Merge branch 'for-2.6.40/core' of git://git.kernel.dk/linux-2.6-block
[linux-2.6.git] / Documentation / keys.txt
1                          ============================
2                          KERNEL KEY RETENTION SERVICE
3                          ============================
4
5 This service allows cryptographic keys, authentication tokens, cross-domain
6 user mappings, and similar to be cached in the kernel for the use of
7 filesystems and other kernel services.
8
9 Keyrings are permitted; these are a special type of key that can hold links to
10 other keys. Processes each have three standard keyring subscriptions that a
11 kernel service can search for relevant keys.
12
13 The key service can be configured on by enabling:
14
15         "Security options"/"Enable access key retention support" (CONFIG_KEYS)
16
17 This document has the following sections:
18
19         - Key overview
20         - Key service overview
21         - Key access permissions
22         - SELinux support
23         - New procfs files
24         - Userspace system call interface
25         - Kernel services
26         - Notes on accessing payload contents
27         - Defining a key type
28         - Request-key callback service
29         - Garbage collection
30
31
32 ============
33 KEY OVERVIEW
34 ============
35
36 In this context, keys represent units of cryptographic data, authentication
37 tokens, keyrings, etc.. These are represented in the kernel by struct key.
38
39 Each key has a number of attributes:
40
41         - A serial number.
42         - A type.
43         - A description (for matching a key in a search).
44         - Access control information.
45         - An expiry time.
46         - A payload.
47         - State.
48
49
50  (*) Each key is issued a serial number of type key_serial_t that is unique for
51      the lifetime of that key. All serial numbers are positive non-zero 32-bit
52      integers.
53
54      Userspace programs can use a key's serial numbers as a way to gain access
55      to it, subject to permission checking.
56
57  (*) Each key is of a defined "type". Types must be registered inside the
58      kernel by a kernel service (such as a filesystem) before keys of that type
59      can be added or used. Userspace programs cannot define new types directly.
60
61      Key types are represented in the kernel by struct key_type. This defines a
62      number of operations that can be performed on a key of that type.
63
64      Should a type be removed from the system, all the keys of that type will
65      be invalidated.
66
67  (*) Each key has a description. This should be a printable string. The key
68      type provides an operation to perform a match between the description on a
69      key and a criterion string.
70
71  (*) Each key has an owner user ID, a group ID and a permissions mask. These
72      are used to control what a process may do to a key from userspace, and
73      whether a kernel service will be able to find the key.
74
75  (*) Each key can be set to expire at a specific time by the key type's
76      instantiation function. Keys can also be immortal.
77
78  (*) Each key can have a payload. This is a quantity of data that represent the
79      actual "key". In the case of a keyring, this is a list of keys to which
80      the keyring links; in the case of a user-defined key, it's an arbitrary
81      blob of data.
82
83      Having a payload is not required; and the payload can, in fact, just be a
84      value stored in the struct key itself.
85
86      When a key is instantiated, the key type's instantiation function is
87      called with a blob of data, and that then creates the key's payload in
88      some way.
89
90      Similarly, when userspace wants to read back the contents of the key, if
91      permitted, another key type operation will be called to convert the key's
92      attached payload back into a blob of data.
93
94  (*) Each key can be in one of a number of basic states:
95
96      (*) Uninstantiated. The key exists, but does not have any data attached.
97          Keys being requested from userspace will be in this state.
98
99      (*) Instantiated. This is the normal state. The key is fully formed, and
100          has data attached.
101
102      (*) Negative. This is a relatively short-lived state. The key acts as a
103          note saying that a previous call out to userspace failed, and acts as
104          a throttle on key lookups. A negative key can be updated to a normal
105          state.
106
107      (*) Expired. Keys can have lifetimes set. If their lifetime is exceeded,
108          they traverse to this state. An expired key can be updated back to a
109          normal state.
110
111      (*) Revoked. A key is put in this state by userspace action. It can't be
112          found or operated upon (apart from by unlinking it).
113
114      (*) Dead. The key's type was unregistered, and so the key is now useless.
115
116 Keys in the last three states are subject to garbage collection.  See the
117 section on "Garbage collection".
118
119
120 ====================
121 KEY SERVICE OVERVIEW
122 ====================
123
124 The key service provides a number of features besides keys:
125
126  (*) The key service defines two special key types:
127
128      (+) "keyring"
129
130          Keyrings are special keys that contain a list of other keys. Keyring
131          lists can be modified using various system calls. Keyrings should not
132          be given a payload when created.
133
134      (+) "user"
135
136          A key of this type has a description and a payload that are arbitrary
137          blobs of data. These can be created, updated and read by userspace,
138          and aren't intended for use by kernel services.
139
140  (*) Each process subscribes to three keyrings: a thread-specific keyring, a
141      process-specific keyring, and a session-specific keyring.
142
143      The thread-specific keyring is discarded from the child when any sort of
144      clone, fork, vfork or execve occurs. A new keyring is created only when
145      required.
146
147      The process-specific keyring is replaced with an empty one in the child on
148      clone, fork, vfork unless CLONE_THREAD is supplied, in which case it is
149      shared. execve also discards the process's process keyring and creates a
150      new one.
151
152      The session-specific keyring is persistent across clone, fork, vfork and
153      execve, even when the latter executes a set-UID or set-GID binary. A
154      process can, however, replace its current session keyring with a new one
155      by using PR_JOIN_SESSION_KEYRING. It is permitted to request an anonymous
156      new one, or to attempt to create or join one of a specific name.
157
158      The ownership of the thread keyring changes when the real UID and GID of
159      the thread changes.
160
161  (*) Each user ID resident in the system holds two special keyrings: a user
162      specific keyring and a default user session keyring. The default session
163      keyring is initialised with a link to the user-specific keyring.
164
165      When a process changes its real UID, if it used to have no session key, it
166      will be subscribed to the default session key for the new UID.
167
168      If a process attempts to access its session key when it doesn't have one,
169      it will be subscribed to the default for its current UID.
170
171  (*) Each user has two quotas against which the keys they own are tracked. One
172      limits the total number of keys and keyrings, the other limits the total
173      amount of description and payload space that can be consumed.
174
175      The user can view information on this and other statistics through procfs
176      files.  The root user may also alter the quota limits through sysctl files
177      (see the section "New procfs files").
178
179      Process-specific and thread-specific keyrings are not counted towards a
180      user's quota.
181
182      If a system call that modifies a key or keyring in some way would put the
183      user over quota, the operation is refused and error EDQUOT is returned.
184
185  (*) There's a system call interface by which userspace programs can create and
186      manipulate keys and keyrings.
187
188  (*) There's a kernel interface by which services can register types and search
189      for keys.
190
191  (*) There's a way for the a search done from the kernel to call back to
192      userspace to request a key that can't be found in a process's keyrings.
193
194  (*) An optional filesystem is available through which the key database can be
195      viewed and manipulated.
196
197
198 ======================
199 KEY ACCESS PERMISSIONS
200 ======================
201
202 Keys have an owner user ID, a group access ID, and a permissions mask. The mask
203 has up to eight bits each for possessor, user, group and other access. Only
204 six of each set of eight bits are defined. These permissions granted are:
205
206  (*) View
207
208      This permits a key or keyring's attributes to be viewed - including key
209      type and description.
210
211  (*) Read
212
213      This permits a key's payload to be viewed or a keyring's list of linked
214      keys.
215
216  (*) Write
217
218      This permits a key's payload to be instantiated or updated, or it allows a
219      link to be added to or removed from a keyring.
220
221  (*) Search
222
223      This permits keyrings to be searched and keys to be found. Searches can
224      only recurse into nested keyrings that have search permission set.
225
226  (*) Link
227
228      This permits a key or keyring to be linked to. To create a link from a
229      keyring to a key, a process must have Write permission on the keyring and
230      Link permission on the key.
231
232  (*) Set Attribute
233
234      This permits a key's UID, GID and permissions mask to be changed.
235
236 For changing the ownership, group ID or permissions mask, being the owner of
237 the key or having the sysadmin capability is sufficient.
238
239
240 ===============
241 SELINUX SUPPORT
242 ===============
243
244 The security class "key" has been added to SELinux so that mandatory access
245 controls can be applied to keys created within various contexts.  This support
246 is preliminary, and is likely to change quite significantly in the near future.
247 Currently, all of the basic permissions explained above are provided in SELinux
248 as well; SELinux is simply invoked after all basic permission checks have been
249 performed.
250
251 The value of the file /proc/self/attr/keycreate influences the labeling of
252 newly-created keys.  If the contents of that file correspond to an SELinux
253 security context, then the key will be assigned that context.  Otherwise, the
254 key will be assigned the current context of the task that invoked the key
255 creation request.  Tasks must be granted explicit permission to assign a
256 particular context to newly-created keys, using the "create" permission in the
257 key security class.
258
259 The default keyrings associated with users will be labeled with the default
260 context of the user if and only if the login programs have been instrumented to
261 properly initialize keycreate during the login process.  Otherwise, they will
262 be labeled with the context of the login program itself.
263
264 Note, however, that the default keyrings associated with the root user are
265 labeled with the default kernel context, since they are created early in the
266 boot process, before root has a chance to log in.
267
268 The keyrings associated with new threads are each labeled with the context of
269 their associated thread, and both session and process keyrings are handled
270 similarly.
271
272
273 ================
274 NEW PROCFS FILES
275 ================
276
277 Two files have been added to procfs by which an administrator can find out
278 about the status of the key service:
279
280  (*) /proc/keys
281
282      This lists the keys that are currently viewable by the task reading the
283      file, giving information about their type, description and permissions.
284      It is not possible to view the payload of the key this way, though some
285      information about it may be given.
286
287      The only keys included in the list are those that grant View permission to
288      the reading process whether or not it possesses them.  Note that LSM
289      security checks are still performed, and may further filter out keys that
290      the current process is not authorised to view.
291
292      The contents of the file look like this:
293
294         SERIAL   FLAGS  USAGE EXPY PERM     UID   GID   TYPE      DESCRIPTION: SUMMARY
295         00000001 I-----    39 perm 1f3f0000     0     0 keyring   _uid_ses.0: 1/4
296         00000002 I-----     2 perm 1f3f0000     0     0 keyring   _uid.0: empty
297         00000007 I-----     1 perm 1f3f0000     0     0 keyring   _pid.1: empty
298         0000018d I-----     1 perm 1f3f0000     0     0 keyring   _pid.412: empty
299         000004d2 I--Q--     1 perm 1f3f0000    32    -1 keyring   _uid.32: 1/4
300         000004d3 I--Q--     3 perm 1f3f0000    32    -1 keyring   _uid_ses.32: empty
301         00000892 I--QU-     1 perm 1f000000     0     0 user      metal:copper: 0
302         00000893 I--Q-N     1  35s 1f3f0000     0     0 user      metal:silver: 0
303         00000894 I--Q--     1  10h 003f0000     0     0 user      metal:gold: 0
304
305      The flags are:
306
307         I       Instantiated
308         R       Revoked
309         D       Dead
310         Q       Contributes to user's quota
311         U       Under construction by callback to userspace
312         N       Negative key
313
314      This file must be enabled at kernel configuration time as it allows anyone
315      to list the keys database.
316
317  (*) /proc/key-users
318
319      This file lists the tracking data for each user that has at least one key
320      on the system.  Such data includes quota information and statistics:
321
322         [root@andromeda root]# cat /proc/key-users
323         0:     46 45/45 1/100 13/10000
324         29:     2 2/2 2/100 40/10000
325         32:     2 2/2 2/100 40/10000
326         38:     2 2/2 2/100 40/10000
327
328      The format of each line is
329         <UID>:                  User ID to which this applies
330         <usage>                 Structure refcount
331         <inst>/<keys>           Total number of keys and number instantiated
332         <keys>/<max>            Key count quota
333         <bytes>/<max>           Key size quota
334
335
336 Four new sysctl files have been added also for the purpose of controlling the
337 quota limits on keys:
338
339  (*) /proc/sys/kernel/keys/root_maxkeys
340      /proc/sys/kernel/keys/root_maxbytes
341
342      These files hold the maximum number of keys that root may have and the
343      maximum total number of bytes of data that root may have stored in those
344      keys.
345
346  (*) /proc/sys/kernel/keys/maxkeys
347      /proc/sys/kernel/keys/maxbytes
348
349      These files hold the maximum number of keys that each non-root user may
350      have and the maximum total number of bytes of data that each of those
351      users may have stored in their keys.
352
353 Root may alter these by writing each new limit as a decimal number string to
354 the appropriate file.
355
356
357 ===============================
358 USERSPACE SYSTEM CALL INTERFACE
359 ===============================
360
361 Userspace can manipulate keys directly through three new syscalls: add_key,
362 request_key and keyctl. The latter provides a number of functions for
363 manipulating keys.
364
365 When referring to a key directly, userspace programs should use the key's
366 serial number (a positive 32-bit integer). However, there are some special
367 values available for referring to special keys and keyrings that relate to the
368 process making the call:
369
370         CONSTANT                        VALUE   KEY REFERENCED
371         ==============================  ======  ===========================
372         KEY_SPEC_THREAD_KEYRING         -1      thread-specific keyring
373         KEY_SPEC_PROCESS_KEYRING        -2      process-specific keyring
374         KEY_SPEC_SESSION_KEYRING        -3      session-specific keyring
375         KEY_SPEC_USER_KEYRING           -4      UID-specific keyring
376         KEY_SPEC_USER_SESSION_KEYRING   -5      UID-session keyring
377         KEY_SPEC_GROUP_KEYRING          -6      GID-specific keyring
378         KEY_SPEC_REQKEY_AUTH_KEY        -7      assumed request_key()
379                                                   authorisation key
380
381
382 The main syscalls are:
383
384  (*) Create a new key of given type, description and payload and add it to the
385      nominated keyring:
386
387         key_serial_t add_key(const char *type, const char *desc,
388                              const void *payload, size_t plen,
389                              key_serial_t keyring);
390
391      If a key of the same type and description as that proposed already exists
392      in the keyring, this will try to update it with the given payload, or it
393      will return error EEXIST if that function is not supported by the key
394      type. The process must also have permission to write to the key to be able
395      to update it. The new key will have all user permissions granted and no
396      group or third party permissions.
397
398      Otherwise, this will attempt to create a new key of the specified type and
399      description, and to instantiate it with the supplied payload and attach it
400      to the keyring. In this case, an error will be generated if the process
401      does not have permission to write to the keyring.
402
403      The payload is optional, and the pointer can be NULL if not required by
404      the type. The payload is plen in size, and plen can be zero for an empty
405      payload.
406
407      A new keyring can be generated by setting type "keyring", the keyring name
408      as the description (or NULL) and setting the payload to NULL.
409
410      User defined keys can be created by specifying type "user". It is
411      recommended that a user defined key's description by prefixed with a type
412      ID and a colon, such as "krb5tgt:" for a Kerberos 5 ticket granting
413      ticket.
414
415      Any other type must have been registered with the kernel in advance by a
416      kernel service such as a filesystem.
417
418      The ID of the new or updated key is returned if successful.
419
420
421  (*) Search the process's keyrings for a key, potentially calling out to
422      userspace to create it.
423
424         key_serial_t request_key(const char *type, const char *description,
425                                  const char *callout_info,
426                                  key_serial_t dest_keyring);
427
428      This function searches all the process's keyrings in the order thread,
429      process, session for a matching key. This works very much like
430      KEYCTL_SEARCH, including the optional attachment of the discovered key to
431      a keyring.
432
433      If a key cannot be found, and if callout_info is not NULL, then
434      /sbin/request-key will be invoked in an attempt to obtain a key. The
435      callout_info string will be passed as an argument to the program.
436
437      See also Documentation/keys-request-key.txt.
438
439
440 The keyctl syscall functions are:
441
442  (*) Map a special key ID to a real key ID for this process:
443
444         key_serial_t keyctl(KEYCTL_GET_KEYRING_ID, key_serial_t id,
445                             int create);
446
447      The special key specified by "id" is looked up (with the key being created
448      if necessary) and the ID of the key or keyring thus found is returned if
449      it exists.
450
451      If the key does not yet exist, the key will be created if "create" is
452      non-zero; and the error ENOKEY will be returned if "create" is zero.
453
454
455  (*) Replace the session keyring this process subscribes to with a new one:
456
457         key_serial_t keyctl(KEYCTL_JOIN_SESSION_KEYRING, const char *name);
458
459      If name is NULL, an anonymous keyring is created attached to the process
460      as its session keyring, displacing the old session keyring.
461
462      If name is not NULL, if a keyring of that name exists, the process
463      attempts to attach it as the session keyring, returning an error if that
464      is not permitted; otherwise a new keyring of that name is created and
465      attached as the session keyring.
466
467      To attach to a named keyring, the keyring must have search permission for
468      the process's ownership.
469
470      The ID of the new session keyring is returned if successful.
471
472
473  (*) Update the specified key:
474
475         long keyctl(KEYCTL_UPDATE, key_serial_t key, const void *payload,
476                     size_t plen);
477
478      This will try to update the specified key with the given payload, or it
479      will return error EOPNOTSUPP if that function is not supported by the key
480      type. The process must also have permission to write to the key to be able
481      to update it.
482
483      The payload is of length plen, and may be absent or empty as for
484      add_key().
485
486
487  (*) Revoke a key:
488
489         long keyctl(KEYCTL_REVOKE, key_serial_t key);
490
491      This makes a key unavailable for further operations. Further attempts to
492      use the key will be met with error EKEYREVOKED, and the key will no longer
493      be findable.
494
495
496  (*) Change the ownership of a key:
497
498         long keyctl(KEYCTL_CHOWN, key_serial_t key, uid_t uid, gid_t gid);
499
500      This function permits a key's owner and group ID to be changed. Either one
501      of uid or gid can be set to -1 to suppress that change.
502
503      Only the superuser can change a key's owner to something other than the
504      key's current owner. Similarly, only the superuser can change a key's
505      group ID to something other than the calling process's group ID or one of
506      its group list members.
507
508
509  (*) Change the permissions mask on a key:
510
511         long keyctl(KEYCTL_SETPERM, key_serial_t key, key_perm_t perm);
512
513      This function permits the owner of a key or the superuser to change the
514      permissions mask on a key.
515
516      Only bits the available bits are permitted; if any other bits are set,
517      error EINVAL will be returned.
518
519
520  (*) Describe a key:
521
522         long keyctl(KEYCTL_DESCRIBE, key_serial_t key, char *buffer,
523                     size_t buflen);
524
525      This function returns a summary of the key's attributes (but not its
526      payload data) as a string in the buffer provided.
527
528      Unless there's an error, it always returns the amount of data it could
529      produce, even if that's too big for the buffer, but it won't copy more
530      than requested to userspace. If the buffer pointer is NULL then no copy
531      will take place.
532
533      A process must have view permission on the key for this function to be
534      successful.
535
536      If successful, a string is placed in the buffer in the following format:
537
538         <type>;<uid>;<gid>;<perm>;<description>
539
540      Where type and description are strings, uid and gid are decimal, and perm
541      is hexadecimal. A NUL character is included at the end of the string if
542      the buffer is sufficiently big.
543
544      This can be parsed with
545
546         sscanf(buffer, "%[^;];%d;%d;%o;%s", type, &uid, &gid, &mode, desc);
547
548
549  (*) Clear out a keyring:
550
551         long keyctl(KEYCTL_CLEAR, key_serial_t keyring);
552
553      This function clears the list of keys attached to a keyring. The calling
554      process must have write permission on the keyring, and it must be a
555      keyring (or else error ENOTDIR will result).
556
557
558  (*) Link a key into a keyring:
559
560         long keyctl(KEYCTL_LINK, key_serial_t keyring, key_serial_t key);
561
562      This function creates a link from the keyring to the key. The process must
563      have write permission on the keyring and must have link permission on the
564      key.
565
566      Should the keyring not be a keyring, error ENOTDIR will result; and if the
567      keyring is full, error ENFILE will result.
568
569      The link procedure checks the nesting of the keyrings, returning ELOOP if
570      it appears too deep or EDEADLK if the link would introduce a cycle.
571
572      Any links within the keyring to keys that match the new key in terms of
573      type and description will be discarded from the keyring as the new one is
574      added.
575
576
577  (*) Unlink a key or keyring from another keyring:
578
579         long keyctl(KEYCTL_UNLINK, key_serial_t keyring, key_serial_t key);
580
581      This function looks through the keyring for the first link to the
582      specified key, and removes it if found. Subsequent links to that key are
583      ignored. The process must have write permission on the keyring.
584
585      If the keyring is not a keyring, error ENOTDIR will result; and if the key
586      is not present, error ENOENT will be the result.
587
588
589  (*) Search a keyring tree for a key:
590
591         key_serial_t keyctl(KEYCTL_SEARCH, key_serial_t keyring,
592                             const char *type, const char *description,
593                             key_serial_t dest_keyring);
594
595      This searches the keyring tree headed by the specified keyring until a key
596      is found that matches the type and description criteria. Each keyring is
597      checked for keys before recursion into its children occurs.
598
599      The process must have search permission on the top level keyring, or else
600      error EACCES will result. Only keyrings that the process has search
601      permission on will be recursed into, and only keys and keyrings for which
602      a process has search permission can be matched. If the specified keyring
603      is not a keyring, ENOTDIR will result.
604
605      If the search succeeds, the function will attempt to link the found key
606      into the destination keyring if one is supplied (non-zero ID). All the
607      constraints applicable to KEYCTL_LINK apply in this case too.
608
609      Error ENOKEY, EKEYREVOKED or EKEYEXPIRED will be returned if the search
610      fails. On success, the resulting key ID will be returned.
611
612
613  (*) Read the payload data from a key:
614
615         long keyctl(KEYCTL_READ, key_serial_t keyring, char *buffer,
616                     size_t buflen);
617
618      This function attempts to read the payload data from the specified key
619      into the buffer. The process must have read permission on the key to
620      succeed.
621
622      The returned data will be processed for presentation by the key type. For
623      instance, a keyring will return an array of key_serial_t entries
624      representing the IDs of all the keys to which it is subscribed. The user
625      defined key type will return its data as is. If a key type does not
626      implement this function, error EOPNOTSUPP will result.
627
628      As much of the data as can be fitted into the buffer will be copied to
629      userspace if the buffer pointer is not NULL.
630
631      On a successful return, the function will always return the amount of data
632      available rather than the amount copied.
633
634
635  (*) Instantiate a partially constructed key.
636
637         long keyctl(KEYCTL_INSTANTIATE, key_serial_t key,
638                     const void *payload, size_t plen,
639                     key_serial_t keyring);
640         long keyctl(KEYCTL_INSTANTIATE_IOV, key_serial_t key,
641                     const struct iovec *payload_iov, unsigned ioc,
642                     key_serial_t keyring);
643
644      If the kernel calls back to userspace to complete the instantiation of a
645      key, userspace should use this call to supply data for the key before the
646      invoked process returns, or else the key will be marked negative
647      automatically.
648
649      The process must have write access on the key to be able to instantiate
650      it, and the key must be uninstantiated.
651
652      If a keyring is specified (non-zero), the key will also be linked into
653      that keyring, however all the constraints applying in KEYCTL_LINK apply in
654      this case too.
655
656      The payload and plen arguments describe the payload data as for add_key().
657
658      The payload_iov and ioc arguments describe the payload data in an iovec
659      array instead of a single buffer.
660
661
662  (*) Negatively instantiate a partially constructed key.
663
664         long keyctl(KEYCTL_NEGATE, key_serial_t key,
665                     unsigned timeout, key_serial_t keyring);
666         long keyctl(KEYCTL_REJECT, key_serial_t key,
667                     unsigned timeout, unsigned error, key_serial_t keyring);
668
669      If the kernel calls back to userspace to complete the instantiation of a
670      key, userspace should use this call mark the key as negative before the
671      invoked process returns if it is unable to fulfil the request.
672
673      The process must have write access on the key to be able to instantiate
674      it, and the key must be uninstantiated.
675
676      If a keyring is specified (non-zero), the key will also be linked into
677      that keyring, however all the constraints applying in KEYCTL_LINK apply in
678      this case too.
679
680      If the key is rejected, future searches for it will return the specified
681      error code until the rejected key expires.  Negating the key is the same
682      as rejecting the key with ENOKEY as the error code.
683
684
685  (*) Set the default request-key destination keyring.
686
687         long keyctl(KEYCTL_SET_REQKEY_KEYRING, int reqkey_defl);
688
689      This sets the default keyring to which implicitly requested keys will be
690      attached for this thread. reqkey_defl should be one of these constants:
691
692         CONSTANT                                VALUE   NEW DEFAULT KEYRING
693         ======================================  ======  =======================
694         KEY_REQKEY_DEFL_NO_CHANGE               -1      No change
695         KEY_REQKEY_DEFL_DEFAULT                 0       Default[1]
696         KEY_REQKEY_DEFL_THREAD_KEYRING          1       Thread keyring
697         KEY_REQKEY_DEFL_PROCESS_KEYRING         2       Process keyring
698         KEY_REQKEY_DEFL_SESSION_KEYRING         3       Session keyring
699         KEY_REQKEY_DEFL_USER_KEYRING            4       User keyring
700         KEY_REQKEY_DEFL_USER_SESSION_KEYRING    5       User session keyring
701         KEY_REQKEY_DEFL_GROUP_KEYRING           6       Group keyring
702
703      The old default will be returned if successful and error EINVAL will be
704      returned if reqkey_defl is not one of the above values.
705
706      The default keyring can be overridden by the keyring indicated to the
707      request_key() system call.
708
709      Note that this setting is inherited across fork/exec.
710
711      [1] The default is: the thread keyring if there is one, otherwise
712      the process keyring if there is one, otherwise the session keyring if
713      there is one, otherwise the user default session keyring.
714
715
716  (*) Set the timeout on a key.
717
718         long keyctl(KEYCTL_SET_TIMEOUT, key_serial_t key, unsigned timeout);
719
720      This sets or clears the timeout on a key. The timeout can be 0 to clear
721      the timeout or a number of seconds to set the expiry time that far into
722      the future.
723
724      The process must have attribute modification access on a key to set its
725      timeout. Timeouts may not be set with this function on negative, revoked
726      or expired keys.
727
728
729  (*) Assume the authority granted to instantiate a key
730
731         long keyctl(KEYCTL_ASSUME_AUTHORITY, key_serial_t key);
732
733      This assumes or divests the authority required to instantiate the
734      specified key. Authority can only be assumed if the thread has the
735      authorisation key associated with the specified key in its keyrings
736      somewhere.
737
738      Once authority is assumed, searches for keys will also search the
739      requester's keyrings using the requester's security label, UID, GID and
740      groups.
741
742      If the requested authority is unavailable, error EPERM will be returned,
743      likewise if the authority has been revoked because the target key is
744      already instantiated.
745
746      If the specified key is 0, then any assumed authority will be divested.
747
748      The assumed authoritative key is inherited across fork and exec.
749
750
751  (*) Get the LSM security context attached to a key.
752
753         long keyctl(KEYCTL_GET_SECURITY, key_serial_t key, char *buffer,
754                     size_t buflen)
755
756      This function returns a string that represents the LSM security context
757      attached to a key in the buffer provided.
758
759      Unless there's an error, it always returns the amount of data it could
760      produce, even if that's too big for the buffer, but it won't copy more
761      than requested to userspace. If the buffer pointer is NULL then no copy
762      will take place.
763
764      A NUL character is included at the end of the string if the buffer is
765      sufficiently big.  This is included in the returned count.  If no LSM is
766      in force then an empty string will be returned.
767
768      A process must have view permission on the key for this function to be
769      successful.
770
771
772  (*) Install the calling process's session keyring on its parent.
773
774         long keyctl(KEYCTL_SESSION_TO_PARENT);
775
776      This functions attempts to install the calling process's session keyring
777      on to the calling process's parent, replacing the parent's current session
778      keyring.
779
780      The calling process must have the same ownership as its parent, the
781      keyring must have the same ownership as the calling process, the calling
782      process must have LINK permission on the keyring and the active LSM module
783      mustn't deny permission, otherwise error EPERM will be returned.
784
785      Error ENOMEM will be returned if there was insufficient memory to complete
786      the operation, otherwise 0 will be returned to indicate success.
787
788      The keyring will be replaced next time the parent process leaves the
789      kernel and resumes executing userspace.
790
791
792 ===============
793 KERNEL SERVICES
794 ===============
795
796 The kernel services for key management are fairly simple to deal with. They can
797 be broken down into two areas: keys and key types.
798
799 Dealing with keys is fairly straightforward. Firstly, the kernel service
800 registers its type, then it searches for a key of that type. It should retain
801 the key as long as it has need of it, and then it should release it. For a
802 filesystem or device file, a search would probably be performed during the open
803 call, and the key released upon close. How to deal with conflicting keys due to
804 two different users opening the same file is left to the filesystem author to
805 solve.
806
807 To access the key manager, the following header must be #included:
808
809         <linux/key.h>
810
811 Specific key types should have a header file under include/keys/ that should be
812 used to access that type.  For keys of type "user", for example, that would be:
813
814         <keys/user-type.h>
815
816 Note that there are two different types of pointers to keys that may be
817 encountered:
818
819  (*) struct key *
820
821      This simply points to the key structure itself. Key structures will be at
822      least four-byte aligned.
823
824  (*) key_ref_t
825
826      This is equivalent to a struct key *, but the least significant bit is set
827      if the caller "possesses" the key. By "possession" it is meant that the
828      calling processes has a searchable link to the key from one of its
829      keyrings. There are three functions for dealing with these:
830
831         key_ref_t make_key_ref(const struct key *key,
832                                unsigned long possession);
833
834         struct key *key_ref_to_ptr(const key_ref_t key_ref);
835
836         unsigned long is_key_possessed(const key_ref_t key_ref);
837
838      The first function constructs a key reference from a key pointer and
839      possession information (which must be 0 or 1 and not any other value).
840
841      The second function retrieves the key pointer from a reference and the
842      third retrieves the possession flag.
843
844 When accessing a key's payload contents, certain precautions must be taken to
845 prevent access vs modification races. See the section "Notes on accessing
846 payload contents" for more information.
847
848 (*) To search for a key, call:
849
850         struct key *request_key(const struct key_type *type,
851                                 const char *description,
852                                 const char *callout_info);
853
854     This is used to request a key or keyring with a description that matches
855     the description specified according to the key type's match function. This
856     permits approximate matching to occur. If callout_string is not NULL, then
857     /sbin/request-key will be invoked in an attempt to obtain the key from
858     userspace. In that case, callout_string will be passed as an argument to
859     the program.
860
861     Should the function fail error ENOKEY, EKEYEXPIRED or EKEYREVOKED will be
862     returned.
863
864     If successful, the key will have been attached to the default keyring for
865     implicitly obtained request-key keys, as set by KEYCTL_SET_REQKEY_KEYRING.
866
867     See also Documentation/keys-request-key.txt.
868
869
870 (*) To search for a key, passing auxiliary data to the upcaller, call:
871
872         struct key *request_key_with_auxdata(const struct key_type *type,
873                                              const char *description,
874                                              const void *callout_info,
875                                              size_t callout_len,
876                                              void *aux);
877
878     This is identical to request_key(), except that the auxiliary data is
879     passed to the key_type->request_key() op if it exists, and the callout_info
880     is a blob of length callout_len, if given (the length may be 0).
881
882
883 (*) A key can be requested asynchronously by calling one of:
884
885         struct key *request_key_async(const struct key_type *type,
886                                       const char *description,
887                                       const void *callout_info,
888                                       size_t callout_len);
889
890     or:
891
892         struct key *request_key_async_with_auxdata(const struct key_type *type,
893                                                    const char *description,
894                                                    const char *callout_info,
895                                                    size_t callout_len,
896                                                    void *aux);
897
898     which are asynchronous equivalents of request_key() and
899     request_key_with_auxdata() respectively.
900
901     These two functions return with the key potentially still under
902     construction.  To wait for construction completion, the following should be
903     called:
904
905         int wait_for_key_construction(struct key *key, bool intr);
906
907     The function will wait for the key to finish being constructed and then
908     invokes key_validate() to return an appropriate value to indicate the state
909     of the key (0 indicates the key is usable).
910
911     If intr is true, then the wait can be interrupted by a signal, in which
912     case error ERESTARTSYS will be returned.
913
914
915 (*) When it is no longer required, the key should be released using:
916
917         void key_put(struct key *key);
918
919     Or:
920
921         void key_ref_put(key_ref_t key_ref);
922
923     These can be called from interrupt context. If CONFIG_KEYS is not set then
924     the argument will not be parsed.
925
926
927 (*) Extra references can be made to a key by calling the following function:
928
929         struct key *key_get(struct key *key);
930
931     These need to be disposed of by calling key_put() when they've been
932     finished with. The key pointer passed in will be returned. If the pointer
933     is NULL or CONFIG_KEYS is not set then the key will not be dereferenced and
934     no increment will take place.
935
936
937 (*) A key's serial number can be obtained by calling:
938
939         key_serial_t key_serial(struct key *key);
940
941     If key is NULL or if CONFIG_KEYS is not set then 0 will be returned (in the
942     latter case without parsing the argument).
943
944
945 (*) If a keyring was found in the search, this can be further searched by:
946
947         key_ref_t keyring_search(key_ref_t keyring_ref,
948                                  const struct key_type *type,
949                                  const char *description)
950
951     This searches the keyring tree specified for a matching key. Error ENOKEY
952     is returned upon failure (use IS_ERR/PTR_ERR to determine). If successful,
953     the returned key will need to be released.
954
955     The possession attribute from the keyring reference is used to control
956     access through the permissions mask and is propagated to the returned key
957     reference pointer if successful.
958
959
960 (*) To check the validity of a key, this function can be called:
961
962         int validate_key(struct key *key);
963
964     This checks that the key in question hasn't expired or and hasn't been
965     revoked. Should the key be invalid, error EKEYEXPIRED or EKEYREVOKED will
966     be returned. If the key is NULL or if CONFIG_KEYS is not set then 0 will be
967     returned (in the latter case without parsing the argument).
968
969
970 (*) To register a key type, the following function should be called:
971
972         int register_key_type(struct key_type *type);
973
974     This will return error EEXIST if a type of the same name is already
975     present.
976
977
978 (*) To unregister a key type, call:
979
980         void unregister_key_type(struct key_type *type);
981
982
983 Under some circumstances, it may be desirable to deal with a bundle of keys.
984 The facility provides access to the keyring type for managing such a bundle:
985
986         struct key_type key_type_keyring;
987
988 This can be used with a function such as request_key() to find a specific
989 keyring in a process's keyrings.  A keyring thus found can then be searched
990 with keyring_search().  Note that it is not possible to use request_key() to
991 search a specific keyring, so using keyrings in this way is of limited utility.
992
993
994 ===================================
995 NOTES ON ACCESSING PAYLOAD CONTENTS
996 ===================================
997
998 The simplest payload is just a number in key->payload.value. In this case,
999 there's no need to indulge in RCU or locking when accessing the payload.
1000
1001 More complex payload contents must be allocated and a pointer to them set in
1002 key->payload.data. One of the following ways must be selected to access the
1003 data:
1004
1005  (1) Unmodifiable key type.
1006
1007      If the key type does not have a modify method, then the key's payload can
1008      be accessed without any form of locking, provided that it's known to be
1009      instantiated (uninstantiated keys cannot be "found").
1010
1011  (2) The key's semaphore.
1012
1013      The semaphore could be used to govern access to the payload and to control
1014      the payload pointer. It must be write-locked for modifications and would
1015      have to be read-locked for general access. The disadvantage of doing this
1016      is that the accessor may be required to sleep.
1017
1018  (3) RCU.
1019
1020      RCU must be used when the semaphore isn't already held; if the semaphore
1021      is held then the contents can't change under you unexpectedly as the
1022      semaphore must still be used to serialise modifications to the key. The
1023      key management code takes care of this for the key type.
1024
1025      However, this means using:
1026
1027         rcu_read_lock() ... rcu_dereference() ... rcu_read_unlock()
1028
1029      to read the pointer, and:
1030
1031         rcu_dereference() ... rcu_assign_pointer() ... call_rcu()
1032
1033      to set the pointer and dispose of the old contents after a grace period.
1034      Note that only the key type should ever modify a key's payload.
1035
1036      Furthermore, an RCU controlled payload must hold a struct rcu_head for the
1037      use of call_rcu() and, if the payload is of variable size, the length of
1038      the payload. key->datalen cannot be relied upon to be consistent with the
1039      payload just dereferenced if the key's semaphore is not held.
1040
1041
1042 ===================
1043 DEFINING A KEY TYPE
1044 ===================
1045
1046 A kernel service may want to define its own key type. For instance, an AFS
1047 filesystem might want to define a Kerberos 5 ticket key type. To do this, it
1048 author fills in a key_type struct and registers it with the system.
1049
1050 Source files that implement key types should include the following header file:
1051
1052         <linux/key-type.h>
1053
1054 The structure has a number of fields, some of which are mandatory:
1055
1056  (*) const char *name
1057
1058      The name of the key type. This is used to translate a key type name
1059      supplied by userspace into a pointer to the structure.
1060
1061
1062  (*) size_t def_datalen
1063
1064      This is optional - it supplies the default payload data length as
1065      contributed to the quota. If the key type's payload is always or almost
1066      always the same size, then this is a more efficient way to do things.
1067
1068      The data length (and quota) on a particular key can always be changed
1069      during instantiation or update by calling:
1070
1071         int key_payload_reserve(struct key *key, size_t datalen);
1072
1073      With the revised data length. Error EDQUOT will be returned if this is not
1074      viable.
1075
1076
1077  (*) int (*vet_description)(const char *description);
1078
1079      This optional method is called to vet a key description.  If the key type
1080      doesn't approve of the key description, it may return an error, otherwise
1081      it should return 0.
1082
1083
1084  (*) int (*instantiate)(struct key *key, const void *data, size_t datalen);
1085
1086      This method is called to attach a payload to a key during construction.
1087      The payload attached need not bear any relation to the data passed to this
1088      function.
1089
1090      If the amount of data attached to the key differs from the size in
1091      keytype->def_datalen, then key_payload_reserve() should be called.
1092
1093      This method does not have to lock the key in order to attach a payload.
1094      The fact that KEY_FLAG_INSTANTIATED is not set in key->flags prevents
1095      anything else from gaining access to the key.
1096
1097      It is safe to sleep in this method.
1098
1099
1100  (*) int (*update)(struct key *key, const void *data, size_t datalen);
1101
1102      If this type of key can be updated, then this method should be provided.
1103      It is called to update a key's payload from the blob of data provided.
1104
1105      key_payload_reserve() should be called if the data length might change
1106      before any changes are actually made. Note that if this succeeds, the type
1107      is committed to changing the key because it's already been altered, so all
1108      memory allocation must be done first.
1109
1110      The key will have its semaphore write-locked before this method is called,
1111      but this only deters other writers; any changes to the key's payload must
1112      be made under RCU conditions, and call_rcu() must be used to dispose of
1113      the old payload.
1114
1115      key_payload_reserve() should be called before the changes are made, but
1116      after all allocations and other potentially failing function calls are
1117      made.
1118
1119      It is safe to sleep in this method.
1120
1121
1122  (*) int (*match)(const struct key *key, const void *desc);
1123
1124      This method is called to match a key against a description. It should
1125      return non-zero if the two match, zero if they don't.
1126
1127      This method should not need to lock the key in any way. The type and
1128      description can be considered invariant, and the payload should not be
1129      accessed (the key may not yet be instantiated).
1130
1131      It is not safe to sleep in this method; the caller may hold spinlocks.
1132
1133
1134  (*) void (*revoke)(struct key *key);
1135
1136      This method is optional.  It is called to discard part of the payload
1137      data upon a key being revoked.  The caller will have the key semaphore
1138      write-locked.
1139
1140      It is safe to sleep in this method, though care should be taken to avoid
1141      a deadlock against the key semaphore.
1142
1143
1144  (*) void (*destroy)(struct key *key);
1145
1146      This method is optional. It is called to discard the payload data on a key
1147      when it is being destroyed.
1148
1149      This method does not need to lock the key to access the payload; it can
1150      consider the key as being inaccessible at this time. Note that the key's
1151      type may have been changed before this function is called.
1152
1153      It is not safe to sleep in this method; the caller may hold spinlocks.
1154
1155
1156  (*) void (*describe)(const struct key *key, struct seq_file *p);
1157
1158      This method is optional. It is called during /proc/keys reading to
1159      summarise a key's description and payload in text form.
1160
1161      This method will be called with the RCU read lock held. rcu_dereference()
1162      should be used to read the payload pointer if the payload is to be
1163      accessed. key->datalen cannot be trusted to stay consistent with the
1164      contents of the payload.
1165
1166      The description will not change, though the key's state may.
1167
1168      It is not safe to sleep in this method; the RCU read lock is held by the
1169      caller.
1170
1171
1172  (*) long (*read)(const struct key *key, char __user *buffer, size_t buflen);
1173
1174      This method is optional. It is called by KEYCTL_READ to translate the
1175      key's payload into something a blob of data for userspace to deal with.
1176      Ideally, the blob should be in the same format as that passed in to the
1177      instantiate and update methods.
1178
1179      If successful, the blob size that could be produced should be returned
1180      rather than the size copied.
1181
1182      This method will be called with the key's semaphore read-locked. This will
1183      prevent the key's payload changing. It is not necessary to use RCU locking
1184      when accessing the key's payload. It is safe to sleep in this method, such
1185      as might happen when the userspace buffer is accessed.
1186
1187
1188  (*) int (*request_key)(struct key_construction *cons, const char *op,
1189                         void *aux);
1190
1191      This method is optional.  If provided, request_key() and friends will
1192      invoke this function rather than upcalling to /sbin/request-key to operate
1193      upon a key of this type.
1194
1195      The aux parameter is as passed to request_key_async_with_auxdata() and
1196      similar or is NULL otherwise.  Also passed are the construction record for
1197      the key to be operated upon and the operation type (currently only
1198      "create").
1199
1200      This method is permitted to return before the upcall is complete, but the
1201      following function must be called under all circumstances to complete the
1202      instantiation process, whether or not it succeeds, whether or not there's
1203      an error:
1204
1205         void complete_request_key(struct key_construction *cons, int error);
1206
1207      The error parameter should be 0 on success, -ve on error.  The
1208      construction record is destroyed by this action and the authorisation key
1209      will be revoked.  If an error is indicated, the key under construction
1210      will be negatively instantiated if it wasn't already instantiated.
1211
1212      If this method returns an error, that error will be returned to the
1213      caller of request_key*().  complete_request_key() must be called prior to
1214      returning.
1215
1216      The key under construction and the authorisation key can be found in the
1217      key_construction struct pointed to by cons:
1218
1219      (*) struct key *key;
1220
1221          The key under construction.
1222
1223      (*) struct key *authkey;
1224
1225          The authorisation key.
1226
1227
1228 ============================
1229 REQUEST-KEY CALLBACK SERVICE
1230 ============================
1231
1232 To create a new key, the kernel will attempt to execute the following command
1233 line:
1234
1235         /sbin/request-key create <key> <uid> <gid> \
1236                 <threadring> <processring> <sessionring> <callout_info>
1237
1238 <key> is the key being constructed, and the three keyrings are the process
1239 keyrings from the process that caused the search to be issued. These are
1240 included for two reasons:
1241
1242   (1) There may be an authentication token in one of the keyrings that is
1243       required to obtain the key, eg: a Kerberos Ticket-Granting Ticket.
1244
1245   (2) The new key should probably be cached in one of these rings.
1246
1247 This program should set it UID and GID to those specified before attempting to
1248 access any more keys. It may then look around for a user specific process to
1249 hand the request off to (perhaps a path held in placed in another key by, for
1250 example, the KDE desktop manager).
1251
1252 The program (or whatever it calls) should finish construction of the key by
1253 calling KEYCTL_INSTANTIATE or KEYCTL_INSTANTIATE_IOV, which also permits it to
1254 cache the key in one of the keyrings (probably the session ring) before
1255 returning.  Alternatively, the key can be marked as negative with KEYCTL_NEGATE
1256 or KEYCTL_REJECT; this also permits the key to be cached in one of the
1257 keyrings.
1258
1259 If it returns with the key remaining in the unconstructed state, the key will
1260 be marked as being negative, it will be added to the session keyring, and an
1261 error will be returned to the key requestor.
1262
1263 Supplementary information may be provided from whoever or whatever invoked this
1264 service. This will be passed as the <callout_info> parameter. If no such
1265 information was made available, then "-" will be passed as this parameter
1266 instead.
1267
1268
1269 Similarly, the kernel may attempt to update an expired or a soon to expire key
1270 by executing:
1271
1272         /sbin/request-key update <key> <uid> <gid> \
1273                 <threadring> <processring> <sessionring>
1274
1275 In this case, the program isn't required to actually attach the key to a ring;
1276 the rings are provided for reference.
1277
1278
1279 ==================
1280 GARBAGE COLLECTION
1281 ==================
1282
1283 Dead keys (for which the type has been removed) will be automatically unlinked
1284 from those keyrings that point to them and deleted as soon as possible by a
1285 background garbage collector.
1286
1287 Similarly, revoked and expired keys will be garbage collected, but only after a
1288 certain amount of time has passed.  This time is set as a number of seconds in:
1289
1290         /proc/sys/kernel/keys/gc_delay