Merge tag 'hwmon-for-linus-v4.14-rc4' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[sfrench/cifs-2.6.git] / crypto / cmac.c
1 /*
2  * CMAC: Cipher Block Mode for Authentication
3  *
4  * Copyright © 2013 Jussi Kivilinna <jussi.kivilinna@iki.fi>
5  *
6  * Based on work by:
7  *  Copyright © 2013 Tom St Denis <tstdenis@elliptictech.com>
8  * Based on crypto/xcbc.c:
9  *  Copyright © 2006 USAGI/WIDE Project,
10  *   Author: Kazunori Miyazawa <miyazawa@linux-ipv6.org>
11  *
12  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
13  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
14  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
15  * (at your option) any later version.
16  *
17  */
18
19 #include <crypto/internal/hash.h>
20 #include <linux/err.h>
21 #include <linux/kernel.h>
22 #include <linux/module.h>
23
24 /*
25  * +------------------------
26  * | <parent tfm>
27  * +------------------------
28  * | cmac_tfm_ctx
29  * +------------------------
30  * | consts (block size * 2)
31  * +------------------------
32  */
33 struct cmac_tfm_ctx {
34         struct crypto_cipher *child;
35         u8 ctx[];
36 };
37
38 /*
39  * +------------------------
40  * | <shash desc>
41  * +------------------------
42  * | cmac_desc_ctx
43  * +------------------------
44  * | odds (block size)
45  * +------------------------
46  * | prev (block size)
47  * +------------------------
48  */
49 struct cmac_desc_ctx {
50         unsigned int len;
51         u8 ctx[];
52 };
53
54 static int crypto_cmac_digest_setkey(struct crypto_shash *parent,
55                                      const u8 *inkey, unsigned int keylen)
56 {
57         unsigned long alignmask = crypto_shash_alignmask(parent);
58         struct cmac_tfm_ctx *ctx = crypto_shash_ctx(parent);
59         unsigned int bs = crypto_shash_blocksize(parent);
60         __be64 *consts = PTR_ALIGN((void *)ctx->ctx,
61                                    (alignmask | (__alignof__(__be64) - 1)) + 1);
62         u64 _const[2];
63         int i, err = 0;
64         u8 msb_mask, gfmask;
65
66         err = crypto_cipher_setkey(ctx->child, inkey, keylen);
67         if (err)
68                 return err;
69
70         /* encrypt the zero block */
71         memset(consts, 0, bs);
72         crypto_cipher_encrypt_one(ctx->child, (u8 *)consts, (u8 *)consts);
73
74         switch (bs) {
75         case 16:
76                 gfmask = 0x87;
77                 _const[0] = be64_to_cpu(consts[1]);
78                 _const[1] = be64_to_cpu(consts[0]);
79
80                 /* gf(2^128) multiply zero-ciphertext with u and u^2 */
81                 for (i = 0; i < 4; i += 2) {
82                         msb_mask = ((s64)_const[1] >> 63) & gfmask;
83                         _const[1] = (_const[1] << 1) | (_const[0] >> 63);
84                         _const[0] = (_const[0] << 1) ^ msb_mask;
85
86                         consts[i + 0] = cpu_to_be64(_const[1]);
87                         consts[i + 1] = cpu_to_be64(_const[0]);
88                 }
89
90                 break;
91         case 8:
92                 gfmask = 0x1B;
93                 _const[0] = be64_to_cpu(consts[0]);
94
95                 /* gf(2^64) multiply zero-ciphertext with u and u^2 */
96                 for (i = 0; i < 2; i++) {
97                         msb_mask = ((s64)_const[0] >> 63) & gfmask;
98                         _const[0] = (_const[0] << 1) ^ msb_mask;
99
100                         consts[i] = cpu_to_be64(_const[0]);
101                 }
102
103                 break;
104         }
105
106         return 0;
107 }
108
109 static int crypto_cmac_digest_init(struct shash_desc *pdesc)
110 {
111         unsigned long alignmask = crypto_shash_alignmask(pdesc->tfm);
112         struct cmac_desc_ctx *ctx = shash_desc_ctx(pdesc);
113         int bs = crypto_shash_blocksize(pdesc->tfm);
114         u8 *prev = PTR_ALIGN((void *)ctx->ctx, alignmask + 1) + bs;
115
116         ctx->len = 0;
117         memset(prev, 0, bs);
118
119         return 0;
120 }
121
122 static int crypto_cmac_digest_update(struct shash_desc *pdesc, const u8 *p,
123                                      unsigned int len)
124 {
125         struct crypto_shash *parent = pdesc->tfm;
126         unsigned long alignmask = crypto_shash_alignmask(parent);
127         struct cmac_tfm_ctx *tctx = crypto_shash_ctx(parent);
128         struct cmac_desc_ctx *ctx = shash_desc_ctx(pdesc);
129         struct crypto_cipher *tfm = tctx->child;
130         int bs = crypto_shash_blocksize(parent);
131         u8 *odds = PTR_ALIGN((void *)ctx->ctx, alignmask + 1);
132         u8 *prev = odds + bs;
133
134         /* checking the data can fill the block */
135         if ((ctx->len + len) <= bs) {
136                 memcpy(odds + ctx->len, p, len);
137                 ctx->len += len;
138                 return 0;
139         }
140
141         /* filling odds with new data and encrypting it */
142         memcpy(odds + ctx->len, p, bs - ctx->len);
143         len -= bs - ctx->len;
144         p += bs - ctx->len;
145
146         crypto_xor(prev, odds, bs);
147         crypto_cipher_encrypt_one(tfm, prev, prev);
148
149         /* clearing the length */
150         ctx->len = 0;
151
152         /* encrypting the rest of data */
153         while (len > bs) {
154                 crypto_xor(prev, p, bs);
155                 crypto_cipher_encrypt_one(tfm, prev, prev);
156                 p += bs;
157                 len -= bs;
158         }
159
160         /* keeping the surplus of blocksize */
161         if (len) {
162                 memcpy(odds, p, len);
163                 ctx->len = len;
164         }
165
166         return 0;
167 }
168
169 static int crypto_cmac_digest_final(struct shash_desc *pdesc, u8 *out)
170 {
171         struct crypto_shash *parent = pdesc->tfm;
172         unsigned long alignmask = crypto_shash_alignmask(parent);
173         struct cmac_tfm_ctx *tctx = crypto_shash_ctx(parent);
174         struct cmac_desc_ctx *ctx = shash_desc_ctx(pdesc);
175         struct crypto_cipher *tfm = tctx->child;
176         int bs = crypto_shash_blocksize(parent);
177         u8 *consts = PTR_ALIGN((void *)tctx->ctx,
178                                (alignmask | (__alignof__(__be64) - 1)) + 1);
179         u8 *odds = PTR_ALIGN((void *)ctx->ctx, alignmask + 1);
180         u8 *prev = odds + bs;
181         unsigned int offset = 0;
182
183         if (ctx->len != bs) {
184                 unsigned int rlen;
185                 u8 *p = odds + ctx->len;
186
187                 *p = 0x80;
188                 p++;
189
190                 rlen = bs - ctx->len - 1;
191                 if (rlen)
192                         memset(p, 0, rlen);
193
194                 offset += bs;
195         }
196
197         crypto_xor(prev, odds, bs);
198         crypto_xor(prev, consts + offset, bs);
199
200         crypto_cipher_encrypt_one(tfm, out, prev);
201
202         return 0;
203 }
204
205 static int cmac_init_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
206 {
207         struct crypto_cipher *cipher;
208         struct crypto_instance *inst = (void *)tfm->__crt_alg;
209         struct crypto_spawn *spawn = crypto_instance_ctx(inst);
210         struct cmac_tfm_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
211
212         cipher = crypto_spawn_cipher(spawn);
213         if (IS_ERR(cipher))
214                 return PTR_ERR(cipher);
215
216         ctx->child = cipher;
217
218         return 0;
219 };
220
221 static void cmac_exit_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
222 {
223         struct cmac_tfm_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
224         crypto_free_cipher(ctx->child);
225 }
226
227 static int cmac_create(struct crypto_template *tmpl, struct rtattr **tb)
228 {
229         struct shash_instance *inst;
230         struct crypto_alg *alg;
231         unsigned long alignmask;
232         int err;
233
234         err = crypto_check_attr_type(tb, CRYPTO_ALG_TYPE_SHASH);
235         if (err)
236                 return err;
237
238         alg = crypto_get_attr_alg(tb, CRYPTO_ALG_TYPE_CIPHER,
239                                   CRYPTO_ALG_TYPE_MASK);
240         if (IS_ERR(alg))
241                 return PTR_ERR(alg);
242
243         switch (alg->cra_blocksize) {
244         case 16:
245         case 8:
246                 break;
247         default:
248                 err = -EINVAL;
249                 goto out_put_alg;
250         }
251
252         inst = shash_alloc_instance("cmac", alg);
253         err = PTR_ERR(inst);
254         if (IS_ERR(inst))
255                 goto out_put_alg;
256
257         err = crypto_init_spawn(shash_instance_ctx(inst), alg,
258                                 shash_crypto_instance(inst),
259                                 CRYPTO_ALG_TYPE_MASK);
260         if (err)
261                 goto out_free_inst;
262
263         alignmask = alg->cra_alignmask;
264         inst->alg.base.cra_alignmask = alignmask;
265         inst->alg.base.cra_priority = alg->cra_priority;
266         inst->alg.base.cra_blocksize = alg->cra_blocksize;
267
268         inst->alg.digestsize = alg->cra_blocksize;
269         inst->alg.descsize =
270                 ALIGN(sizeof(struct cmac_desc_ctx), crypto_tfm_ctx_alignment())
271                 + (alignmask & ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1))
272                 + alg->cra_blocksize * 2;
273
274         inst->alg.base.cra_ctxsize =
275                 ALIGN(sizeof(struct cmac_tfm_ctx), crypto_tfm_ctx_alignment())
276                 + ((alignmask | (__alignof__(__be64) - 1)) &
277                    ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1))
278                 + alg->cra_blocksize * 2;
279
280         inst->alg.base.cra_init = cmac_init_tfm;
281         inst->alg.base.cra_exit = cmac_exit_tfm;
282
283         inst->alg.init = crypto_cmac_digest_init;
284         inst->alg.update = crypto_cmac_digest_update;
285         inst->alg.final = crypto_cmac_digest_final;
286         inst->alg.setkey = crypto_cmac_digest_setkey;
287
288         err = shash_register_instance(tmpl, inst);
289         if (err) {
290 out_free_inst:
291                 shash_free_instance(shash_crypto_instance(inst));
292         }
293
294 out_put_alg:
295         crypto_mod_put(alg);
296         return err;
297 }
298
299 static struct crypto_template crypto_cmac_tmpl = {
300         .name = "cmac",
301         .create = cmac_create,
302         .free = shash_free_instance,
303         .module = THIS_MODULE,
304 };
305
306 static int __init crypto_cmac_module_init(void)
307 {
308         return crypto_register_template(&crypto_cmac_tmpl);
309 }
310
311 static void __exit crypto_cmac_module_exit(void)
312 {
313         crypto_unregister_template(&crypto_cmac_tmpl);
314 }
315
316 module_init(crypto_cmac_module_init);
317 module_exit(crypto_cmac_module_exit);
318
319 MODULE_LICENSE("GPL");
320 MODULE_DESCRIPTION("CMAC keyed hash algorithm");
321 MODULE_ALIAS_CRYPTO("cmac");