net/ipv4/ah4.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 #define pr_fmt(fmt) "IPsec: " fmt
   3
   4 #include <crypto/hash.h>
   5 #include <crypto/utils.h>
   6 #include <linux/err.h>
   7 #include <linux/module.h>
   8 #include <linux/slab.h>
   9 #include <net/ip.h>
  10 #include <net/xfrm.h>
  11 #include <net/ah.h>
  12 #include <linux/crypto.h>
  13 #include <linux/pfkeyv2.h>
  14 #include <linux/scatterlist.h>
  15 #include <net/icmp.h>
  16 #include <net/protocol.h>
  17
  18 struct ah_skb_cb {
  19         struct xfrm_skb_cb xfrm;
  20         void *tmp;
  21 };
  22
  23 #define AH_SKB_CB(__skb) ((struct ah_skb_cb *)&((__skb)->cb[0]))
  24
  25 static void *ah_alloc_tmp(struct crypto_ahash *ahash, int nfrags,
  26                           unsigned int size)
  27 {
  28         unsigned int len;
  29
  30         len = size + crypto_ahash_digestsize(ahash);
  31
  32         len = ALIGN(len, crypto_tfm_ctx_alignment());
  33
  34         len += sizeof(struct ahash_request) + crypto_ahash_reqsize(ahash);
  35         len = ALIGN(len, __alignof__(struct scatterlist));
  36
  37         len += sizeof(struct scatterlist) * nfrags;
  38
  39         return kmalloc(len, GFP_ATOMIC);
  40 }
  41
  42 static inline u8 *ah_tmp_auth(void *tmp, unsigned int offset)
  43 {
  44         return tmp + offset;
  45 }
  46
  47 static inline u8 *ah_tmp_icv(void *tmp, unsigned int offset)
  48 {
  49         return tmp + offset;
  50 }
  51
  52 static inline struct ahash_request *ah_tmp_req(struct crypto_ahash *ahash,
  53                                                u8 *icv)
  54 {
  55         struct ahash_request *req;
  56
  57         req = (void *)PTR_ALIGN(icv + crypto_ahash_digestsize(ahash),
  58                                 crypto_tfm_ctx_alignment());
  59
  60         ahash_request_set_tfm(req, ahash);
  61
  62         return req;
  63 }
  64
  65 static inline struct scatterlist *ah_req_sg(struct crypto_ahash *ahash,
  66                                              struct ahash_request *req)
  67 {
  68         return (void *)ALIGN((unsigned long)(req + 1) +
  69                              crypto_ahash_reqsize(ahash),
  70                              __alignof__(struct scatterlist));
  71 }
  72
  73 /* Clear mutable options and find final destination to substitute
  74  * into IP header for icv calculation. Options are already checked
  75  * for validity, so paranoia is not required. */
  76
  77 static int ip_clear_mutable_options(const struct iphdr *iph, __be32 *daddr)
  78 {
  79         unsigned char *optptr = (unsigned char *)(iph+1);
  80         int  l = iph->ihl*4 - sizeof(struct iphdr);
  81         int  optlen;
  82
  83         while (l > 0) {
  84                 switch (*optptr) {
  85                 case IPOPT_END:
  86                         return 0;
  87                 case IPOPT_NOOP:
  88                         l--;
  89                         optptr++;
  90                         continue;
  91                 }
  92                 optlen = optptr[1];
  93                 if (optlen<2 || optlen>l)
  94                         return -EINVAL;
  95                 switch (*optptr) {
  96                 case IPOPT_SEC:
  97                 case 0x85:      /* Some "Extended Security" crap. */
  98                 case IPOPT_CIPSO:
  99                 case IPOPT_RA:
 100                 case 0x80|21:   /* RFC1770 */
 101                         break;
 102                 case IPOPT_LSRR:
 103                 case IPOPT_SSRR:
 104                         if (optlen < 6)
 105                                 return -EINVAL;
 106                         memcpy(daddr, optptr+optlen-4, 4);
 107                         fallthrough;
 108                 default:
 109                         memset(optptr, 0, optlen);
 110                 }
 111                 l -= optlen;
 112                 optptr += optlen;
 113         }
 114         return 0;
 115 }
 116
 117 static void ah_output_done(void *data, int err)
 118 {
 119         u8 *icv;
 120         struct iphdr *iph;
 121         struct sk_buff *skb = data;
 122         struct xfrm_state *x = skb_dst(skb)->xfrm;
 123         struct ah_data *ahp = x->data;
 124         struct iphdr *top_iph = ip_hdr(skb);
 125         struct ip_auth_hdr *ah = ip_auth_hdr(skb);
 126         int ihl = ip_hdrlen(skb);
 127
 128         iph = AH_SKB_CB(skb)->tmp;
 129         icv = ah_tmp_icv(iph, ihl);
 130         memcpy(ah->auth_data, icv, ahp->icv_trunc_len);
 131
 132         top_iph->tos = iph->tos;
 133         top_iph->ttl = iph->ttl;
 134         top_iph->frag_off = iph->frag_off;
 135         if (top_iph->ihl != 5) {
 136                 top_iph->daddr = iph->daddr;
 137                 memcpy(top_iph+1, iph+1, top_iph->ihl*4 - sizeof(struct iphdr));
 138         }
 139
 140         kfree(AH_SKB_CB(skb)->tmp);
 141         xfrm_output_resume(skb->sk, skb, err);
 142 }
 143
 144 static int ah_output(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 145 {
 146         int err;
 147         int nfrags;
 148         int ihl;
 149         u8 *icv;
 150         struct sk_buff *trailer;
 151         struct crypto_ahash *ahash;
 152         struct ahash_request *req;
 153         struct scatterlist *sg;
 154         struct iphdr *iph, *top_iph;
 155         struct ip_auth_hdr *ah;
 156         struct ah_data *ahp;
 157         int seqhi_len = 0;
 158         __be32 *seqhi;
 159         int sglists = 0;
 160         struct scatterlist *seqhisg;
 161
 162         ahp = x->data;
 163         ahash = ahp->ahash;
 164
 165         if ((err = skb_cow_data(skb, 0, &trailer)) < 0)
 166                 goto out;
 167         nfrags = err;
 168
 169         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
 170         ah = ip_auth_hdr(skb);
 171         ihl = ip_hdrlen(skb);
 172
 173         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
 174                 sglists = 1;
 175                 seqhi_len = sizeof(*seqhi);
 176         }
 177         err = -ENOMEM;
 178         iph = ah_alloc_tmp(ahash, nfrags + sglists, ihl + seqhi_len);
 179         if (!iph)
 180                 goto out;
 181         seqhi = (__be32 *)((char *)iph + ihl);
 182         icv = ah_tmp_icv(seqhi, seqhi_len);
 183         req = ah_tmp_req(ahash, icv);
 184         sg = ah_req_sg(ahash, req);
 185         seqhisg = sg + nfrags;
 186
 187         memset(ah->auth_data, 0, ahp->icv_trunc_len);
 188
 189         top_iph = ip_hdr(skb);
 190
 191         iph->tos = top_iph->tos;
 192         iph->ttl = top_iph->ttl;
 193         iph->frag_off = top_iph->frag_off;
 194
 195         if (top_iph->ihl != 5) {
 196                 iph->daddr = top_iph->daddr;
 197                 memcpy(iph+1, top_iph+1, top_iph->ihl*4 - sizeof(struct iphdr));
 198                 err = ip_clear_mutable_options(top_iph, &top_iph->daddr);
 199                 if (err)
 200                         goto out_free;
 201         }
 202
 203         ah->nexthdr = *skb_mac_header(skb);
 204         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_AH;
 205
 206         top_iph->tos = 0;
 207         top_iph->tot_len = htons(skb->len);
 208         top_iph->frag_off = 0;
 209         top_iph->ttl = 0;
 210         top_iph->check = 0;
 211
 212         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ALIGN4)
 213                 ah->hdrlen  = (XFRM_ALIGN4(sizeof(*ah) + ahp->icv_trunc_len) >> 2) - 2;
 214         else
 215                 ah->hdrlen  = (XFRM_ALIGN8(sizeof(*ah) + ahp->icv_trunc_len) >> 2) - 2;
 216
 217         ah->reserved = 0;
 218         ah->spi = x->id.spi;
 219         ah->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low);
 220
 221         sg_init_table(sg, nfrags + sglists);
 222         err = skb_to_sgvec_nomark(skb, sg, 0, skb->len);
 223         if (unlikely(err < 0))
 224                 goto out_free;
 225
 226         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
 227                 /* Attach seqhi sg right after packet payload */
 228                 *seqhi = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.hi);
 229                 sg_set_buf(seqhisg, seqhi, seqhi_len);
 230         }
 231         ahash_request_set_crypt(req, sg, icv, skb->len + seqhi_len);
 232         ahash_request_set_callback(req, 0, ah_output_done, skb);
 233
 234         AH_SKB_CB(skb)->tmp = iph;
 235
 236         err = crypto_ahash_digest(req);
 237         if (err) {
 238                 if (err == -EINPROGRESS)
 239                         goto out;
 240
 241                 if (err == -ENOSPC)
 242                         err = NET_XMIT_DROP;
 243                 goto out_free;
 244         }
 245
 246         memcpy(ah->auth_data, icv, ahp->icv_trunc_len);
 247
 248         top_iph->tos = iph->tos;
 249         top_iph->ttl = iph->ttl;
 250         top_iph->frag_off = iph->frag_off;
 251         if (top_iph->ihl != 5) {
 252                 top_iph->daddr = iph->daddr;
 253                 memcpy(top_iph+1, iph+1, top_iph->ihl*4 - sizeof(struct iphdr));
 254         }
 255
 256 out_free:
 257         kfree(iph);
 258 out:
 259         return err;
 260 }
 261
 262 static void ah_input_done(void *data, int err)
 263 {
 264         u8 *auth_data;
 265         u8 *icv;
 266         struct iphdr *work_iph;
 267         struct sk_buff *skb = data;
 268         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 269         struct ah_data *ahp = x->data;
 270         struct ip_auth_hdr *ah = ip_auth_hdr(skb);
 271         int ihl = ip_hdrlen(skb);
 272         int ah_hlen = (ah->hdrlen + 2) << 2;
 273
 274         if (err)
 275                 goto out;
 276
 277         work_iph = AH_SKB_CB(skb)->tmp;
 278         auth_data = ah_tmp_auth(work_iph, ihl);
 279         icv = ah_tmp_icv(auth_data, ahp->icv_trunc_len);
 280
 281         err = crypto_memneq(icv, auth_data, ahp->icv_trunc_len) ? -EBADMSG : 0;
 282         if (err)
 283                 goto out;
 284
 285         err = ah->nexthdr;
 286
 287         skb->network_header += ah_hlen;
 288         memcpy(skb_network_header(skb), work_iph, ihl);
 289         __skb_pull(skb, ah_hlen + ihl);
 290
 291         if (x->props.mode == XFRM_MODE_TUNNEL)
 292                 skb_reset_transport_header(skb);
 293         else
 294                 skb_set_transport_header(skb, -ihl);
 295 out:
 296         kfree(AH_SKB_CB(skb)->tmp);
 297         xfrm_input_resume(skb, err);
 298 }
 299
 300 static int ah_input(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 301 {
 302         int ah_hlen;
 303         int ihl;
 304         int nexthdr;
 305         int nfrags;
 306         u8 *auth_data;
 307         u8 *icv;
 308         struct sk_buff *trailer;
 309         struct crypto_ahash *ahash;
 310         struct ahash_request *req;
 311         struct scatterlist *sg;
 312         struct iphdr *iph, *work_iph;
 313         struct ip_auth_hdr *ah;
 314         struct ah_data *ahp;
 315         int err = -ENOMEM;
 316         int seqhi_len = 0;
 317         __be32 *seqhi;
 318         int sglists = 0;
 319         struct scatterlist *seqhisg;
 320
 321         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(*ah)))
 322                 goto out;
 323
 324         ah = (struct ip_auth_hdr *)skb->data;
 325         ahp = x->data;
 326         ahash = ahp->ahash;
 327
 328         nexthdr = ah->nexthdr;
 329         ah_hlen = (ah->hdrlen + 2) << 2;
 330
 331         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ALIGN4) {
 332                 if (ah_hlen != XFRM_ALIGN4(sizeof(*ah) + ahp->icv_full_len) &&
 333                     ah_hlen != XFRM_ALIGN4(sizeof(*ah) + ahp->icv_trunc_len))
 334                         goto out;
 335         } else {
 336                 if (ah_hlen != XFRM_ALIGN8(sizeof(*ah) + ahp->icv_full_len) &&
 337                     ah_hlen != XFRM_ALIGN8(sizeof(*ah) + ahp->icv_trunc_len))
 338                         goto out;
 339         }
 340
 341         if (!pskb_may_pull(skb, ah_hlen))
 342                 goto out;
 343
 344         /* We are going to _remove_ AH header to keep sockets happy,
 345          * so... Later this can change. */
 346         if (skb_unclone(skb, GFP_ATOMIC))
 347                 goto out;
 348
 349         skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 350
 351
 352         if ((err = skb_cow_data(skb, 0, &trailer)) < 0)
 353                 goto out;
 354         nfrags = err;
 355
 356         ah = (struct ip_auth_hdr *)skb->data;
 357         iph = ip_hdr(skb);
 358         ihl = ip_hdrlen(skb);
 359
 360         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
 361                 sglists = 1;
 362                 seqhi_len = sizeof(*seqhi);
 363         }
 364
 365         work_iph = ah_alloc_tmp(ahash, nfrags + sglists, ihl +
 366                                 ahp->icv_trunc_len + seqhi_len);
 367         if (!work_iph) {
 368                 err = -ENOMEM;
 369                 goto out;
 370         }
 371
 372         seqhi = (__be32 *)((char *)work_iph + ihl);
 373         auth_data = ah_tmp_auth(seqhi, seqhi_len);
 374         icv = ah_tmp_icv(auth_data, ahp->icv_trunc_len);
 375         req = ah_tmp_req(ahash, icv);
 376         sg = ah_req_sg(ahash, req);
 377         seqhisg = sg + nfrags;
 378
 379         memcpy(work_iph, iph, ihl);
 380         memcpy(auth_data, ah->auth_data, ahp->icv_trunc_len);
 381         memset(ah->auth_data, 0, ahp->icv_trunc_len);
 382
 383         iph->ttl = 0;
 384         iph->tos = 0;
 385         iph->frag_off = 0;
 386         iph->check = 0;
 387         if (ihl > sizeof(*iph)) {
 388                 __be32 dummy;
 389                 err = ip_clear_mutable_options(iph, &dummy);
 390                 if (err)
 391                         goto out_free;
 392         }
 393
 394         skb_push(skb, ihl);
 395
 396         sg_init_table(sg, nfrags + sglists);
 397         err = skb_to_sgvec_nomark(skb, sg, 0, skb->len);
 398         if (unlikely(err < 0))
 399                 goto out_free;
 400
 401         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
 402                 /* Attach seqhi sg right after packet payload */
 403                 *seqhi = XFRM_SKB_CB(skb)->seq.input.hi;
 404                 sg_set_buf(seqhisg, seqhi, seqhi_len);
 405         }
 406         ahash_request_set_crypt(req, sg, icv, skb->len + seqhi_len);
 407         ahash_request_set_callback(req, 0, ah_input_done, skb);
 408
 409         AH_SKB_CB(skb)->tmp = work_iph;
 410
 411         err = crypto_ahash_digest(req);
 412         if (err) {
 413                 if (err == -EINPROGRESS)
 414                         goto out;
 415
 416                 goto out_free;
 417         }
 418
 419         err = crypto_memneq(icv, auth_data, ahp->icv_trunc_len) ? -EBADMSG : 0;
 420         if (err)
 421                 goto out_free;
 422
 423         skb->network_header += ah_hlen;
 424         memcpy(skb_network_header(skb), work_iph, ihl);
 425         __skb_pull(skb, ah_hlen + ihl);
 426         if (x->props.mode == XFRM_MODE_TUNNEL)
 427                 skb_reset_transport_header(skb);
 428         else
 429                 skb_set_transport_header(skb, -ihl);
 430
 431         err = nexthdr;
 432
 433 out_free:
 434         kfree (work_iph);
 435 out:
 436         return err;
 437 }
 438
 439 static int ah4_err(struct sk_buff *skb, u32 info)
 440 {
 441         struct net *net = dev_net(skb->dev);
 442         const struct iphdr *iph = (const struct iphdr *)skb->data;
 443         struct ip_auth_hdr *ah = (struct ip_auth_hdr *)(skb->data+(iph->ihl<<2));
 444         struct xfrm_state *x;
 445
 446         switch (icmp_hdr(skb)->type) {
 447         case ICMP_DEST_UNREACH:
 448                 if (icmp_hdr(skb)->code != ICMP_FRAG_NEEDED)
 449                         return 0;
 450                 break;
 451         case ICMP_REDIRECT:
 452                 break;
 453         default:
 454                 return 0;
 455         }
 456
 457         x = xfrm_state_lookup(net, skb->mark, (const xfrm_address_t *)&iph->daddr,
 458                               ah->spi, IPPROTO_AH, AF_INET);
 459         if (!x)
 460                 return 0;
 461
 462         if (icmp_hdr(skb)->type == ICMP_DEST_UNREACH)
 463                 ipv4_update_pmtu(skb, net, info, 0, IPPROTO_AH);
 464         else
 465                 ipv4_redirect(skb, net, 0, IPPROTO_AH);
 466         xfrm_state_put(x);
 467
 468         return 0;
 469 }
 470
 471 static int ah_init_state(struct xfrm_state *x, struct netlink_ext_ack *extack)
 472 {
 473         struct ah_data *ahp = NULL;
 474         struct xfrm_algo_desc *aalg_desc;
 475         struct crypto_ahash *ahash;
 476
 477         if (!x->aalg) {
 478                 NL_SET_ERR_MSG(extack, "AH requires a state with an AUTH algorithm");
 479                 goto error;
 480         }
 481
 482         if (x->encap) {
 483                 NL_SET_ERR_MSG(extack, "AH is not compatible with encapsulation");
 484                 goto error;
 485         }
 486
 487         ahp = kzalloc(sizeof(*ahp), GFP_KERNEL);
 488         if (!ahp)
 489                 return -ENOMEM;
 490
 491         ahash = crypto_alloc_ahash(x->aalg->alg_name, 0, 0);
 492         if (IS_ERR(ahash)) {
 493                 NL_SET_ERR_MSG(extack, "Kernel was unable to initialize cryptographic operations");
 494                 goto error;
 495         }
 496
 497         ahp->ahash = ahash;
 498         if (crypto_ahash_setkey(ahash, x->aalg->alg_key,
 499                                 (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8)) {
 500                 NL_SET_ERR_MSG(extack, "Kernel was unable to initialize cryptographic operations");
 501                 goto error;
 502         }
 503
 504         /*
 505          * Lookup the algorithm description maintained by xfrm_algo,
 506          * verify crypto transform properties, and store information
 507          * we need for AH processing.  This lookup cannot fail here
 508          * after a successful crypto_alloc_ahash().
 509          */
 510         aalg_desc = xfrm_aalg_get_byname(x->aalg->alg_name, 0);
 511         BUG_ON(!aalg_desc);
 512
 513         if (aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8 !=
 514             crypto_ahash_digestsize(ahash)) {
 515                 NL_SET_ERR_MSG(extack, "Kernel was unable to initialize cryptographic operations");
 516                 goto error;
 517         }
 518
 519         ahp->icv_full_len = aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8;
 520         ahp->icv_trunc_len = x->aalg->alg_trunc_len/8;
 521
 522         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ALIGN4)
 523                 x->props.header_len = XFRM_ALIGN4(sizeof(struct ip_auth_hdr) +
 524                                                   ahp->icv_trunc_len);
 525         else
 526                 x->props.header_len = XFRM_ALIGN8(sizeof(struct ip_auth_hdr) +
 527                                                   ahp->icv_trunc_len);
 528         if (x->props.mode == XFRM_MODE_TUNNEL)
 529                 x->props.header_len += sizeof(struct iphdr);
 530         x->data = ahp;
 531
 532         return 0;
 533
 534 error:
 535         if (ahp) {
 536                 crypto_free_ahash(ahp->ahash);
 537                 kfree(ahp);
 538         }
 539         return -EINVAL;
 540 }
 541
 542 static void ah_destroy(struct xfrm_state *x)
 543 {
 544         struct ah_data *ahp = x->data;
 545
 546         if (!ahp)
 547                 return;
 548
 549         crypto_free_ahash(ahp->ahash);
 550         kfree(ahp);
 551 }
 552
 553 static int ah4_rcv_cb(struct sk_buff *skb, int err)
 554 {
 555         return 0;
 556 }
 557
 558 static const struct xfrm_type ah_type =
 559 {
 560         .owner          = THIS_MODULE,
 561         .proto          = IPPROTO_AH,
 562         .flags          = XFRM_TYPE_REPLAY_PROT,
 563         .init_state     = ah_init_state,
 564         .destructor     = ah_destroy,
 565         .input          = ah_input,
 566         .output         = ah_output
 567 };
 568
 569 static struct xfrm4_protocol ah4_protocol = {
 570         .handler        =       xfrm4_rcv,
 571         .input_handler  =       xfrm_input,
 572         .cb_handler     =       ah4_rcv_cb,
 573         .err_handler    =       ah4_err,
 574         .priority       =       0,
 575 };
 576
 577 static int __init ah4_init(void)
 578 {
 579         if (xfrm_register_type(&ah_type, AF_INET) < 0) {
 580                 pr_info("%s: can't add xfrm type\n", __func__);
 581                 return -EAGAIN;
 582         }
 583         if (xfrm4_protocol_register(&ah4_protocol, IPPROTO_AH) < 0) {
 584                 pr_info("%s: can't add protocol\n", __func__);
 585                 xfrm_unregister_type(&ah_type, AF_INET);
 586                 return -EAGAIN;
 587         }
 588         return 0;
 589 }
 590
 591 static void __exit ah4_fini(void)
 592 {
 593         if (xfrm4_protocol_deregister(&ah4_protocol, IPPROTO_AH) < 0)
 594                 pr_info("%s: can't remove protocol\n", __func__);
 595         xfrm_unregister_type(&ah_type, AF_INET);
 596 }
 597
 598 module_init(ah4_init);
 599 module_exit(ah4_fini);
 600 MODULE_LICENSE("GPL");
 601 MODULE_ALIAS_XFRM_TYPE(AF_INET, XFRM_PROTO_AH);