xattr_value = NULL;
 int error;
 int size, user_space_size;
 bool ima_present = false;
 u64 i_version = 0;

 if (!(inode->i_opflags & IOP_XATTR) ||
     inode->i_sb->s_user_ns != &init_user_ns)
  return -EOPNOTSUPP;

 desc = init_desc(type, data->hdr.algo);
 if (IS_ERR(desc))
  return PTR_ERR(desc);

 data->hdr.length = crypto_shash_digestsize(desc->tfm);

 error = -ENODATA;
 list_for_each_entry_lockless(xattr, &evm_config_xattrnames, list) {
  bool is_ima = false;

  if (strcmp(xattr->name, XATTR_NAME_IMA) == 0)
   is_ima = true;

  /*
 * Skip non-enabled xattrs for locally calculated
 * signatures/HMACs.
 */
  if (type != EVM_XATTR_PORTABLE_DIGSIG && !xattr->enabled)
   continue;

  if ((req_xattr_name && req_xattr_value)
      && !strcmp(xattr->name, req_xattr_name)) {
   error = 0;
   crypto_shash_update(desc, (const u8 *)req_xattr_value,
          req_xattr_value_len);
   if (is_ima)
    ima_present = true;

   dump_security_xattr(req_xattr_name,
         req_xattr_value,
         req_xattr_value_len);
   continue;
  }
  size = vfs_getxattr_alloc(&nop_mnt_idmap, dentry, xattr->name,
       &xattr_value, xattr_size, GFP_NOFS);
  if (size == -ENOMEM) {
   error = -ENOMEM;
   goto out;
  }
  if (size < 0)
   continue;

  user_space_size = vfs_getxattr(&nop_mnt_idmap, dentry,
            xattr->name, NULL, 0);
  if (user_space_size != size)
   pr_debug("file %s: xattr %s size mismatch (kernel: %d, user: %d)\n",
     dentry->d_name.name, xattr->name, size,
     user_space_size);
  error = 0;
  xattr_size = size;
  crypto_shash_update(desc, (const u8 *)xattr_value, xattr_size);
  if (is_ima)
   ima_present = true;

  dump_security_xattr(xattr->name, xattr_value, xattr_size);
 }
 hmac_add_misc(desc, inode, type, data->digest);

 if (inode != d_backing_inode(dentry) && iint) {
  if (IS_I_VERSION(inode))
   i_version = inode_query_iversion(inode);
  integrity_inode_attrs_store(&iint->metadata_inode, i_version,
         inode);
 }

 /* Portable EVM signatures must include an IMA hash */
 if (type == EVM_XATTR_PORTABLE_DIGSIG && !ima_present)
  error = -EPERM;
out:
 kfree(xattr_value);
 kfree(desc);
 return error;
}

int evm_calc_hmac(struct dentry *dentry, const char *req_xattr_name,
    const char *req_xattr_value, size_t req_xattr_value_len,
    struct evm_digest *data, struct evm_iint_cache *iint)
{
 return evm_calc_hmac_or_hash(dentry, req_xattr_name, req_xattr_value,
        req_xattr_value_len, EVM_XATTR_HMAC, data,
        iint);
}

int evm_calc_hash(struct dentry *dentry, const char *req_xattr_name,
    const char *req_xattr_value, size_t req_xattr_value_len,
    char type, struct evm_digest *data, struct evm_iint_cache *iint)
{
 return evm_calc_hmac_or_hash(dentry, req_xattr_name, req_xattr_value,
         req_xattr_value_len, type, data, iint);
}

static int evm_is_immutable(struct dentry *dentry, struct inode *inode)
{
 const struct evm_ima_xattr_data *xattr_data = NULL;
 struct evm_iint_cache *iint;
 int rc = 0;

 iint = evm_iint_inode(inode);
 if (iint && (iint->flags & EVM_IMMUTABLE_DIGSIG))
  return 1;

 /* Do this the hard way */
 rc = vfs_getxattr_alloc(&nop_mnt_idmap, dentry, XATTR_NAME_EVM,
    (char **)&xattr_data, 0, GFP_NOFS);
 if (rc <= 0) {
  if (rc == -ENODATA)
   rc = 0;
  goto out;
 }
 if (xattr_data->type == EVM_XATTR_PORTABLE_DIGSIG)
  rc = 1;
 else
  rc = 0;

out:
 kfree(xattr_data);
 return rc;
}


/*
 * Calculate the hmac and update security.evm xattr
 *
 * Expects to be called with i_mutex locked.
 */
int evm_update_evmxattr(struct dentry *dentry, const char *xattr_name,
   const char *xattr_value, size_t xattr_value_len)
{
 struct inode *inode = d_backing_inode(dentry);
 struct evm_iint_cache *iint = evm_iint_inode(inode);
 struct evm_digest data;
 int rc = 0;

 /*
 * Don't permit any transformation of the EVM xattr if the signature
 * is of an immutable type
 */
 rc = evm_is_immutable(dentry, inode);
 if (rc < 0)
  return rc;
 if (rc)
  return -EPERM;

 data.hdr.algo = HASH_ALGO_SHA1;
 rc = evm_calc_hmac(dentry, xattr_name, xattr_value,
      xattr_value_len, &data, iint);
 if (rc == 0) {
  data.hdr.xattr.sha1.type = EVM_XATTR_HMAC;
  rc = __vfs_setxattr_noperm(&nop_mnt_idmap, dentry,
        XATTR_NAME_EVM,
        &data.hdr.xattr.data[1],
        SHA1_DIGEST_SIZE + 1, 0);
 } else if (rc == -ENODATA && (inode->i_opflags & IOP_XATTR)) {
  rc = __vfs_removexattr(&nop_mnt_idmap, dentry, XATTR_NAME_EVM);
 }
 return rc;
}

int evm_init_hmac(struct inode *inode, const struct xattr *xattrs,
    char *hmac_val)
{
 struct shash_desc *desc;
 const struct xattr *xattr;

 desc = init_desc(EVM_XATTR_HMAC, HASH_ALGO_SHA1);
 if (IS_ERR(desc)) {
  pr_info("init_desc failed\n");
  return PTR_ERR(desc);
 }

 for (xattr = xattrs; xattr->name; xattr++) {
  if (!evm_protected_xattr(xattr->name))
   continue;

  crypto_shash_update(desc, xattr->value, xattr->value_len);
 }

 hmac_add_misc(desc, inode, EVM_XATTR_HMAC, hmac_val);
 kfree(desc);
 return 0;
}

/*
 * Get the key from the TPM for the SHA1-HMAC
 */
int evm_init_key(void)
{
 struct key *evm_key;
 struct encrypted_key_payload *ekp;
 int rc;

 evm_key = request_key(&key_type_encrypted, EVMKEY, NULL);
 if (IS_ERR(evm_key))
  return -ENOENT;

 down_read(&evm_key->sem);
 ekp = evm_key->payload.data[0];

 rc = evm_set_key(ekp->decrypted_data, ekp->decrypted_datalen);

 /* burn the original key contents */
 memset(ekp->decrypted_data, 0, ekp->decrypted_datalen);
 up_read(&evm_key->sem);
 key_put(evm_key);
 return rc;
}