40b6e9ec9e3a0a2069b5f972226918dc33625294
[linux-3.10.git] / crypto / authenc.c
1 /*
2  * Authenc: Simple AEAD wrapper for IPsec
3  *
4  * Copyright (c) 2007 Herbert Xu <herbert@gondor.apana.org.au>
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
7  * under the terms of the GNU General Public License as published by the Free
8  * Software Foundation; either version 2 of the License, or (at your option)
9  * any later version.
10  *
11  */
12
13 #include <crypto/aead.h>
14 #include <crypto/internal/hash.h>
15 #include <crypto/internal/skcipher.h>
16 #include <crypto/authenc.h>
17 #include <crypto/scatterwalk.h>
18 #include <linux/err.h>
19 #include <linux/init.h>
20 #include <linux/kernel.h>
21 #include <linux/module.h>
22 #include <linux/rtnetlink.h>
23 #include <linux/slab.h>
24 #include <linux/spinlock.h>
25
26 struct authenc_instance_ctx {
27         struct crypto_spawn auth;
28         struct crypto_skcipher_spawn enc;
29 };
30
31 struct crypto_authenc_ctx {
32         spinlock_t auth_lock;
33         struct crypto_hash *auth;
34         struct crypto_ablkcipher *enc;
35 };
36
37 static int crypto_authenc_setkey(struct crypto_aead *authenc, const u8 *key,
38                                  unsigned int keylen)
39 {
40         unsigned int authkeylen;
41         unsigned int enckeylen;
42         struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(authenc);
43         struct crypto_hash *auth = ctx->auth;
44         struct crypto_ablkcipher *enc = ctx->enc;
45         struct rtattr *rta = (void *)key;
46         struct crypto_authenc_key_param *param;
47         int err = -EINVAL;
48
49         if (!RTA_OK(rta, keylen))
50                 goto badkey;
51         if (rta->rta_type != CRYPTO_AUTHENC_KEYA_PARAM)
52                 goto badkey;
53         if (RTA_PAYLOAD(rta) < sizeof(*param))
54                 goto badkey;
55
56         param = RTA_DATA(rta);
57         enckeylen = be32_to_cpu(param->enckeylen);
58
59         key += RTA_ALIGN(rta->rta_len);
60         keylen -= RTA_ALIGN(rta->rta_len);
61
62         if (keylen < enckeylen)
63                 goto badkey;
64
65         authkeylen = keylen - enckeylen;
66
67         crypto_hash_clear_flags(auth, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
68         crypto_hash_set_flags(auth, crypto_aead_get_flags(authenc) &
69                                     CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
70         err = crypto_hash_setkey(auth, key, authkeylen);
71         crypto_aead_set_flags(authenc, crypto_hash_get_flags(auth) &
72                                        CRYPTO_TFM_RES_MASK);
73
74         if (err)
75                 goto out;
76
77         crypto_ablkcipher_clear_flags(enc, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
78         crypto_ablkcipher_set_flags(enc, crypto_aead_get_flags(authenc) &
79                                          CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
80         err = crypto_ablkcipher_setkey(enc, key + authkeylen, enckeylen);
81         crypto_aead_set_flags(authenc, crypto_ablkcipher_get_flags(enc) &
82                                        CRYPTO_TFM_RES_MASK);
83
84 out:
85         return err;
86
87 badkey:
88         crypto_aead_set_flags(authenc, CRYPTO_TFM_RES_BAD_KEY_LEN);
89         goto out;
90 }
91
92 static void authenc_chain(struct scatterlist *head, struct scatterlist *sg,
93                           int chain)
94 {
95         if (chain) {
96                 head->length += sg->length;
97                 sg = scatterwalk_sg_next(sg);
98         }
99
100         if (sg)
101                 scatterwalk_sg_chain(head, 2, sg);
102         else
103                 sg_mark_end(head);
104 }
105
106 static u8 *crypto_authenc_hash(struct aead_request *req, unsigned int flags,
107                                struct scatterlist *cipher,
108                                unsigned int cryptlen)
109 {
110         struct crypto_aead *authenc = crypto_aead_reqtfm(req);
111         struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(authenc);
112         struct crypto_hash *auth = ctx->auth;
113         struct hash_desc desc = {
114                 .tfm = auth,
115                 .flags = aead_request_flags(req) & flags,
116         };
117         u8 *hash = aead_request_ctx(req);
118         int err;
119
120         hash = (u8 *)ALIGN((unsigned long)hash + crypto_hash_alignmask(auth), 
121                            crypto_hash_alignmask(auth) + 1);
122
123         spin_lock_bh(&ctx->auth_lock);
124         err = crypto_hash_init(&desc);
125         if (err)
126                 goto auth_unlock;
127
128         err = crypto_hash_update(&desc, req->assoc, req->assoclen);
129         if (err)
130                 goto auth_unlock;
131
132         err = crypto_hash_update(&desc, cipher, cryptlen);
133         if (err)
134                 goto auth_unlock;
135
136         err = crypto_hash_final(&desc, hash);
137 auth_unlock:
138         spin_unlock_bh(&ctx->auth_lock);
139
140         if (err)
141                 return ERR_PTR(err);
142
143         return hash;
144 }
145
146 static int crypto_authenc_genicv(struct aead_request *req, u8 *iv,
147                                  unsigned int flags)
148 {
149         struct crypto_aead *authenc = crypto_aead_reqtfm(req);
150         struct scatterlist *dst = req->dst;
151         struct scatterlist cipher[2];
152         struct page *dstp;
153         unsigned int ivsize = crypto_aead_ivsize(authenc);
154         unsigned int cryptlen;
155         u8 *vdst;
156         u8 *hash;
157
158         dstp = sg_page(dst);
159         vdst = PageHighMem(dstp) ? NULL : page_address(dstp) + dst->offset;
160
161         sg_init_table(cipher, 2);
162         sg_set_buf(cipher, iv, ivsize);
163         authenc_chain(cipher, dst, vdst == iv + ivsize);
164
165         cryptlen = req->cryptlen + ivsize;
166         hash = crypto_authenc_hash(req, flags, cipher, cryptlen);
167         if (IS_ERR(hash))
168                 return PTR_ERR(hash);
169
170         scatterwalk_map_and_copy(hash, cipher, cryptlen,
171                                  crypto_aead_authsize(authenc), 1);
172         return 0;
173 }
174
175 static void crypto_authenc_encrypt_done(struct crypto_async_request *req,
176                                         int err)
177 {
178         struct aead_request *areq = req->data;
179
180         if (!err) {
181                 struct crypto_aead *authenc = crypto_aead_reqtfm(areq);
182                 struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(authenc);
183                 struct ablkcipher_request *abreq = aead_request_ctx(areq);
184                 u8 *iv = (u8 *)(abreq + 1) +
185                          crypto_ablkcipher_reqsize(ctx->enc);
186
187                 err = crypto_authenc_genicv(areq, iv, 0);
188         }
189
190         aead_request_complete(areq, err);
191 }
192
193 static int crypto_authenc_encrypt(struct aead_request *req)
194 {
195         struct crypto_aead *authenc = crypto_aead_reqtfm(req);
196         struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(authenc);
197         struct ablkcipher_request *abreq = aead_request_ctx(req);
198         struct crypto_ablkcipher *enc = ctx->enc;
199         struct scatterlist *dst = req->dst;
200         unsigned int cryptlen = req->cryptlen;
201         u8 *iv = (u8 *)(abreq + 1) + crypto_ablkcipher_reqsize(enc);
202         int err;
203
204         ablkcipher_request_set_tfm(abreq, enc);
205         ablkcipher_request_set_callback(abreq, aead_request_flags(req),
206                                         crypto_authenc_encrypt_done, req);
207         ablkcipher_request_set_crypt(abreq, req->src, dst, cryptlen, req->iv);
208
209         memcpy(iv, req->iv, crypto_aead_ivsize(authenc));
210
211         err = crypto_ablkcipher_encrypt(abreq);
212         if (err)
213                 return err;
214
215         return crypto_authenc_genicv(req, iv, CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP);
216 }
217
218 static void crypto_authenc_givencrypt_done(struct crypto_async_request *req,
219                                            int err)
220 {
221         struct aead_request *areq = req->data;
222
223         if (!err) {
224                 struct skcipher_givcrypt_request *greq = aead_request_ctx(areq);
225
226                 err = crypto_authenc_genicv(areq, greq->giv, 0);
227         }
228
229         aead_request_complete(areq, err);
230 }
231
232 static int crypto_authenc_givencrypt(struct aead_givcrypt_request *req)
233 {
234         struct crypto_aead *authenc = aead_givcrypt_reqtfm(req);
235         struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(authenc);
236         struct aead_request *areq = &req->areq;
237         struct skcipher_givcrypt_request *greq = aead_request_ctx(areq);
238         u8 *iv = req->giv;
239         int err;
240
241         skcipher_givcrypt_set_tfm(greq, ctx->enc);
242         skcipher_givcrypt_set_callback(greq, aead_request_flags(areq),
243                                        crypto_authenc_givencrypt_done, areq);
244         skcipher_givcrypt_set_crypt(greq, areq->src, areq->dst, areq->cryptlen,
245                                     areq->iv);
246         skcipher_givcrypt_set_giv(greq, iv, req->seq);
247
248         err = crypto_skcipher_givencrypt(greq);
249         if (err)
250                 return err;
251
252         return crypto_authenc_genicv(areq, iv, CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP);
253 }
254
255 static int crypto_authenc_verify(struct aead_request *req,
256                                  struct scatterlist *cipher,
257                                  unsigned int cryptlen)
258 {
259         struct crypto_aead *authenc = crypto_aead_reqtfm(req);
260         u8 *ohash;
261         u8 *ihash;
262         unsigned int authsize;
263
264         ohash = crypto_authenc_hash(req, CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP, cipher,
265                                     cryptlen);
266         if (IS_ERR(ohash))
267                 return PTR_ERR(ohash);
268
269         authsize = crypto_aead_authsize(authenc);
270         ihash = ohash + authsize;
271         scatterwalk_map_and_copy(ihash, cipher, cryptlen, authsize, 0);
272         return memcmp(ihash, ohash, authsize) ? -EBADMSG: 0;
273 }
274
275 static int crypto_authenc_iverify(struct aead_request *req, u8 *iv,
276                                   unsigned int cryptlen)
277 {
278         struct crypto_aead *authenc = crypto_aead_reqtfm(req);
279         struct scatterlist *src = req->src;
280         struct scatterlist cipher[2];
281         struct page *srcp;
282         unsigned int ivsize = crypto_aead_ivsize(authenc);
283         u8 *vsrc;
284
285         srcp = sg_page(src);
286         vsrc = PageHighMem(srcp) ? NULL : page_address(srcp) + src->offset;
287
288         sg_init_table(cipher, 2);
289         sg_set_buf(cipher, iv, ivsize);
290         authenc_chain(cipher, src, vsrc == iv + ivsize);
291
292         return crypto_authenc_verify(req, cipher, cryptlen + ivsize);
293 }
294
295 static int crypto_authenc_decrypt(struct aead_request *req)
296 {
297         struct crypto_aead *authenc = crypto_aead_reqtfm(req);
298         struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(authenc);
299         struct ablkcipher_request *abreq = aead_request_ctx(req);
300         unsigned int cryptlen = req->cryptlen;
301         unsigned int authsize = crypto_aead_authsize(authenc);
302         u8 *iv = req->iv;
303         int err;
304
305         if (cryptlen < authsize)
306                 return -EINVAL;
307         cryptlen -= authsize;
308
309         err = crypto_authenc_iverify(req, iv, cryptlen);
310         if (err)
311                 return err;
312
313         ablkcipher_request_set_tfm(abreq, ctx->enc);
314         ablkcipher_request_set_callback(abreq, aead_request_flags(req),
315                                         req->base.complete, req->base.data);
316         ablkcipher_request_set_crypt(abreq, req->src, req->dst, cryptlen, iv);
317
318         return crypto_ablkcipher_decrypt(abreq);
319 }
320
321 static int crypto_authenc_init_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
322 {
323         struct crypto_instance *inst = (void *)tfm->__crt_alg;
324         struct authenc_instance_ctx *ictx = crypto_instance_ctx(inst);
325         struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
326         struct crypto_hash *auth;
327         struct crypto_ablkcipher *enc;
328         int err;
329
330         auth = crypto_spawn_hash(&ictx->auth);
331         if (IS_ERR(auth))
332                 return PTR_ERR(auth);
333
334         enc = crypto_spawn_skcipher(&ictx->enc);
335         err = PTR_ERR(enc);
336         if (IS_ERR(enc))
337                 goto err_free_hash;
338
339         ctx->auth = auth;
340         ctx->enc = enc;
341         tfm->crt_aead.reqsize = max_t(unsigned int,
342                                       (crypto_hash_alignmask(auth) &
343                                        ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1)) +
344                                       crypto_hash_digestsize(auth) * 2,
345                                       sizeof(struct skcipher_givcrypt_request) +
346                                       crypto_ablkcipher_reqsize(enc) +
347                                       crypto_ablkcipher_ivsize(enc));
348
349         spin_lock_init(&ctx->auth_lock);
350
351         return 0;
352
353 err_free_hash:
354         crypto_free_hash(auth);
355         return err;
356 }
357
358 static void crypto_authenc_exit_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
359 {
360         struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
361
362         crypto_free_hash(ctx->auth);
363         crypto_free_ablkcipher(ctx->enc);
364 }
365
366 static struct crypto_instance *crypto_authenc_alloc(struct rtattr **tb)
367 {
368         struct crypto_attr_type *algt;
369         struct crypto_instance *inst;
370         struct crypto_alg *auth;
371         struct crypto_alg *enc;
372         struct authenc_instance_ctx *ctx;
373         const char *enc_name;
374         int err;
375
376         algt = crypto_get_attr_type(tb);
377         err = PTR_ERR(algt);
378         if (IS_ERR(algt))
379                 return ERR_PTR(err);
380
381         if ((algt->type ^ CRYPTO_ALG_TYPE_AEAD) & algt->mask)
382                 return ERR_PTR(-EINVAL);
383
384         auth = crypto_attr_alg(tb[1], CRYPTO_ALG_TYPE_HASH,
385                                CRYPTO_ALG_TYPE_HASH_MASK);
386         if (IS_ERR(auth))
387                 return ERR_PTR(PTR_ERR(auth));
388
389         enc_name = crypto_attr_alg_name(tb[2]);
390         err = PTR_ERR(enc_name);
391         if (IS_ERR(enc_name))
392                 goto out_put_auth;
393
394         inst = kzalloc(sizeof(*inst) + sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
395         err = -ENOMEM;
396         if (!inst)
397                 goto out_put_auth;
398
399         ctx = crypto_instance_ctx(inst);
400
401         err = crypto_init_spawn(&ctx->auth, auth, inst, CRYPTO_ALG_TYPE_MASK);
402         if (err)
403                 goto err_free_inst;
404
405         crypto_set_skcipher_spawn(&ctx->enc, inst);
406         err = crypto_grab_skcipher(&ctx->enc, enc_name, 0,
407                                    crypto_requires_sync(algt->type,
408                                                         algt->mask));
409         if (err)
410                 goto err_drop_auth;
411
412         enc = crypto_skcipher_spawn_alg(&ctx->enc);
413
414         err = -ENAMETOOLONG;
415         if (snprintf(inst->alg.cra_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
416                      "authenc(%s,%s)", auth->cra_name, enc->cra_name) >=
417             CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
418                 goto err_drop_enc;
419
420         if (snprintf(inst->alg.cra_driver_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
421                      "authenc(%s,%s)", auth->cra_driver_name,
422                      enc->cra_driver_name) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
423                 goto err_drop_enc;
424
425         inst->alg.cra_flags = CRYPTO_ALG_TYPE_AEAD;
426         inst->alg.cra_flags |= enc->cra_flags & CRYPTO_ALG_ASYNC;
427         inst->alg.cra_priority = enc->cra_priority * 10 + auth->cra_priority;
428         inst->alg.cra_blocksize = enc->cra_blocksize;
429         inst->alg.cra_alignmask = auth->cra_alignmask | enc->cra_alignmask;
430         inst->alg.cra_type = &crypto_aead_type;
431
432         inst->alg.cra_aead.ivsize = enc->cra_ablkcipher.ivsize;
433         inst->alg.cra_aead.maxauthsize = auth->cra_type == &crypto_hash_type ?
434                                          auth->cra_hash.digestsize :
435                                          auth->cra_type ?
436                                          __crypto_shash_alg(auth)->digestsize :
437                                          auth->cra_digest.dia_digestsize;
438
439         inst->alg.cra_ctxsize = sizeof(struct crypto_authenc_ctx);
440
441         inst->alg.cra_init = crypto_authenc_init_tfm;
442         inst->alg.cra_exit = crypto_authenc_exit_tfm;
443
444         inst->alg.cra_aead.setkey = crypto_authenc_setkey;
445         inst->alg.cra_aead.encrypt = crypto_authenc_encrypt;
446         inst->alg.cra_aead.decrypt = crypto_authenc_decrypt;
447         inst->alg.cra_aead.givencrypt = crypto_authenc_givencrypt;
448
449 out:
450         crypto_mod_put(auth);
451         return inst;
452
453 err_drop_enc:
454         crypto_drop_skcipher(&ctx->enc);
455 err_drop_auth:
456         crypto_drop_spawn(&ctx->auth);
457 err_free_inst:
458         kfree(inst);
459 out_put_auth:
460         inst = ERR_PTR(err);
461         goto out;
462 }
463
464 static void crypto_authenc_free(struct crypto_instance *inst)
465 {
466         struct authenc_instance_ctx *ctx = crypto_instance_ctx(inst);
467
468         crypto_drop_skcipher(&ctx->enc);
469         crypto_drop_spawn(&ctx->auth);
470         kfree(inst);
471 }
472
473 static struct crypto_template crypto_authenc_tmpl = {
474         .name = "authenc",
475         .alloc = crypto_authenc_alloc,
476         .free = crypto_authenc_free,
477         .module = THIS_MODULE,
478 };
479
480 static int __init crypto_authenc_module_init(void)
481 {
482         return crypto_register_template(&crypto_authenc_tmpl);
483 }
484
485 static void __exit crypto_authenc_module_exit(void)
486 {
487         crypto_unregister_template(&crypto_authenc_tmpl);
488 }
489
490 module_init(crypto_authenc_module_init);
491 module_exit(crypto_authenc_module_exit);
492
493 MODULE_LICENSE("GPL");
494 MODULE_DESCRIPTION("Simple AEAD wrapper for IPsec");