crypto/seqiv.c

   1 /*
   2  * seqiv: Sequence Number IV Generator
   3  *
   4  * This generator generates an IV based on a sequence number by xoring it
   5  * with a salt.  This algorithm is mainly useful for CTR and similar modes.
   6  *
   7  * Copyright (c) 2007 Herbert Xu <herbert@gondor.apana.org.au>
   8  *
   9  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
  10  * under the terms of the GNU General Public License as published by the Free
  11  * Software Foundation; either version 2 of the License, or (at your option)
  12  * any later version.
  13  *
  14  */
  15
  16 #include <crypto/internal/geniv.h>
  17 #include <crypto/internal/skcipher.h>
  18 #include <crypto/rng.h>
  19 #include <crypto/scatterwalk.h>
  20 #include <linux/err.h>
  21 #include <linux/init.h>
  22 #include <linux/kernel.h>
  23 #include <linux/module.h>
  24 #include <linux/slab.h>
  25 #include <linux/spinlock.h>
  26 #include <linux/string.h>
  27
  28 struct seqiv_ctx {
  29         spinlock_t lock;
  30         u8 salt[] __attribute__ ((aligned(__alignof__(u32))));
  31 };
  32
  33 static void seqiv_free(struct crypto_instance *inst);
  34
  35 static void seqiv_complete2(struct skcipher_givcrypt_request *req, int err)
  36 {
  37         struct ablkcipher_request *subreq = skcipher_givcrypt_reqctx(req);
  38         struct crypto_ablkcipher *geniv;
  39
  40         if (err == -EINPROGRESS)
  41                 return;
  42
  43         if (err)
  44                 goto out;
  45
  46         geniv = skcipher_givcrypt_reqtfm(req);
  47         memcpy(req->creq.info, subreq->info, crypto_ablkcipher_ivsize(geniv));
  48
  49 out:
  50         kfree(subreq->info);
  51 }
  52
  53 static void seqiv_complete(struct crypto_async_request *base, int err)
  54 {
  55         struct skcipher_givcrypt_request *req = base->data;
  56
  57         seqiv_complete2(req, err);
  58         skcipher_givcrypt_complete(req, err);
  59 }
  60
  61 static void seqiv_aead_encrypt_complete2(struct aead_request *req, int err)
  62 {
  63         struct aead_request *subreq = aead_request_ctx(req);
  64         struct crypto_aead *geniv;
  65
  66         if (err == -EINPROGRESS)
  67                 return;
  68
  69         if (err)
  70                 goto out;
  71
  72         geniv = crypto_aead_reqtfm(req);
  73         memcpy(req->iv, subreq->iv, crypto_aead_ivsize(geniv));
  74
  75 out:
  76         kzfree(subreq->iv);
  77 }
  78
  79 static void seqiv_aead_encrypt_complete(struct crypto_async_request *base,
  80                                         int err)
  81 {
  82         struct aead_request *req = base->data;
  83
  84         seqiv_aead_encrypt_complete2(req, err);
  85         aead_request_complete(req, err);
  86 }
  87
  88 static void seqiv_geniv(struct seqiv_ctx *ctx, u8 *info, u64 seq,
  89                         unsigned int ivsize)
  90 {
  91         unsigned int len = ivsize;
  92
  93         if (ivsize > sizeof(u64)) {
  94                 memset(info, 0, ivsize - sizeof(u64));
  95                 len = sizeof(u64);
  96         }
  97         seq = cpu_to_be64(seq);
  98         memcpy(info + ivsize - len, &seq, len);
  99         crypto_xor(info, ctx->salt, ivsize);
 100 }
 101
 102 static int seqiv_givencrypt(struct skcipher_givcrypt_request *req)
 103 {
 104         struct crypto_ablkcipher *geniv = skcipher_givcrypt_reqtfm(req);
 105         struct seqiv_ctx *ctx = crypto_ablkcipher_ctx(geniv);
 106         struct ablkcipher_request *subreq = skcipher_givcrypt_reqctx(req);
 107         crypto_completion_t compl;
 108         void *data;
 109         u8 *info;
 110         unsigned int ivsize;
 111         int err;
 112
 113         ablkcipher_request_set_tfm(subreq, skcipher_geniv_cipher(geniv));
 114
 115         compl = req->creq.base.complete;
 116         data = req->creq.base.data;
 117         info = req->creq.info;
 118
 119         ivsize = crypto_ablkcipher_ivsize(geniv);
 120
 121         if (unlikely(!IS_ALIGNED((unsigned long)info,
 122                                  crypto_ablkcipher_alignmask(geniv) + 1))) {
 123                 info = kmalloc(ivsize, req->creq.base.flags &
 124                                        CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP ? GFP_KERNEL:
 125                                                                   GFP_ATOMIC);
 126                 if (!info)
 127                         return -ENOMEM;
 128
 129                 compl = seqiv_complete;
 130                 data = req;
 131         }
 132
 133         ablkcipher_request_set_callback(subreq, req->creq.base.flags, compl,
 134                                         data);
 135         ablkcipher_request_set_crypt(subreq, req->creq.src, req->creq.dst,
 136                                      req->creq.nbytes, info);
 137
 138         seqiv_geniv(ctx, info, req->seq, ivsize);
 139         memcpy(req->giv, info, ivsize);
 140
 141         err = crypto_ablkcipher_encrypt(subreq);
 142         if (unlikely(info != req->creq.info))
 143                 seqiv_complete2(req, err);
 144         return err;
 145 }
 146
 147 static int seqiv_aead_encrypt(struct aead_request *req)
 148 {
 149         struct crypto_aead *geniv = crypto_aead_reqtfm(req);
 150         struct aead_geniv_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(geniv);
 151         struct aead_request *subreq = aead_request_ctx(req);
 152         crypto_completion_t compl;
 153         void *data;
 154         u8 *info;
 155         unsigned int ivsize = 8;
 156         int err;
 157
 158         if (req->cryptlen < ivsize)
 159                 return -EINVAL;
 160
 161         aead_request_set_tfm(subreq, ctx->child);
 162
 163         compl = req->base.complete;
 164         data = req->base.data;
 165         info = req->iv;
 166
 167         if (req->src != req->dst) {
 168                 SKCIPHER_REQUEST_ON_STACK(nreq, ctx->sknull);
 169
 170                 skcipher_request_set_tfm(nreq, ctx->sknull);
 171                 skcipher_request_set_callback(nreq, req->base.flags,
 172                                               NULL, NULL);
 173                 skcipher_request_set_crypt(nreq, req->src, req->dst,
 174                                            req->assoclen + req->cryptlen,
 175                                            NULL);
 176
 177                 err = crypto_skcipher_encrypt(nreq);
 178                 if (err)
 179                         return err;
 180         }
 181
 182         if (unlikely(!IS_ALIGNED((unsigned long)info,
 183                                  crypto_aead_alignmask(geniv) + 1))) {
 184                 info = kmalloc(ivsize, req->base.flags &
 185                                        CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP ? GFP_KERNEL:
 186                                                                   GFP_ATOMIC);
 187                 if (!info)
 188                         return -ENOMEM;
 189
 190                 memcpy(info, req->iv, ivsize);
 191                 compl = seqiv_aead_encrypt_complete;
 192                 data = req;
 193         }
 194
 195         aead_request_set_callback(subreq, req->base.flags, compl, data);
 196         aead_request_set_crypt(subreq, req->dst, req->dst,
 197                                req->cryptlen - ivsize, info);
 198         aead_request_set_ad(subreq, req->assoclen + ivsize);
 199
 200         crypto_xor(info, ctx->salt, ivsize);
 201         scatterwalk_map_and_copy(info, req->dst, req->assoclen, ivsize, 1);
 202
 203         err = crypto_aead_encrypt(subreq);
 204         if (unlikely(info != req->iv))
 205                 seqiv_aead_encrypt_complete2(req, err);
 206         return err;
 207 }
 208
 209 static int seqiv_aead_decrypt(struct aead_request *req)
 210 {
 211         struct crypto_aead *geniv = crypto_aead_reqtfm(req);
 212         struct aead_geniv_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(geniv);
 213         struct aead_request *subreq = aead_request_ctx(req);
 214         crypto_completion_t compl;
 215         void *data;
 216         unsigned int ivsize = 8;
 217
 218         if (req->cryptlen < ivsize + crypto_aead_authsize(geniv))
 219                 return -EINVAL;
 220
 221         aead_request_set_tfm(subreq, ctx->child);
 222
 223         compl = req->base.complete;
 224         data = req->base.data;
 225
 226         aead_request_set_callback(subreq, req->base.flags, compl, data);
 227         aead_request_set_crypt(subreq, req->src, req->dst,
 228                                req->cryptlen - ivsize, req->iv);
 229         aead_request_set_ad(subreq, req->assoclen + ivsize);
 230
 231         scatterwalk_map_and_copy(req->iv, req->src, req->assoclen, ivsize, 0);
 232
 233         return crypto_aead_decrypt(subreq);
 234 }
 235
 236 static int seqiv_init(struct crypto_tfm *tfm)
 237 {
 238         struct crypto_ablkcipher *geniv = __crypto_ablkcipher_cast(tfm);
 239         struct seqiv_ctx *ctx = crypto_ablkcipher_ctx(geniv);
 240         int err;
 241
 242         spin_lock_init(&ctx->lock);
 243
 244         tfm->crt_ablkcipher.reqsize = sizeof(struct ablkcipher_request);
 245
 246         err = 0;
 247         if (!crypto_get_default_rng()) {
 248                 crypto_ablkcipher_crt(geniv)->givencrypt = seqiv_givencrypt;
 249                 err = crypto_rng_get_bytes(crypto_default_rng, ctx->salt,
 250                                            crypto_ablkcipher_ivsize(geniv));
 251                 crypto_put_default_rng();
 252         }
 253
 254         return err ?: skcipher_geniv_init(tfm);
 255 }
 256
 257 static int seqiv_ablkcipher_create(struct crypto_template *tmpl,
 258                                    struct rtattr **tb)
 259 {
 260         struct crypto_instance *inst;
 261         int err;
 262
 263         inst = skcipher_geniv_alloc(tmpl, tb, 0, 0);
 264
 265         if (IS_ERR(inst))
 266                 return PTR_ERR(inst);
 267
 268         err = -EINVAL;
 269         if (inst->alg.cra_ablkcipher.ivsize < sizeof(u64))
 270                 goto free_inst;
 271
 272         inst->alg.cra_init = seqiv_init;
 273         inst->alg.cra_exit = skcipher_geniv_exit;
 274
 275         inst->alg.cra_ctxsize += inst->alg.cra_ablkcipher.ivsize;
 276         inst->alg.cra_ctxsize += sizeof(struct seqiv_ctx);
 277
 278         inst->alg.cra_alignmask |= __alignof__(u32) - 1;
 279
 280         err = crypto_register_instance(tmpl, inst);
 281         if (err)
 282                 goto free_inst;
 283
 284 out:
 285         return err;
 286
 287 free_inst:
 288         skcipher_geniv_free(inst);
 289         goto out;
 290 }
 291
 292 static int seqiv_aead_create(struct crypto_template *tmpl, struct rtattr **tb)
 293 {
 294         struct aead_instance *inst;
 295         struct crypto_aead_spawn *spawn;
 296         struct aead_alg *alg;
 297         int err;
 298
 299         inst = aead_geniv_alloc(tmpl, tb, 0, 0);
 300
 301         if (IS_ERR(inst))
 302                 return PTR_ERR(inst);
 303
 304         inst->alg.base.cra_alignmask |= __alignof__(u32) - 1;
 305
 306         spawn = aead_instance_ctx(inst);
 307         alg = crypto_spawn_aead_alg(spawn);
 308
 309         err = -EINVAL;
 310         if (inst->alg.ivsize != sizeof(u64))
 311                 goto free_inst;
 312
 313         inst->alg.encrypt = seqiv_aead_encrypt;
 314         inst->alg.decrypt = seqiv_aead_decrypt;
 315
 316         inst->alg.init = aead_init_geniv;
 317         inst->alg.exit = aead_exit_geniv;
 318
 319         inst->alg.base.cra_ctxsize = sizeof(struct aead_geniv_ctx);
 320         inst->alg.base.cra_ctxsize += inst->alg.ivsize;
 321
 322         err = aead_register_instance(tmpl, inst);
 323         if (err)
 324                 goto free_inst;
 325
 326 out:
 327         return err;
 328
 329 free_inst:
 330         aead_geniv_free(inst);
 331         goto out;
 332 }
 333
 334 static int seqiv_create(struct crypto_template *tmpl, struct rtattr **tb)
 335 {
 336         struct crypto_attr_type *algt;
 337         int err;
 338
 339         algt = crypto_get_attr_type(tb);
 340         if (IS_ERR(algt))
 341                 return PTR_ERR(algt);
 342
 343         if ((algt->type ^ CRYPTO_ALG_TYPE_AEAD) & CRYPTO_ALG_TYPE_MASK)
 344                 err = seqiv_ablkcipher_create(tmpl, tb);
 345         else
 346                 err = seqiv_aead_create(tmpl, tb);
 347
 348         return err;
 349 }
 350
 351 static void seqiv_free(struct crypto_instance *inst)
 352 {
 353         if ((inst->alg.cra_flags ^ CRYPTO_ALG_TYPE_AEAD) & CRYPTO_ALG_TYPE_MASK)
 354                 skcipher_geniv_free(inst);
 355         else
 356                 aead_geniv_free(aead_instance(inst));
 357 }
 358
 359 static struct crypto_template seqiv_tmpl = {
 360         .name = "seqiv",
 361         .create = seqiv_create,
 362         .free = seqiv_free,
 363         .module = THIS_MODULE,
 364 };
 365
 366 static int __init seqiv_module_init(void)
 367 {
 368         return crypto_register_template(&seqiv_tmpl);
 369 }
 370
 371 static void __exit seqiv_module_exit(void)
 372 {
 373         crypto_unregister_template(&seqiv_tmpl);
 374 }
 375
 376 module_init(seqiv_module_init);
 377 module_exit(seqiv_module_exit);
 378
 379 MODULE_LICENSE("GPL");
 380 MODULE_DESCRIPTION("Sequence Number IV Generator");
 381 MODULE_ALIAS_CRYPTO("seqiv");