Security: Keys: Big keys stored encrypted
[cascardo/linux.git] / security / keys / big_key.c
index c721e39..9e443fc 100644 (file)
 #include <linux/file.h>
 #include <linux/shmem_fs.h>
 #include <linux/err.h>
+#include <linux/scatterlist.h>
 #include <keys/user-type.h>
 #include <keys/big_key-type.h>
+#include <crypto/rng.h>
 
 /*
  * Layout of key payload words.
@@ -27,6 +29,14 @@ enum {
        big_key_len,
 };
 
+/*
+ * Crypto operation with big_key data
+ */
+enum big_key_op {
+       BIG_KEY_ENC,
+       BIG_KEY_DEC,
+};
+
 /*
  * If the data is under this limit, there's no point creating a shm file to
  * hold it as the permanently resident metadata for the shmem fs will be at
@@ -34,6 +44,11 @@ enum {
  */
 #define BIG_KEY_FILE_THRESHOLD (sizeof(struct inode) + sizeof(struct dentry))
 
+/*
+ * Key size for big_key data encryption
+ */
+#define ENC_KEY_SIZE   16
+
 /*
  * big_key defined keys take an arbitrary string as the description and an
  * arbitrary blob of data as the payload
@@ -49,6 +64,54 @@ struct key_type key_type_big_key = {
        .read                   = big_key_read,
 };
 
+/*
+ * Crypto names for big_key data encryption
+ */
+static const char big_key_rng_name[] = "stdrng";
+static const char big_key_alg_name[] = "ecb(aes)";
+
+/*
+ * Crypto algorithms for big_key data encryption
+ */
+static struct crypto_rng *big_key_rng;
+static struct crypto_blkcipher *big_key_blkcipher;
+
+/*
+ * Generate random key to encrypt big_key data
+ */
+static inline int big_key_gen_enckey(u8 *key)
+{
+       return crypto_rng_get_bytes(big_key_rng, key, ENC_KEY_SIZE);
+}
+
+/*
+ * Encrypt/decrypt big_key data
+ */
+static int big_key_crypt(enum big_key_op op, u8 *data, size_t datalen, u8 *key)
+{
+       int ret = -EINVAL;
+       struct scatterlist sgio;
+       struct blkcipher_desc desc;
+
+       if (crypto_blkcipher_setkey(big_key_blkcipher, key, ENC_KEY_SIZE)) {
+               ret = -EAGAIN;
+               goto error;
+       }
+
+       desc.flags = 0;
+       desc.tfm = big_key_blkcipher;
+
+       sg_init_one(&sgio, data, datalen);
+
+       if (op == BIG_KEY_ENC)
+               ret = crypto_blkcipher_encrypt(&desc, &sgio, &sgio, datalen);
+       else
+               ret = crypto_blkcipher_decrypt(&desc, &sgio, &sgio, datalen);
+
+error:
+       return ret;
+}
+
 /*
  * Preparse a big key
  */
@@ -56,6 +119,8 @@ int big_key_preparse(struct key_preparsed_payload *prep)
 {
        struct path *path = (struct path *)&prep->payload.data[big_key_path];
        struct file *file;
+       u8 *enckey;
+       u8 *data = NULL;
        ssize_t written;
        size_t datalen = prep->datalen;
        int ret;
@@ -73,16 +138,43 @@ int big_key_preparse(struct key_preparsed_payload *prep)
                /* Create a shmem file to store the data in.  This will permit the data
                 * to be swapped out if needed.
                 *
-                * TODO: Encrypt the stored data with a temporary key.
+                * File content is stored encrypted with randomly generated key.
                 */
-               file = shmem_kernel_file_setup("", datalen, 0);
+               size_t enclen = ALIGN(datalen, crypto_blkcipher_blocksize(big_key_blkcipher));
+
+               /* prepare aligned data to encrypt */
+               data = kmalloc(enclen, GFP_KERNEL);
+               if (!data)
+                       return -ENOMEM;
+
+               memcpy(data, prep->data, datalen);
+               memset(data + datalen, 0x00, enclen - datalen);
+
+               /* generate random key */
+               enckey = kmalloc(ENC_KEY_SIZE, GFP_KERNEL);
+               if (!enckey) {
+                       ret = -ENOMEM;
+                       goto error;
+               }
+
+               ret = big_key_gen_enckey(enckey);
+               if (ret)
+                       goto err_enckey;
+
+               /* encrypt aligned data */
+               ret = big_key_crypt(BIG_KEY_ENC, data, enclen, enckey);
+               if (ret)
+                       goto err_enckey;
+
+               /* save aligned data to file */
+               file = shmem_kernel_file_setup("", enclen, 0);
                if (IS_ERR(file)) {
                        ret = PTR_ERR(file);
-                       goto error;
+                       goto err_enckey;
                }
 
-               written = kernel_write(file, prep->data, prep->datalen, 0);
-               if (written != datalen) {
+               written = kernel_write(file, data, enclen, 0);
+               if (written != enclen) {
                        ret = written;
                        if (written >= 0)
                                ret = -ENOMEM;
@@ -92,12 +184,15 @@ int big_key_preparse(struct key_preparsed_payload *prep)
                /* Pin the mount and dentry to the key so that we can open it again
                 * later
                 */
+               prep->payload.data[big_key_data] = enckey;
                *path = file->f_path;
                path_get(path);
                fput(file);
+               kfree(data);
        } else {
                /* Just store the data in a buffer */
                void *data = kmalloc(datalen, GFP_KERNEL);
+
                if (!data)
                        return -ENOMEM;
 
@@ -108,7 +203,10 @@ int big_key_preparse(struct key_preparsed_payload *prep)
 
 err_fput:
        fput(file);
+err_enckey:
+       kfree(enckey);
 error:
+       kfree(data);
        return ret;
 }
 
@@ -119,10 +217,10 @@ void big_key_free_preparse(struct key_preparsed_payload *prep)
 {
        if (prep->datalen > BIG_KEY_FILE_THRESHOLD) {
                struct path *path = (struct path *)&prep->payload.data[big_key_path];
+
                path_put(path);
-       } else {
-               kfree(prep->payload.data[big_key_data]);
        }
+       kfree(prep->payload.data[big_key_data]);
 }
 
 /*
@@ -147,15 +245,15 @@ void big_key_destroy(struct key *key)
 {
        size_t datalen = (size_t)key->payload.data[big_key_len];
 
-       if (datalen) {
+       if (datalen > BIG_KEY_FILE_THRESHOLD) {
                struct path *path = (struct path *)&key->payload.data[big_key_path];
+
                path_put(path);
                path->mnt = NULL;
                path->dentry = NULL;
-       } else {
-               kfree(key->payload.data[big_key_data]);
-               key->payload.data[big_key_data] = NULL;
        }
+       kfree(key->payload.data[big_key_data]);
+       key->payload.data[big_key_data] = NULL;
 }
 
 /*
@@ -188,17 +286,41 @@ long big_key_read(const struct key *key, char __user *buffer, size_t buflen)
        if (datalen > BIG_KEY_FILE_THRESHOLD) {
                struct path *path = (struct path *)&key->payload.data[big_key_path];
                struct file *file;
-               loff_t pos;
+               u8 *data;
+               u8 *enckey = (u8 *)key->payload.data[big_key_data];
+               size_t enclen = ALIGN(datalen, crypto_blkcipher_blocksize(big_key_blkcipher));
+
+               data = kmalloc(enclen, GFP_KERNEL);
+               if (!data)
+                       return -ENOMEM;
 
                file = dentry_open(path, O_RDONLY, current_cred());
-               if (IS_ERR(file))
-                       return PTR_ERR(file);
+               if (IS_ERR(file)) {
+                       ret = PTR_ERR(file);
+                       goto error;
+               }
 
-               pos = 0;
-               ret = vfs_read(file, buffer, datalen, &pos);
-               fput(file);
-               if (ret >= 0 && ret != datalen)
+               /* read file to kernel and decrypt */
+               ret = kernel_read(file, 0, data, enclen);
+               if (ret >= 0 && ret != enclen) {
                        ret = -EIO;
+                       goto err_fput;
+               }
+
+               ret = big_key_crypt(BIG_KEY_DEC, data, enclen, enckey);
+               if (ret)
+                       goto err_fput;
+
+               ret = datalen;
+
+               /* copy decrypted data to user */
+               if (copy_to_user(buffer, data, datalen) != 0)
+                       ret = -EFAULT;
+
+err_fput:
+               fput(file);
+error:
+               kfree(data);
        } else {
                ret = datalen;
                if (copy_to_user(buffer, key->payload.data[big_key_data],
@@ -209,8 +331,48 @@ long big_key_read(const struct key *key, char __user *buffer, size_t buflen)
        return ret;
 }
 
+/*
+ * Register key type
+ */
 static int __init big_key_init(void)
 {
        return register_key_type(&key_type_big_key);
 }
+
+/*
+ * Initialize big_key crypto and RNG algorithms
+ */
+static int __init big_key_crypto_init(void)
+{
+       int ret = -EINVAL;
+
+       /* init RNG */
+       big_key_rng = crypto_alloc_rng(big_key_rng_name, 0, 0);
+       if (IS_ERR(big_key_rng)) {
+               big_key_rng = NULL;
+               return -EFAULT;
+       }
+
+       /* seed RNG */
+       ret = crypto_rng_reset(big_key_rng, NULL, crypto_rng_seedsize(big_key_rng));
+       if (ret)
+               goto error;
+
+       /* init block cipher */
+       big_key_blkcipher = crypto_alloc_blkcipher(big_key_alg_name, 0, 0);
+       if (IS_ERR(big_key_blkcipher)) {
+               big_key_blkcipher = NULL;
+               ret = -EFAULT;
+               goto error;
+       }
+
+       return 0;
+
+error:
+       crypto_free_rng(big_key_rng);
+       big_key_rng = NULL;
+       return ret;
+}
+
 device_initcall(big_key_init);
+late_initcall(big_key_crypto_init);