[CRYPTO] aead: Add authenc
[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/algapi.h>
14 #include <linux/err.h>
15 #include <linux/init.h>
16 #include <linux/kernel.h>
17 #include <linux/module.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include <linux/spinlock.h>
20
21 #include "scatterwalk.h"
22
23 struct authenc_instance_ctx {
24         struct crypto_spawn auth;
25         struct crypto_spawn enc;
26
27         unsigned int authsize;
28         unsigned int enckeylen;
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         struct authenc_instance_ctx *ictx =
41                 crypto_instance_ctx(crypto_aead_alg_instance(authenc));
42         unsigned int enckeylen = ictx->enckeylen;
43         unsigned int authkeylen;
44         struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(authenc);
45         struct crypto_hash *auth = ctx->auth;
46         struct crypto_ablkcipher *enc = ctx->enc;
47         int err = -EINVAL;
48
49         if (keylen < enckeylen) {
50                 crypto_aead_set_flags(authenc, CRYPTO_TFM_RES_BAD_KEY_LEN);
51                 goto out;
52         }
53         authkeylen = keylen - enckeylen;
54
55         crypto_hash_clear_flags(auth, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
56         crypto_hash_set_flags(auth, crypto_aead_get_flags(authenc) &
57                                     CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
58         err = crypto_hash_setkey(auth, key, authkeylen);
59         crypto_aead_set_flags(authenc, crypto_hash_get_flags(auth) &
60                                        CRYPTO_TFM_RES_MASK);
61
62         if (err)
63                 goto out;
64
65         crypto_ablkcipher_clear_flags(enc, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
66         crypto_ablkcipher_set_flags(enc, crypto_aead_get_flags(authenc) &
67                                          CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
68         err = crypto_ablkcipher_setkey(enc, key + authkeylen, enckeylen);
69         crypto_aead_set_flags(authenc, crypto_ablkcipher_get_flags(enc) &
70                                        CRYPTO_TFM_RES_MASK);
71
72 out:
73         return err;
74 }
75
76 static int crypto_authenc_hash(struct aead_request *req)
77 {
78         struct crypto_aead *authenc = crypto_aead_reqtfm(req);
79         struct authenc_instance_ctx *ictx =
80                 crypto_instance_ctx(crypto_aead_alg_instance(authenc));
81         struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(authenc);
82         struct crypto_hash *auth = ctx->auth;
83         struct hash_desc desc = {
84                 .tfm = auth,
85         };
86         u8 *hash = aead_request_ctx(req);
87         struct scatterlist *dst;
88         unsigned int cryptlen;
89         int err;
90
91         hash = (u8 *)ALIGN((unsigned long)hash + crypto_hash_alignmask(auth), 
92                            crypto_hash_alignmask(auth) + 1);
93
94         spin_lock_bh(&ctx->auth_lock);
95         err = crypto_hash_init(&desc);
96         if (err)
97                 goto auth_unlock;
98
99         err = crypto_hash_update(&desc, req->assoc, req->assoclen);
100         if (err)
101                 goto auth_unlock;
102
103         cryptlen = req->cryptlen;
104         dst = req->dst;
105         err = crypto_hash_update(&desc, dst, cryptlen);
106         if (err)
107                 goto auth_unlock;
108
109         err = crypto_hash_final(&desc, hash);
110 auth_unlock:
111         spin_unlock_bh(&ctx->auth_lock);
112
113         if (err)
114                 return err;
115
116         scatterwalk_map_and_copy(hash, dst, cryptlen, ictx->authsize, 1);
117         return 0;
118 }
119
120 static void crypto_authenc_encrypt_done(struct crypto_async_request *req,
121                                         int err)
122 {
123         if (!err)
124                 err = crypto_authenc_hash(req->data);
125
126         aead_request_complete(req->data, err);
127 }
128
129 static int crypto_authenc_encrypt(struct aead_request *req)
130 {
131         struct crypto_aead *authenc = crypto_aead_reqtfm(req);
132         struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(authenc);
133         struct ablkcipher_request *abreq = aead_request_ctx(req);
134         int err;
135
136         ablkcipher_request_set_tfm(abreq, ctx->enc);
137         ablkcipher_request_set_callback(abreq, aead_request_flags(req),
138                                         crypto_authenc_encrypt_done, req);
139         ablkcipher_request_set_crypt(abreq, req->src, req->dst, req->cryptlen,
140                                      req->iv);
141
142         err = crypto_ablkcipher_encrypt(abreq);
143         if (err)
144                 return err;
145
146         return crypto_authenc_hash(req);
147 }
148
149 static int crypto_authenc_verify(struct aead_request *req)
150 {
151         struct crypto_aead *authenc = crypto_aead_reqtfm(req);
152         struct authenc_instance_ctx *ictx =
153                 crypto_instance_ctx(crypto_aead_alg_instance(authenc));
154         struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(authenc);
155         struct crypto_hash *auth = ctx->auth;
156         struct hash_desc desc = {
157                 .tfm = auth,
158                 .flags = aead_request_flags(req),
159         };
160         u8 *ohash = aead_request_ctx(req);
161         u8 *ihash;
162         struct scatterlist *src;
163         unsigned int cryptlen;
164         unsigned int authsize;
165         int err;
166
167         ohash = (u8 *)ALIGN((unsigned long)ohash + crypto_hash_alignmask(auth), 
168                             crypto_hash_alignmask(auth) + 1);
169         ihash = ohash + crypto_hash_digestsize(auth);
170
171         spin_lock_bh(&ctx->auth_lock);
172         err = crypto_hash_init(&desc);
173         if (err)
174                 goto auth_unlock;
175
176         err = crypto_hash_update(&desc, req->assoc, req->assoclen);
177         if (err)
178                 goto auth_unlock;
179
180         cryptlen = req->cryptlen;
181         src = req->src;
182         err = crypto_hash_update(&desc, src, cryptlen);
183         if (err)
184                 goto auth_unlock;
185
186         err = crypto_hash_final(&desc, ohash);
187 auth_unlock:
188         spin_unlock_bh(&ctx->auth_lock);
189
190         if (err)
191                 return err;
192
193         authsize = ictx->authsize;
194         scatterwalk_map_and_copy(ihash, src, cryptlen, authsize, 0);
195         return memcmp(ihash, ohash, authsize) ? -EINVAL : 0;
196 }
197
198 static void crypto_authenc_decrypt_done(struct crypto_async_request *req,
199                                         int err)
200 {
201         aead_request_complete(req->data, err);
202 }
203
204 static int crypto_authenc_decrypt(struct aead_request *req)
205 {
206         struct crypto_aead *authenc = crypto_aead_reqtfm(req);
207         struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(authenc);
208         struct ablkcipher_request *abreq = aead_request_ctx(req);
209         int err;
210
211         err = crypto_authenc_verify(req);
212         if (err)
213                 return err;
214
215         ablkcipher_request_set_tfm(abreq, ctx->enc);
216         ablkcipher_request_set_callback(abreq, aead_request_flags(req),
217                                         crypto_authenc_decrypt_done, req);
218         ablkcipher_request_set_crypt(abreq, req->src, req->dst, req->cryptlen,
219                                      req->iv);
220
221         return crypto_ablkcipher_decrypt(abreq);
222 }
223
224 static int crypto_authenc_init_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
225 {
226         struct crypto_instance *inst = (void *)tfm->__crt_alg;
227         struct authenc_instance_ctx *ictx = crypto_instance_ctx(inst);
228         struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
229         struct crypto_hash *auth;
230         struct crypto_ablkcipher *enc;
231         unsigned int digestsize;
232         int err;
233
234         auth = crypto_spawn_hash(&ictx->auth);
235         if (IS_ERR(auth))
236                 return PTR_ERR(auth);
237
238         err = -EINVAL;
239         digestsize = crypto_hash_digestsize(auth);
240         if (ictx->authsize > digestsize)
241                 goto err_free_hash;
242
243         enc = crypto_spawn_ablkcipher(&ictx->enc);
244         err = PTR_ERR(enc);
245         if (IS_ERR(enc))
246                 goto err_free_hash;
247
248         ctx->auth = auth;
249         ctx->enc = enc;
250         tfm->crt_aead.reqsize = max_t(unsigned int,
251                                       (crypto_hash_alignmask(auth) &
252                                        ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1)) +
253                                       digestsize * 2,
254                                       sizeof(struct ablkcipher_request) +
255                                       crypto_ablkcipher_reqsize(enc));
256
257         spin_lock_init(&ctx->auth_lock);
258
259         return 0;
260
261 err_free_hash:
262         crypto_free_hash(auth);
263         return err;
264 }
265
266 static void crypto_authenc_exit_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
267 {
268         struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
269
270         crypto_free_hash(ctx->auth);
271         crypto_free_ablkcipher(ctx->enc);
272 }
273
274 static struct crypto_instance *crypto_authenc_alloc(struct rtattr **tb)
275 {
276         struct crypto_instance *inst;
277         struct crypto_alg *auth;
278         struct crypto_alg *enc;
279         struct authenc_instance_ctx *ctx;
280         unsigned int authsize;
281         unsigned int enckeylen;
282         int err;
283
284         err = crypto_check_attr_type(tb, CRYPTO_ALG_TYPE_AEAD);
285         if (err)
286                 return ERR_PTR(err);
287
288         auth = crypto_attr_alg(tb[1], CRYPTO_ALG_TYPE_HASH,
289                                CRYPTO_ALG_TYPE_HASH_MASK);
290         if (IS_ERR(auth))
291                 return ERR_PTR(PTR_ERR(auth));
292
293         err = crypto_attr_u32(tb[2], &authsize);
294         inst = ERR_PTR(err);
295         if (err)
296                 goto out_put_auth;
297
298         enc = crypto_attr_alg(tb[3], CRYPTO_ALG_TYPE_BLKCIPHER,
299                               CRYPTO_ALG_TYPE_MASK);
300         inst = ERR_PTR(PTR_ERR(enc));
301         if (IS_ERR(enc))
302                 goto out_put_auth;
303
304         err = crypto_attr_u32(tb[4], &enckeylen);
305         if (err)
306                 goto out_put_enc;
307
308         inst = kzalloc(sizeof(*inst) + sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
309         err = -ENOMEM;
310         if (!inst)
311                 goto out_put_enc;
312
313         err = -ENAMETOOLONG;
314         if (snprintf(inst->alg.cra_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
315                      "authenc(%s, %u, %s, %u)", auth->cra_name, authsize,
316                      enc->cra_name, enckeylen) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
317                 goto err_free_inst;
318
319         if (snprintf(inst->alg.cra_driver_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
320                      "authenc(%s, %u, %s, %u)", auth->cra_driver_name,
321                      authsize, enc->cra_driver_name, enckeylen) >=
322             CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
323                 goto err_free_inst;
324
325         ctx = crypto_instance_ctx(inst);
326         ctx->authsize = authsize;
327         ctx->enckeylen = enckeylen;
328
329         err = crypto_init_spawn(&ctx->auth, auth, inst, CRYPTO_ALG_TYPE_MASK);
330         if (err)
331                 goto err_free_inst;
332
333         err = crypto_init_spawn(&ctx->enc, enc, inst, CRYPTO_ALG_TYPE_MASK);
334         if (err)
335                 goto err_drop_auth;
336
337         inst->alg.cra_flags = CRYPTO_ALG_TYPE_AEAD | CRYPTO_ALG_ASYNC;
338         inst->alg.cra_priority = enc->cra_priority * 10 + auth->cra_priority;
339         inst->alg.cra_blocksize = enc->cra_blocksize;
340         inst->alg.cra_alignmask = max(auth->cra_alignmask, enc->cra_alignmask);
341         inst->alg.cra_type = &crypto_aead_type;
342
343         inst->alg.cra_aead.ivsize = enc->cra_blkcipher.ivsize;
344         inst->alg.cra_aead.authsize = authsize;
345
346         inst->alg.cra_ctxsize = sizeof(struct crypto_authenc_ctx);
347
348         inst->alg.cra_init = crypto_authenc_init_tfm;
349         inst->alg.cra_exit = crypto_authenc_exit_tfm;
350
351         inst->alg.cra_aead.setkey = crypto_authenc_setkey;
352         inst->alg.cra_aead.encrypt = crypto_authenc_encrypt;
353         inst->alg.cra_aead.decrypt = crypto_authenc_decrypt;
354
355 out:
356         crypto_mod_put(enc);
357 out_put_auth:
358         crypto_mod_put(auth);
359         return inst;
360
361 err_drop_auth:
362         crypto_drop_spawn(&ctx->auth);
363 err_free_inst:
364         kfree(inst);
365 out_put_enc:
366         inst = ERR_PTR(err);
367         goto out;
368 }
369
370 static void crypto_authenc_free(struct crypto_instance *inst)
371 {
372         struct authenc_instance_ctx *ctx = crypto_instance_ctx(inst);
373
374         crypto_drop_spawn(&ctx->enc);
375         crypto_drop_spawn(&ctx->auth);
376         kfree(inst);
377 }
378
379 static struct crypto_template crypto_authenc_tmpl = {
380         .name = "authenc",
381         .alloc = crypto_authenc_alloc,
382         .free = crypto_authenc_free,
383         .module = THIS_MODULE,
384 };
385
386 static int __init crypto_authenc_module_init(void)
387 {
388         return crypto_register_template(&crypto_authenc_tmpl);
389 }
390
391 static void __exit crypto_authenc_module_exit(void)
392 {
393         crypto_unregister_template(&crypto_authenc_tmpl);
394 }
395
396 module_init(crypto_authenc_module_init);
397 module_exit(crypto_authenc_module_exit);
398
399 MODULE_LICENSE("GPL");
400 MODULE_DESCRIPTION("Simple AEAD wrapper for IPsec");