net/rxrpc/rxkad.c

   1 /* Kerberos-based RxRPC security
   2  *
   3  * Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc. All Rights Reserved.
   4  * Written by David Howells (dhowells@redhat.com)
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU General Public License
   8  * as published by the Free Software Foundation; either version
   9  * 2 of the License, or (at your option) any later version.
  10  */
  11
  12 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
  13
  14 #include <crypto/skcipher.h>
  15 #include <linux/module.h>
  16 #include <linux/net.h>
  17 #include <linux/skbuff.h>
  18 #include <linux/udp.h>
  19 #include <linux/scatterlist.h>
  20 #include <linux/ctype.h>
  21 #include <linux/slab.h>
  22 #include <net/sock.h>
  23 #include <net/af_rxrpc.h>
  24 #include <keys/rxrpc-type.h>
  25 #include "ar-internal.h"
  26
  27 #define RXKAD_VERSION                   2
  28 #define MAXKRB5TICKETLEN                1024
  29 #define RXKAD_TKT_TYPE_KERBEROS_V5      256
  30 #define ANAME_SZ                        40      /* size of authentication name */
  31 #define INST_SZ                         40      /* size of principal's instance */
  32 #define REALM_SZ                        40      /* size of principal's auth domain */
  33 #define SNAME_SZ                        40      /* size of service name */
  34
  35 struct rxkad_level1_hdr {
  36         __be32  data_size;      /* true data size (excluding padding) */
  37 };
  38
  39 struct rxkad_level2_hdr {
  40         __be32  data_size;      /* true data size (excluding padding) */
  41         __be32  checksum;       /* decrypted data checksum */
  42 };
  43
  44 /*
  45  * this holds a pinned cipher so that keventd doesn't get called by the cipher
  46  * alloc routine, but since we have it to hand, we use it to decrypt RESPONSE
  47  * packets
  48  */
  49 static struct crypto_skcipher *rxkad_ci;
  50 static DEFINE_MUTEX(rxkad_ci_mutex);
  51
  52 /*
  53  * initialise connection security
  54  */
  55 static int rxkad_init_connection_security(struct rxrpc_connection *conn)
  56 {
  57         struct crypto_skcipher *ci;
  58         struct rxrpc_key_token *token;
  59         int ret;
  60
  61         _enter("{%d},{%x}", conn->debug_id, key_serial(conn->params.key));
  62
  63         token = conn->params.key->payload.data[0];
  64         conn->security_ix = token->security_index;
  65
  66         ci = crypto_alloc_skcipher("pcbc(fcrypt)", 0, CRYPTO_ALG_ASYNC);
  67         if (IS_ERR(ci)) {
  68                 _debug("no cipher");
  69                 ret = PTR_ERR(ci);
  70                 goto error;
  71         }
  72
  73         if (crypto_skcipher_setkey(ci, token->kad->session_key,
  74                                    sizeof(token->kad->session_key)) < 0)
  75                 BUG();
  76
  77         switch (conn->params.security_level) {
  78         case RXRPC_SECURITY_PLAIN:
  79                 break;
  80         case RXRPC_SECURITY_AUTH:
  81                 conn->size_align = 8;
  82                 conn->security_size = sizeof(struct rxkad_level1_hdr);
  83                 break;
  84         case RXRPC_SECURITY_ENCRYPT:
  85                 conn->size_align = 8;
  86                 conn->security_size = sizeof(struct rxkad_level2_hdr);
  87                 break;
  88         default:
  89                 ret = -EKEYREJECTED;
  90                 goto error;
  91         }
  92
  93         conn->cipher = ci;
  94         ret = 0;
  95 error:
  96         _leave(" = %d", ret);
  97         return ret;
  98 }
  99
 100 /*
 101  * prime the encryption state with the invariant parts of a connection's
 102  * description
 103  */
 104 static int rxkad_prime_packet_security(struct rxrpc_connection *conn)
 105 {
 106         struct rxrpc_key_token *token;
 107         SKCIPHER_REQUEST_ON_STACK(req, conn->cipher);
 108         struct scatterlist sg;
 109         struct rxrpc_crypt iv;
 110         __be32 *tmpbuf;
 111         size_t tmpsize = 4 * sizeof(__be32);
 112
 113         _enter("");
 114
 115         if (!conn->params.key)
 116                 return 0;
 117
 118         tmpbuf = kmalloc(tmpsize, GFP_KERNEL);
 119         if (!tmpbuf)
 120                 return -ENOMEM;
 121
 122         token = conn->params.key->payload.data[0];
 123         memcpy(&iv, token->kad->session_key, sizeof(iv));
 124
 125         tmpbuf[0] = htonl(conn->proto.epoch);
 126         tmpbuf[1] = htonl(conn->proto.cid);
 127         tmpbuf[2] = 0;
 128         tmpbuf[3] = htonl(conn->security_ix);
 129
 130         sg_init_one(&sg, tmpbuf, tmpsize);
 131         skcipher_request_set_tfm(req, conn->cipher);
 132         skcipher_request_set_callback(req, 0, NULL, NULL);
 133         skcipher_request_set_crypt(req, &sg, &sg, tmpsize, iv.x);
 134         crypto_skcipher_encrypt(req);
 135         skcipher_request_zero(req);
 136
 137         memcpy(&conn->csum_iv, tmpbuf + 2, sizeof(conn->csum_iv));
 138         kfree(tmpbuf);
 139         _leave(" = 0");
 140         return 0;
 141 }
 142
 143 /*
 144  * partially encrypt a packet (level 1 security)
 145  */
 146 static int rxkad_secure_packet_auth(const struct rxrpc_call *call,
 147                                     struct sk_buff *skb,
 148                                     u32 data_size,
 149                                     void *sechdr)
 150 {
 151         struct rxrpc_skb_priv *sp = rxrpc_skb(skb);
 152         SKCIPHER_REQUEST_ON_STACK(req, call->conn->cipher);
 153         struct rxkad_level1_hdr hdr;
 154         struct rxrpc_crypt iv;
 155         struct scatterlist sg;
 156         u16 check;
 157
 158         _enter("");
 159
 160         check = sp->hdr.seq ^ call->call_id;
 161         data_size |= (u32)check << 16;
 162
 163         hdr.data_size = htonl(data_size);
 164         memcpy(sechdr, &hdr, sizeof(hdr));
 165
 166         /* start the encryption afresh */
 167         memset(&iv, 0, sizeof(iv));
 168
 169         sg_init_one(&sg, sechdr, 8);
 170         skcipher_request_set_tfm(req, call->conn->cipher);
 171         skcipher_request_set_callback(req, 0, NULL, NULL);
 172         skcipher_request_set_crypt(req, &sg, &sg, 8, iv.x);
 173         crypto_skcipher_encrypt(req);
 174         skcipher_request_zero(req);
 175
 176         _leave(" = 0");
 177         return 0;
 178 }
 179
 180 /*
 181  * wholly encrypt a packet (level 2 security)
 182  */
 183 static int rxkad_secure_packet_encrypt(const struct rxrpc_call *call,
 184                                        struct sk_buff *skb,
 185                                        u32 data_size,
 186                                        void *sechdr)
 187 {
 188         const struct rxrpc_key_token *token;
 189         struct rxkad_level2_hdr rxkhdr;
 190         struct rxrpc_skb_priv *sp;
 191         SKCIPHER_REQUEST_ON_STACK(req, call->conn->cipher);
 192         struct rxrpc_crypt iv;
 193         struct scatterlist sg[16];
 194         struct sk_buff *trailer;
 195         unsigned int len;
 196         u16 check;
 197         int nsg;
 198         int err;
 199
 200         sp = rxrpc_skb(skb);
 201
 202         _enter("");
 203
 204         check = sp->hdr.seq ^ call->call_id;
 205
 206         rxkhdr.data_size = htonl(data_size | (u32)check << 16);
 207         rxkhdr.checksum = 0;
 208         memcpy(sechdr, &rxkhdr, sizeof(rxkhdr));
 209
 210         /* encrypt from the session key */
 211         token = call->conn->params.key->payload.data[0];
 212         memcpy(&iv, token->kad->session_key, sizeof(iv));
 213
 214         sg_init_one(&sg[0], sechdr, sizeof(rxkhdr));
 215         skcipher_request_set_tfm(req, call->conn->cipher);
 216         skcipher_request_set_callback(req, 0, NULL, NULL);
 217         skcipher_request_set_crypt(req, &sg[0], &sg[0], sizeof(rxkhdr), iv.x);
 218         crypto_skcipher_encrypt(req);
 219
 220         /* we want to encrypt the skbuff in-place */
 221         nsg = skb_cow_data(skb, 0, &trailer);
 222         err = -ENOMEM;
 223         if (nsg < 0 || nsg > 16)
 224                 goto out;
 225
 226         len = data_size + call->conn->size_align - 1;
 227         len &= ~(call->conn->size_align - 1);
 228
 229         sg_init_table(sg, nsg);
 230         err = skb_to_sgvec(skb, sg, 0, len);
 231         if (unlikely(err < 0))
 232                 goto out;
 233         skcipher_request_set_crypt(req, sg, sg, len, iv.x);
 234         crypto_skcipher_encrypt(req);
 235
 236         _leave(" = 0");
 237         err = 0;
 238
 239 out:
 240         skcipher_request_zero(req);
 241         return err;
 242 }
 243
 244 /*
 245  * checksum an RxRPC packet header
 246  */
 247 static int rxkad_secure_packet(struct rxrpc_call *call,
 248                                struct sk_buff *skb,
 249                                size_t data_size,
 250                                void *sechdr)
 251 {
 252         struct rxrpc_skb_priv *sp;
 253         SKCIPHER_REQUEST_ON_STACK(req, call->conn->cipher);
 254         struct rxrpc_crypt iv;
 255         struct scatterlist sg;
 256         u32 x, y;
 257         int ret;
 258
 259         sp = rxrpc_skb(skb);
 260
 261         _enter("{%d{%x}},{#%u},%zu,",
 262                call->debug_id, key_serial(call->conn->params.key),
 263                sp->hdr.seq, data_size);
 264
 265         if (!call->conn->cipher)
 266                 return 0;
 267
 268         ret = key_validate(call->conn->params.key);
 269         if (ret < 0)
 270                 return ret;
 271
 272         /* continue encrypting from where we left off */
 273         memcpy(&iv, call->conn->csum_iv.x, sizeof(iv));
 274
 275         /* calculate the security checksum */
 276         x = (call->cid & RXRPC_CHANNELMASK) << (32 - RXRPC_CIDSHIFT);
 277         x |= sp->hdr.seq & 0x3fffffff;
 278         call->crypto_buf[0] = htonl(call->call_id);
 279         call->crypto_buf[1] = htonl(x);
 280
 281         sg_init_one(&sg, call->crypto_buf, 8);
 282         skcipher_request_set_tfm(req, call->conn->cipher);
 283         skcipher_request_set_callback(req, 0, NULL, NULL);
 284         skcipher_request_set_crypt(req, &sg, &sg, 8, iv.x);
 285         crypto_skcipher_encrypt(req);
 286         skcipher_request_zero(req);
 287
 288         y = ntohl(call->crypto_buf[1]);
 289         y = (y >> 16) & 0xffff;
 290         if (y == 0)
 291                 y = 1; /* zero checksums are not permitted */
 292         sp->hdr.cksum = y;
 293
 294         switch (call->conn->params.security_level) {
 295         case RXRPC_SECURITY_PLAIN:
 296                 ret = 0;
 297                 break;
 298         case RXRPC_SECURITY_AUTH:
 299                 ret = rxkad_secure_packet_auth(call, skb, data_size, sechdr);
 300                 break;
 301         case RXRPC_SECURITY_ENCRYPT:
 302                 ret = rxkad_secure_packet_encrypt(call, skb, data_size,
 303                                                   sechdr);
 304                 break;
 305         default:
 306                 ret = -EPERM;
 307                 break;
 308         }
 309
 310         _leave(" = %d [set %hx]", ret, y);
 311         return ret;
 312 }
 313
 314 /*
 315  * decrypt partial encryption on a packet (level 1 security)
 316  */
 317 static int rxkad_verify_packet_1(struct rxrpc_call *call, struct sk_buff *skb,
 318                                  unsigned int offset, unsigned int len,
 319                                  rxrpc_seq_t seq)
 320 {
 321         struct rxkad_level1_hdr sechdr;
 322         SKCIPHER_REQUEST_ON_STACK(req, call->conn->cipher);
 323         struct rxrpc_crypt iv;
 324         struct scatterlist sg[16];
 325         struct sk_buff *trailer;
 326         bool aborted;
 327         u32 data_size, buf;
 328         u16 check;
 329         int nsg, ret;
 330
 331         _enter("");
 332
 333         if (len < 8) {
 334                 aborted = rxrpc_abort_eproto(call, skb, "rxkad_1_hdr", "V1H",
 335                                            RXKADSEALEDINCON);
 336                 goto protocol_error;
 337         }
 338
 339         /* Decrypt the skbuff in-place.  TODO: We really want to decrypt
 340          * directly into the target buffer.
 341          */
 342         nsg = skb_cow_data(skb, 0, &trailer);
 343         if (nsg < 0 || nsg > 16)
 344                 goto nomem;
 345
 346         sg_init_table(sg, nsg);
 347         ret = skb_to_sgvec(skb, sg, offset, 8);
 348         if (unlikely(ret < 0))
 349                 return ret;
 350
 351         /* start the decryption afresh */
 352         memset(&iv, 0, sizeof(iv));
 353
 354         skcipher_request_set_tfm(req, call->conn->cipher);
 355         skcipher_request_set_callback(req, 0, NULL, NULL);
 356         skcipher_request_set_crypt(req, sg, sg, 8, iv.x);
 357         crypto_skcipher_decrypt(req);
 358         skcipher_request_zero(req);
 359
 360         /* Extract the decrypted packet length */
 361         if (skb_copy_bits(skb, offset, &sechdr, sizeof(sechdr)) < 0) {
 362                 aborted = rxrpc_abort_eproto(call, skb, "rxkad_1_len", "XV1",
 363                                              RXKADDATALEN);
 364                 goto protocol_error;
 365         }
 366         offset += sizeof(sechdr);
 367         len -= sizeof(sechdr);
 368
 369         buf = ntohl(sechdr.data_size);
 370         data_size = buf & 0xffff;
 371
 372         check = buf >> 16;
 373         check ^= seq ^ call->call_id;
 374         check &= 0xffff;
 375         if (check != 0) {
 376                 aborted = rxrpc_abort_eproto(call, skb, "rxkad_1_check", "V1C",
 377                                              RXKADSEALEDINCON);
 378                 goto protocol_error;
 379         }
 380
 381         if (data_size > len) {
 382                 aborted = rxrpc_abort_eproto(call, skb, "rxkad_1_datalen", "V1L",
 383                                              RXKADDATALEN);
 384                 goto protocol_error;
 385         }
 386
 387         _leave(" = 0 [dlen=%x]", data_size);
 388         return 0;
 389
 390 protocol_error:
 391         if (aborted)
 392                 rxrpc_send_abort_packet(call);
 393         return -EPROTO;
 394
 395 nomem:
 396         _leave(" = -ENOMEM");
 397         return -ENOMEM;
 398 }
 399
 400 /*
 401  * wholly decrypt a packet (level 2 security)
 402  */
 403 static int rxkad_verify_packet_2(struct rxrpc_call *call, struct sk_buff *skb,
 404                                  unsigned int offset, unsigned int len,
 405                                  rxrpc_seq_t seq)
 406 {
 407         const struct rxrpc_key_token *token;
 408         struct rxkad_level2_hdr sechdr;
 409         SKCIPHER_REQUEST_ON_STACK(req, call->conn->cipher);
 410         struct rxrpc_crypt iv;
 411         struct scatterlist _sg[4], *sg;
 412         struct sk_buff *trailer;
 413         bool aborted;
 414         u32 data_size, buf;
 415         u16 check;
 416         int nsg, ret;
 417
 418         _enter(",{%d}", skb->len);
 419
 420         if (len < 8) {
 421                 aborted = rxrpc_abort_eproto(call, skb, "rxkad_2_hdr", "V2H",
 422                                              RXKADSEALEDINCON);
 423                 goto protocol_error;
 424         }
 425
 426         /* Decrypt the skbuff in-place.  TODO: We really want to decrypt
 427          * directly into the target buffer.
 428          */
 429         nsg = skb_cow_data(skb, 0, &trailer);
 430         if (nsg < 0)
 431                 goto nomem;
 432
 433         sg = _sg;
 434         if (unlikely(nsg > 4)) {
 435                 sg = kmalloc_array(nsg, sizeof(*sg), GFP_NOIO);
 436                 if (!sg)
 437                         goto nomem;
 438         }
 439
 440         sg_init_table(sg, nsg);
 441         ret = skb_to_sgvec(skb, sg, offset, len);
 442         if (unlikely(ret < 0)) {
 443                 if (sg != _sg)
 444                         kfree(sg);
 445                 return ret;
 446         }
 447
 448         /* decrypt from the session key */
 449         token = call->conn->params.key->payload.data[0];
 450         memcpy(&iv, token->kad->session_key, sizeof(iv));
 451
 452         skcipher_request_set_tfm(req, call->conn->cipher);
 453         skcipher_request_set_callback(req, 0, NULL, NULL);
 454         skcipher_request_set_crypt(req, sg, sg, len, iv.x);
 455         crypto_skcipher_decrypt(req);
 456         skcipher_request_zero(req);
 457         if (sg != _sg)
 458                 kfree(sg);
 459
 460         /* Extract the decrypted packet length */
 461         if (skb_copy_bits(skb, offset, &sechdr, sizeof(sechdr)) < 0) {
 462                 aborted = rxrpc_abort_eproto(call, skb, "rxkad_2_len", "XV2",
 463                                              RXKADDATALEN);
 464                 goto protocol_error;
 465         }
 466         offset += sizeof(sechdr);
 467         len -= sizeof(sechdr);
 468
 469         buf = ntohl(sechdr.data_size);
 470         data_size = buf & 0xffff;
 471
 472         check = buf >> 16;
 473         check ^= seq ^ call->call_id;
 474         check &= 0xffff;
 475         if (check != 0) {
 476                 aborted = rxrpc_abort_eproto(call, skb, "rxkad_2_check", "V2C",
 477                                              RXKADSEALEDINCON);
 478                 goto protocol_error;
 479         }
 480
 481         if (data_size > len) {
 482                 aborted = rxrpc_abort_eproto(call, skb, "rxkad_2_datalen", "V2L",
 483                                              RXKADDATALEN);
 484                 goto protocol_error;
 485         }
 486
 487         _leave(" = 0 [dlen=%x]", data_size);
 488         return 0;
 489
 490 protocol_error:
 491         if (aborted)
 492                 rxrpc_send_abort_packet(call);
 493         return -EPROTO;
 494
 495 nomem:
 496         _leave(" = -ENOMEM");
 497         return -ENOMEM;
 498 }
 499
 500 /*
 501  * Verify the security on a received packet or subpacket (if part of a
 502  * jumbo packet).
 503  */
 504 static int rxkad_verify_packet(struct rxrpc_call *call, struct sk_buff *skb,
 505                                unsigned int offset, unsigned int len,
 506                                rxrpc_seq_t seq, u16 expected_cksum)
 507 {
 508         SKCIPHER_REQUEST_ON_STACK(req, call->conn->cipher);
 509         struct rxrpc_crypt iv;
 510         struct scatterlist sg;
 511         bool aborted;
 512         u16 cksum;
 513         u32 x, y;
 514
 515         _enter("{%d{%x}},{#%u}",
 516                call->debug_id, key_serial(call->conn->params.key), seq);
 517
 518         if (!call->conn->cipher)
 519                 return 0;
 520
 521         /* continue encrypting from where we left off */
 522         memcpy(&iv, call->conn->csum_iv.x, sizeof(iv));
 523
 524         /* validate the security checksum */
 525         x = (call->cid & RXRPC_CHANNELMASK) << (32 - RXRPC_CIDSHIFT);
 526         x |= seq & 0x3fffffff;
 527         call->crypto_buf[0] = htonl(call->call_id);
 528         call->crypto_buf[1] = htonl(x);
 529
 530         sg_init_one(&sg, call->crypto_buf, 8);
 531         skcipher_request_set_tfm(req, call->conn->cipher);
 532         skcipher_request_set_callback(req, 0, NULL, NULL);
 533         skcipher_request_set_crypt(req, &sg, &sg, 8, iv.x);
 534         crypto_skcipher_encrypt(req);
 535         skcipher_request_zero(req);
 536
 537         y = ntohl(call->crypto_buf[1]);
 538         cksum = (y >> 16) & 0xffff;
 539         if (cksum == 0)
 540                 cksum = 1; /* zero checksums are not permitted */
 541
 542         if (cksum != expected_cksum) {
 543                 aborted = rxrpc_abort_eproto(call, skb, "rxkad_csum", "VCK",
 544                                              RXKADSEALEDINCON);
 545                 goto protocol_error;
 546         }
 547
 548         switch (call->conn->params.security_level) {
 549         case RXRPC_SECURITY_PLAIN:
 550                 return 0;
 551         case RXRPC_SECURITY_AUTH:
 552                 return rxkad_verify_packet_1(call, skb, offset, len, seq);
 553         case RXRPC_SECURITY_ENCRYPT:
 554                 return rxkad_verify_packet_2(call, skb, offset, len, seq);
 555         default:
 556                 return -ENOANO;
 557         }
 558
 559 protocol_error:
 560         if (aborted)
 561                 rxrpc_send_abort_packet(call);
 562         return -EPROTO;
 563 }
 564
 565 /*
 566  * Locate the data contained in a packet that was partially encrypted.
 567  */
 568 static void rxkad_locate_data_1(struct rxrpc_call *call, struct sk_buff *skb,
 569                                 unsigned int *_offset, unsigned int *_len)
 570 {
 571         struct rxkad_level1_hdr sechdr;
 572
 573         if (skb_copy_bits(skb, *_offset, &sechdr, sizeof(sechdr)) < 0)
 574                 BUG();
 575         *_offset += sizeof(sechdr);
 576         *_len = ntohl(sechdr.data_size) & 0xffff;
 577 }
 578
 579 /*
 580  * Locate the data contained in a packet that was completely encrypted.
 581  */
 582 static void rxkad_locate_data_2(struct rxrpc_call *call, struct sk_buff *skb,
 583                                 unsigned int *_offset, unsigned int *_len)
 584 {
 585         struct rxkad_level2_hdr sechdr;
 586
 587         if (skb_copy_bits(skb, *_offset, &sechdr, sizeof(sechdr)) < 0)
 588                 BUG();
 589         *_offset += sizeof(sechdr);
 590         *_len = ntohl(sechdr.data_size) & 0xffff;
 591 }
 592
 593 /*
 594  * Locate the data contained in an already decrypted packet.
 595  */
 596 static void rxkad_locate_data(struct rxrpc_call *call, struct sk_buff *skb,
 597                               unsigned int *_offset, unsigned int *_len)
 598 {
 599         switch (call->conn->params.security_level) {
 600         case RXRPC_SECURITY_AUTH:
 601                 rxkad_locate_data_1(call, skb, _offset, _len);
 602                 return;
 603         case RXRPC_SECURITY_ENCRYPT:
 604                 rxkad_locate_data_2(call, skb, _offset, _len);
 605                 return;
 606         default:
 607                 return;
 608         }
 609 }
 610
 611 /*
 612  * issue a challenge
 613  */
 614 static int rxkad_issue_challenge(struct rxrpc_connection *conn)
 615 {
 616         struct rxkad_challenge challenge;
 617         struct rxrpc_wire_header whdr;
 618         struct msghdr msg;
 619         struct kvec iov[2];
 620         size_t len;
 621         u32 serial;
 622         int ret;
 623
 624         _enter("{%d,%x}", conn->debug_id, key_serial(conn->params.key));
 625
 626         ret = key_validate(conn->params.key);
 627         if (ret < 0)
 628                 return ret;
 629
 630         get_random_bytes(&conn->security_nonce, sizeof(conn->security_nonce));
 631
 632         challenge.version       = htonl(2);
 633         challenge.nonce         = htonl(conn->security_nonce);
 634         challenge.min_level     = htonl(0);
 635         challenge.__padding     = 0;
 636
 637         msg.msg_name    = &conn->params.peer->srx.transport;
 638         msg.msg_namelen = conn->params.peer->srx.transport_len;
 639         msg.msg_control = NULL;
 640         msg.msg_controllen = 0;
 641         msg.msg_flags   = 0;
 642
 643         whdr.epoch      = htonl(conn->proto.epoch);
 644         whdr.cid        = htonl(conn->proto.cid);
 645         whdr.callNumber = 0;
 646         whdr.seq        = 0;
 647         whdr.type       = RXRPC_PACKET_TYPE_CHALLENGE;
 648         whdr.flags      = conn->out_clientflag;
 649         whdr.userStatus = 0;
 650         whdr.securityIndex = conn->security_ix;
 651         whdr._rsvd      = 0;
 652         whdr.serviceId  = htons(conn->service_id);
 653
 654         iov[0].iov_base = &whdr;
 655         iov[0].iov_len  = sizeof(whdr);
 656         iov[1].iov_base = &challenge;
 657         iov[1].iov_len  = sizeof(challenge);
 658
 659         len = iov[0].iov_len + iov[1].iov_len;
 660
 661         serial = atomic_inc_return(&conn->serial);
 662         whdr.serial = htonl(serial);
 663         _proto("Tx CHALLENGE %%%u", serial);
 664
 665         ret = kernel_sendmsg(conn->params.local->socket, &msg, iov, 2, len);
 666         if (ret < 0) {
 667                 trace_rxrpc_tx_fail(conn->debug_id, serial, ret,
 668                                     rxrpc_tx_fail_conn_challenge);
 669                 return -EAGAIN;
 670         }
 671
 672         conn->params.peer->last_tx_at = ktime_get_real();
 673         _leave(" = 0");
 674         return 0;
 675 }
 676
 677 /*
 678  * send a Kerberos security response
 679  */
 680 static int rxkad_send_response(struct rxrpc_connection *conn,
 681                                struct rxrpc_host_header *hdr,
 682                                struct rxkad_response *resp,
 683                                const struct rxkad_key *s2)
 684 {
 685         struct rxrpc_wire_header whdr;
 686         struct msghdr msg;
 687         struct kvec iov[3];
 688         size_t len;
 689         u32 serial;
 690         int ret;
 691
 692         _enter("");
 693
 694         msg.msg_name    = &conn->params.peer->srx.transport;
 695         msg.msg_namelen = conn->params.peer->srx.transport_len;
 696         msg.msg_control = NULL;
 697         msg.msg_controllen = 0;
 698         msg.msg_flags   = 0;
 699
 700         memset(&whdr, 0, sizeof(whdr));
 701         whdr.epoch      = htonl(hdr->epoch);
 702         whdr.cid        = htonl(hdr->cid);
 703         whdr.type       = RXRPC_PACKET_TYPE_RESPONSE;
 704         whdr.flags      = conn->out_clientflag;
 705         whdr.securityIndex = hdr->securityIndex;
 706         whdr.serviceId  = htons(hdr->serviceId);
 707
 708         iov[0].iov_base = &whdr;
 709         iov[0].iov_len  = sizeof(whdr);
 710         iov[1].iov_base = resp;
 711         iov[1].iov_len  = sizeof(*resp);
 712         iov[2].iov_base = (void *)s2->ticket;
 713         iov[2].iov_len  = s2->ticket_len;
 714
 715         len = iov[0].iov_len + iov[1].iov_len + iov[2].iov_len;
 716
 717         serial = atomic_inc_return(&conn->serial);
 718         whdr.serial = htonl(serial);
 719         _proto("Tx RESPONSE %%%u", serial);
 720
 721         ret = kernel_sendmsg(conn->params.local->socket, &msg, iov, 3, len);
 722         if (ret < 0) {
 723                 trace_rxrpc_tx_fail(conn->debug_id, serial, ret,
 724                                     rxrpc_tx_fail_conn_response);
 725                 return -EAGAIN;
 726         }
 727
 728         conn->params.peer->last_tx_at = ktime_get_real();
 729         _leave(" = 0");
 730         return 0;
 731 }
 732
 733 /*
 734  * calculate the response checksum
 735  */
 736 static void rxkad_calc_response_checksum(struct rxkad_response *response)
 737 {
 738         u32 csum = 1000003;
 739         int loop;
 740         u8 *p = (u8 *) response;
 741
 742         for (loop = sizeof(*response); loop > 0; loop--)
 743                 csum = csum * 0x10204081 + *p++;
 744
 745         response->encrypted.checksum = htonl(csum);
 746 }
 747
 748 /*
 749  * encrypt the response packet
 750  */
 751 static void rxkad_encrypt_response(struct rxrpc_connection *conn,
 752                                    struct rxkad_response *resp,
 753                                    const struct rxkad_key *s2)
 754 {
 755         SKCIPHER_REQUEST_ON_STACK(req, conn->cipher);
 756         struct rxrpc_crypt iv;
 757         struct scatterlist sg[1];
 758
 759         /* continue encrypting from where we left off */
 760         memcpy(&iv, s2->session_key, sizeof(iv));
 761
 762         sg_init_table(sg, 1);
 763         sg_set_buf(sg, &resp->encrypted, sizeof(resp->encrypted));
 764         skcipher_request_set_tfm(req, conn->cipher);
 765         skcipher_request_set_callback(req, 0, NULL, NULL);
 766         skcipher_request_set_crypt(req, sg, sg, sizeof(resp->encrypted), iv.x);
 767         crypto_skcipher_encrypt(req);
 768         skcipher_request_zero(req);
 769 }
 770
 771 /*
 772  * respond to a challenge packet
 773  */
 774 static int rxkad_respond_to_challenge(struct rxrpc_connection *conn,
 775                                       struct sk_buff *skb,
 776                                       u32 *_abort_code)
 777 {
 778         const struct rxrpc_key_token *token;
 779         struct rxkad_challenge challenge;
 780         struct rxkad_response *resp;
 781         struct rxrpc_skb_priv *sp = rxrpc_skb(skb);
 782         const char *eproto;
 783         u32 version, nonce, min_level, abort_code;
 784         int ret;
 785
 786         _enter("{%d,%x}", conn->debug_id, key_serial(conn->params.key));
 787
 788         eproto = tracepoint_string("chall_no_key");
 789         abort_code = RX_PROTOCOL_ERROR;
 790         if (!conn->params.key)
 791                 goto protocol_error;
 792
 793         abort_code = RXKADEXPIRED;
 794         ret = key_validate(conn->params.key);
 795         if (ret < 0)
 796                 goto other_error;
 797
 798         eproto = tracepoint_string("chall_short");
 799         abort_code = RXKADPACKETSHORT;
 800         if (skb_copy_bits(skb, sizeof(struct rxrpc_wire_header),
 801                           &challenge, sizeof(challenge)) < 0)
 802                 goto protocol_error;
 803
 804         version = ntohl(challenge.version);
 805         nonce = ntohl(challenge.nonce);
 806         min_level = ntohl(challenge.min_level);
 807
 808         _proto("Rx CHALLENGE %%%u { v=%u n=%u ml=%u }",
 809                sp->hdr.serial, version, nonce, min_level);
 810
 811         eproto = tracepoint_string("chall_ver");
 812         abort_code = RXKADINCONSISTENCY;
 813         if (version != RXKAD_VERSION)
 814                 goto protocol_error;
 815
 816         abort_code = RXKADLEVELFAIL;
 817         ret = -EACCES;
 818         if (conn->params.security_level < min_level)
 819                 goto other_error;
 820
 821         token = conn->params.key->payload.data[0];
 822
 823         /* build the response packet */
 824         resp = kzalloc(sizeof(struct rxkad_response), GFP_NOFS);
 825         if (!resp)
 826                 return -ENOMEM;
 827
 828         resp->version                   = htonl(RXKAD_VERSION);
 829         resp->encrypted.epoch           = htonl(conn->proto.epoch);
 830         resp->encrypted.cid             = htonl(conn->proto.cid);
 831         resp->encrypted.securityIndex   = htonl(conn->security_ix);
 832         resp->encrypted.inc_nonce       = htonl(nonce + 1);
 833         resp->encrypted.level           = htonl(conn->params.security_level);
 834         resp->kvno                      = htonl(token->kad->kvno);
 835         resp->ticket_len                = htonl(token->kad->ticket_len);
 836         resp->encrypted.call_id[0]      = htonl(conn->channels[0].call_counter);
 837         resp->encrypted.call_id[1]      = htonl(conn->channels[1].call_counter);
 838         resp->encrypted.call_id[2]      = htonl(conn->channels[2].call_counter);
 839         resp->encrypted.call_id[3]      = htonl(conn->channels[3].call_counter);
 840
 841         /* calculate the response checksum and then do the encryption */
 842         rxkad_calc_response_checksum(resp);
 843         rxkad_encrypt_response(conn, resp, token->kad);
 844         ret = rxkad_send_response(conn, &sp->hdr, resp, token->kad);
 845         kfree(resp);
 846         return ret;
 847
 848 protocol_error:
 849         trace_rxrpc_rx_eproto(NULL, sp->hdr.serial, eproto);
 850         ret = -EPROTO;
 851 other_error:
 852         *_abort_code = abort_code;
 853         return ret;
 854 }
 855
 856 /*
 857  * decrypt the kerberos IV ticket in the response
 858  */
 859 static int rxkad_decrypt_ticket(struct rxrpc_connection *conn,
 860                                 struct sk_buff *skb,
 861                                 void *ticket, size_t ticket_len,
 862                                 struct rxrpc_crypt *_session_key,
 863                                 time64_t *_expiry,
 864                                 u32 *_abort_code)
 865 {
 866         struct skcipher_request *req;
 867         struct rxrpc_skb_priv *sp = rxrpc_skb(skb);
 868         struct rxrpc_crypt iv, key;
 869         struct scatterlist sg[1];
 870         struct in_addr addr;
 871         unsigned int life;
 872         const char *eproto;
 873         time64_t issue, now;
 874         bool little_endian;
 875         int ret;
 876         u32 abort_code;
 877         u8 *p, *q, *name, *end;
 878
 879         _enter("{%d},{%x}", conn->debug_id, key_serial(conn->server_key));
 880
 881         *_expiry = 0;
 882
 883         ret = key_validate(conn->server_key);
 884         if (ret < 0) {
 885                 switch (ret) {
 886                 case -EKEYEXPIRED:
 887                         abort_code = RXKADEXPIRED;
 888                         goto other_error;
 889                 default:
 890                         abort_code = RXKADNOAUTH;
 891                         goto other_error;
 892                 }
 893         }
 894
 895         ASSERT(conn->server_key->payload.data[0] != NULL);
 896         ASSERTCMP((unsigned long) ticket & 7UL, ==, 0);
 897
 898         memcpy(&iv, &conn->server_key->payload.data[2], sizeof(iv));
 899
 900         ret = -ENOMEM;
 901         req = skcipher_request_alloc(conn->server_key->payload.data[0],
 902                                      GFP_NOFS);
 903         if (!req)
 904                 goto temporary_error;
 905
 906         sg_init_one(&sg[0], ticket, ticket_len);
 907         skcipher_request_set_callback(req, 0, NULL, NULL);
 908         skcipher_request_set_crypt(req, sg, sg, ticket_len, iv.x);
 909         crypto_skcipher_decrypt(req);
 910         skcipher_request_free(req);
 911
 912         p = ticket;
 913         end = p + ticket_len;
 914
 915 #define Z(field)                                        \
 916         ({                                              \
 917                 u8 *__str = p;                          \
 918                 eproto = tracepoint_string("rxkad_bad_"#field); \
 919                 q = memchr(p, 0, end - p);              \
 920                 if (!q || q - p > (field##_SZ))         \
 921                         goto bad_ticket;                \
 922                 for (; p < q; p++)                      \
 923                         if (!isprint(*p))               \
 924                                 goto bad_ticket;        \
 925                 p++;                                    \
 926                 __str;                                  \
 927         })
 928
 929         /* extract the ticket flags */
 930         _debug("KIV FLAGS: %x", *p);
 931         little_endian = *p & 1;
 932         p++;
 933
 934         /* extract the authentication name */
 935         name = Z(ANAME);
 936         _debug("KIV ANAME: %s", name);
 937
 938         /* extract the principal's instance */
 939         name = Z(INST);
 940         _debug("KIV INST : %s", name);
 941
 942         /* extract the principal's authentication domain */
 943         name = Z(REALM);
 944         _debug("KIV REALM: %s", name);
 945
 946         eproto = tracepoint_string("rxkad_bad_len");
 947         if (end - p < 4 + 8 + 4 + 2)
 948                 goto bad_ticket;
 949
 950         /* get the IPv4 address of the entity that requested the ticket */
 951         memcpy(&addr, p, sizeof(addr));
 952         p += 4;
 953         _debug("KIV ADDR : %pI4", &addr);
 954
 955         /* get the session key from the ticket */
 956         memcpy(&key, p, sizeof(key));
 957         p += 8;
 958         _debug("KIV KEY  : %08x %08x", ntohl(key.n[0]), ntohl(key.n[1]));
 959         memcpy(_session_key, &key, sizeof(key));
 960
 961         /* get the ticket's lifetime */
 962         life = *p++ * 5 * 60;
 963         _debug("KIV LIFE : %u", life);
 964
 965         /* get the issue time of the ticket */
 966         if (little_endian) {
 967                 __le32 stamp;
 968                 memcpy(&stamp, p, 4);
 969                 issue = rxrpc_u32_to_time64(le32_to_cpu(stamp));
 970         } else {
 971                 __be32 stamp;
 972                 memcpy(&stamp, p, 4);
 973                 issue = rxrpc_u32_to_time64(be32_to_cpu(stamp));
 974         }
 975         p += 4;
 976         now = ktime_get_real_seconds();
 977         _debug("KIV ISSUE: %llx [%llx]", issue, now);
 978
 979         /* check the ticket is in date */
 980         if (issue > now) {
 981                 abort_code = RXKADNOAUTH;
 982                 ret = -EKEYREJECTED;
 983                 goto other_error;
 984         }
 985
 986         if (issue < now - life) {
 987                 abort_code = RXKADEXPIRED;
 988                 ret = -EKEYEXPIRED;
 989                 goto other_error;
 990         }
 991
 992         *_expiry = issue + life;
 993
 994         /* get the service name */
 995         name = Z(SNAME);
 996         _debug("KIV SNAME: %s", name);
 997
 998         /* get the service instance name */
 999         name = Z(INST);
1000         _debug("KIV SINST: %s", name);
1001         return 0;
1002
1003 bad_ticket:
1004         trace_rxrpc_rx_eproto(NULL, sp->hdr.serial, eproto);
1005         abort_code = RXKADBADTICKET;
1006         ret = -EPROTO;
1007 other_error:
1008         *_abort_code = abort_code;
1009         return ret;
1010 temporary_error:
1011         return ret;
1012 }
1013
1014 /*
1015  * decrypt the response packet
1016  */
1017 static void rxkad_decrypt_response(struct rxrpc_connection *conn,
1018                                    struct rxkad_response *resp,
1019                                    const struct rxrpc_crypt *session_key)
1020 {
1021         SKCIPHER_REQUEST_ON_STACK(req, rxkad_ci);
1022         struct scatterlist sg[1];
1023         struct rxrpc_crypt iv;
1024
1025         _enter(",,%08x%08x",
1026                ntohl(session_key->n[0]), ntohl(session_key->n[1]));
1027
1028         ASSERT(rxkad_ci != NULL);
1029
1030         mutex_lock(&rxkad_ci_mutex);
1031         if (crypto_skcipher_setkey(rxkad_ci, session_key->x,
1032                                    sizeof(*session_key)) < 0)
1033                 BUG();
1034
1035         memcpy(&iv, session_key, sizeof(iv));
1036
1037         sg_init_table(sg, 1);
1038         sg_set_buf(sg, &resp->encrypted, sizeof(resp->encrypted));
1039         skcipher_request_set_tfm(req, rxkad_ci);
1040         skcipher_request_set_callback(req, 0, NULL, NULL);
1041         skcipher_request_set_crypt(req, sg, sg, sizeof(resp->encrypted), iv.x);
1042         crypto_skcipher_decrypt(req);
1043         skcipher_request_zero(req);
1044
1045         mutex_unlock(&rxkad_ci_mutex);
1046
1047         _leave("");
1048 }
1049
1050 /*
1051  * verify a response
1052  */
1053 static int rxkad_verify_response(struct rxrpc_connection *conn,
1054                                  struct sk_buff *skb,
1055                                  u32 *_abort_code)
1056 {
1057         struct rxkad_response *response;
1058         struct rxrpc_skb_priv *sp = rxrpc_skb(skb);
1059         struct rxrpc_crypt session_key;
1060         const char *eproto;
1061         time64_t expiry;
1062         void *ticket;
1063         u32 abort_code, version, kvno, ticket_len, level;
1064         __be32 csum;
1065         int ret, i;
1066
1067         _enter("{%d,%x}", conn->debug_id, key_serial(conn->server_key));
1068
1069         ret = -ENOMEM;
1070         response = kzalloc(sizeof(struct rxkad_response), GFP_NOFS);
1071         if (!response)
1072                 goto temporary_error;
1073
1074         eproto = tracepoint_string("rxkad_rsp_short");
1075         abort_code = RXKADPACKETSHORT;
1076         if (skb_copy_bits(skb, sizeof(struct rxrpc_wire_header),
1077                           response, sizeof(*response)) < 0)
1078                 goto protocol_error;
1079         if (!pskb_pull(skb, sizeof(*response)))
1080                 BUG();
1081
1082         version = ntohl(response->version);
1083         ticket_len = ntohl(response->ticket_len);
1084         kvno = ntohl(response->kvno);
1085         _proto("Rx RESPONSE %%%u { v=%u kv=%u tl=%u }",
1086                sp->hdr.serial, version, kvno, ticket_len);
1087
1088         eproto = tracepoint_string("rxkad_rsp_ver");
1089         abort_code = RXKADINCONSISTENCY;
1090         if (version != RXKAD_VERSION)
1091                 goto protocol_error;
1092
1093         eproto = tracepoint_string("rxkad_rsp_tktlen");
1094         abort_code = RXKADTICKETLEN;
1095         if (ticket_len < 4 || ticket_len > MAXKRB5TICKETLEN)
1096                 goto protocol_error;
1097
1098         eproto = tracepoint_string("rxkad_rsp_unkkey");
1099         abort_code = RXKADUNKNOWNKEY;
1100         if (kvno >= RXKAD_TKT_TYPE_KERBEROS_V5)
1101                 goto protocol_error;
1102
1103         /* extract the kerberos ticket and decrypt and decode it */
1104         ret = -ENOMEM;
1105         ticket = kmalloc(ticket_len, GFP_NOFS);
1106         if (!ticket)
1107                 goto temporary_error;
1108
1109         eproto = tracepoint_string("rxkad_tkt_short");
1110         abort_code = RXKADPACKETSHORT;
1111         if (skb_copy_bits(skb, sizeof(struct rxrpc_wire_header),
1112                           ticket, ticket_len) < 0)
1113                 goto protocol_error_free;
1114
1115         ret = rxkad_decrypt_ticket(conn, skb, ticket, ticket_len, &session_key,
1116                                    &expiry, _abort_code);
1117         if (ret < 0)
1118                 goto temporary_error_free_resp;
1119
1120         /* use the session key from inside the ticket to decrypt the
1121          * response */
1122         rxkad_decrypt_response(conn, response, &session_key);
1123
1124         eproto = tracepoint_string("rxkad_rsp_param");
1125         abort_code = RXKADSEALEDINCON;
1126         if (ntohl(response->encrypted.epoch) != conn->proto.epoch)
1127                 goto protocol_error_free;
1128         if (ntohl(response->encrypted.cid) != conn->proto.cid)
1129                 goto protocol_error_free;
1130         if (ntohl(response->encrypted.securityIndex) != conn->security_ix)
1131                 goto protocol_error_free;
1132         csum = response->encrypted.checksum;
1133         response->encrypted.checksum = 0;
1134         rxkad_calc_response_checksum(response);
1135         eproto = tracepoint_string("rxkad_rsp_csum");
1136         if (response->encrypted.checksum != csum)
1137                 goto protocol_error_free;
1138
1139         spin_lock(&conn->channel_lock);
1140         for (i = 0; i < RXRPC_MAXCALLS; i++) {
1141                 struct rxrpc_call *call;
1142                 u32 call_id = ntohl(response->encrypted.call_id[i]);
1143
1144                 eproto = tracepoint_string("rxkad_rsp_callid");
1145                 if (call_id > INT_MAX)
1146                         goto protocol_error_unlock;
1147
1148                 eproto = tracepoint_string("rxkad_rsp_callctr");
1149                 if (call_id < conn->channels[i].call_counter)
1150                         goto protocol_error_unlock;
1151
1152                 eproto = tracepoint_string("rxkad_rsp_callst");
1153                 if (call_id > conn->channels[i].call_counter) {
1154                         call = rcu_dereference_protected(
1155                                 conn->channels[i].call,
1156                                 lockdep_is_held(&conn->channel_lock));
1157                         if (call && call->state < RXRPC_CALL_COMPLETE)
1158                                 goto protocol_error_unlock;
1159                         conn->channels[i].call_counter = call_id;
1160                 }
1161         }
1162         spin_unlock(&conn->channel_lock);
1163
1164         eproto = tracepoint_string("rxkad_rsp_seq");
1165         abort_code = RXKADOUTOFSEQUENCE;
1166         if (ntohl(response->encrypted.inc_nonce) != conn->security_nonce + 1)
1167                 goto protocol_error_free;
1168
1169         eproto = tracepoint_string("rxkad_rsp_level");
1170         abort_code = RXKADLEVELFAIL;
1171         level = ntohl(response->encrypted.level);
1172         if (level > RXRPC_SECURITY_ENCRYPT)
1173                 goto protocol_error_free;
1174         conn->params.security_level = level;
1175
1176         /* create a key to hold the security data and expiration time - after
1177          * this the connection security can be handled in exactly the same way
1178          * as for a client connection */
1179         ret = rxrpc_get_server_data_key(conn, &session_key, expiry, kvno);
1180         if (ret < 0)
1181                 goto temporary_error_free_ticket;
1182
1183         kfree(ticket);
1184         kfree(response);
1185         _leave(" = 0");
1186         return 0;
1187
1188 protocol_error_unlock:
1189         spin_unlock(&conn->channel_lock);
1190 protocol_error_free:
1191         kfree(ticket);
1192 protocol_error:
1193         kfree(response);
1194         trace_rxrpc_rx_eproto(NULL, sp->hdr.serial, eproto);
1195         *_abort_code = abort_code;
1196         return -EPROTO;
1197
1198 temporary_error_free_ticket:
1199         kfree(ticket);
1200 temporary_error_free_resp:
1201         kfree(response);
1202 temporary_error:
1203         /* Ignore the response packet if we got a temporary error such as
1204          * ENOMEM.  We just want to send the challenge again.  Note that we
1205          * also come out this way if the ticket decryption fails.
1206          */
1207         return ret;
1208 }
1209
1210 /*
1211  * clear the connection security
1212  */
1213 static void rxkad_clear(struct rxrpc_connection *conn)
1214 {
1215         _enter("");
1216
1217         if (conn->cipher)
1218                 crypto_free_skcipher(conn->cipher);
1219 }
1220
1221 /*
1222  * Initialise the rxkad security service.
1223  */
1224 static int rxkad_init(void)
1225 {
1226         /* pin the cipher we need so that the crypto layer doesn't invoke
1227          * keventd to go get it */
1228         rxkad_ci = crypto_alloc_skcipher("pcbc(fcrypt)", 0, CRYPTO_ALG_ASYNC);
1229         return PTR_ERR_OR_ZERO(rxkad_ci);
1230 }
1231
1232 /*
1233  * Clean up the rxkad security service.
1234  */
1235 static void rxkad_exit(void)
1236 {
1237         if (rxkad_ci)
1238                 crypto_free_skcipher(rxkad_ci);
1239 }
1240
1241 /*
1242  * RxRPC Kerberos-based security
1243  */
1244 const struct rxrpc_security rxkad = {
1245         .name                           = "rxkad",
1246         .security_index                 = RXRPC_SECURITY_RXKAD,
1247         .init                           = rxkad_init,
1248         .exit                           = rxkad_exit,
1249         .init_connection_security       = rxkad_init_connection_security,
1250         .prime_packet_security          = rxkad_prime_packet_security,
1251         .secure_packet                  = rxkad_secure_packet,
1252         .verify_packet                  = rxkad_verify_packet,
1253         .locate_data                    = rxkad_locate_data,
1254         .issue_challenge                = rxkad_issue_challenge,
1255         .respond_to_challenge           = rxkad_respond_to_challenge,
1256         .verify_response                = rxkad_verify_response,
1257         .clear                          = rxkad_clear,
1258 };