SAFE public projects git trees. - safe/jmp/linux-2.6/blob - net/ipv4/esp4.c

   1 #include <linux/err.h>
   2 #include <linux/module.h>
   3 #include <net/ip.h>
   4 #include <net/xfrm.h>
   5 #include <net/esp.h>
   6 #include <asm/scatterlist.h>
   7 #include <linux/crypto.h>
   8 #include <linux/kernel.h>
   9 #include <linux/pfkeyv2.h>
  10 #include <linux/random.h>
  11 #include <net/icmp.h>
  12 #include <net/protocol.h>
  13 #include <net/udp.h>
  14
  15 static int esp_output(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
  16 {
  17         int err;
  18         struct iphdr *top_iph;
  19         struct ip_esp_hdr *esph;
  20         struct crypto_blkcipher *tfm;
  21         struct blkcipher_desc desc;
  22         struct esp_data *esp;
  23         struct sk_buff *trailer;
  24         u8 *tail;
  25         int blksize;
  26         int clen;
  27         int alen;
  28         int nfrags;
  29
  30         /* Strip IP+ESP header. */
  31         __skb_pull(skb, skb_transport_offset(skb));
  32         /* Now skb is pure payload to encrypt */
  33
  34         err = -ENOMEM;
  35
  36         /* Round to block size */
  37         clen = skb->len;
  38
  39         esp = x->data;
  40         alen = esp->auth.icv_trunc_len;
  41         tfm = esp->conf.tfm;
  42         desc.tfm = tfm;
  43         desc.flags = 0;
  44         blksize = ALIGN(crypto_blkcipher_blocksize(tfm), 4);
  45         clen = ALIGN(clen + 2, blksize);
  46         if (esp->conf.padlen)
  47                 clen = ALIGN(clen, esp->conf.padlen);
  48
  49         if ((nfrags = skb_cow_data(skb, clen-skb->len+alen, &trailer)) < 0)
  50                 goto error;
  51
  52         /* Fill padding... */
  53         tail = skb_tail_pointer(trailer);
  54         do {
  55                 int i;
  56                 for (i=0; i<clen-skb->len - 2; i++)
  57                         tail[i] = i + 1;
  58         } while (0);
  59         tail[clen - skb->len - 2] = (clen - skb->len) - 2;
  60         pskb_put(skb, trailer, clen - skb->len);
  61
  62         __skb_push(skb, skb->data - skb_network_header(skb));
  63         top_iph = ip_hdr(skb);
  64         esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb_network_header(skb) +
  65                                      top_iph->ihl * 4);
  66         top_iph->tot_len = htons(skb->len + alen);
  67         *(skb_tail_pointer(trailer) - 1) = top_iph->protocol;
  68
  69         /* this is non-NULL only with UDP Encapsulation */
  70         if (x->encap) {
  71                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
  72                 struct udphdr *uh;
  73                 __be32 *udpdata32;
  74
  75                 uh = (struct udphdr *)esph;
  76                 uh->source = encap->encap_sport;
  77                 uh->dest = encap->encap_dport;
  78                 uh->len = htons(skb->len + alen - top_iph->ihl*4);
  79                 uh->check = 0;
  80
  81                 switch (encap->encap_type) {
  82                 default:
  83                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
  84                         esph = (struct ip_esp_hdr *)(uh + 1);
  85                         break;
  86                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
  87                         udpdata32 = (__be32 *)(uh + 1);
  88                         udpdata32[0] = udpdata32[1] = 0;
  89                         esph = (struct ip_esp_hdr *)(udpdata32 + 2);
  90                         break;
  91                 }
  92
  93                 top_iph->protocol = IPPROTO_UDP;
  94         } else
  95                 top_iph->protocol = IPPROTO_ESP;
  96
  97         esph->spi = x->id.spi;
  98         esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq);
  99
 100         if (esp->conf.ivlen) {
 101                 if (unlikely(!esp->conf.ivinitted)) {
 102                         get_random_bytes(esp->conf.ivec, esp->conf.ivlen);
 103                         esp->conf.ivinitted = 1;
 104                 }
 105                 crypto_blkcipher_set_iv(tfm, esp->conf.ivec, esp->conf.ivlen);
 106         }
 107
 108         do {
 109                 struct scatterlist *sg = &esp->sgbuf[0];
 110
 111                 if (unlikely(nfrags > ESP_NUM_FAST_SG)) {
 112                         sg = kmalloc(sizeof(struct scatterlist)*nfrags, GFP_ATOMIC);
 113                         if (!sg)
 114                                 goto error;
 115                 }
 116                 skb_to_sgvec(skb, sg, esph->enc_data+esp->conf.ivlen-skb->data, clen);
 117                 err = crypto_blkcipher_encrypt(&desc, sg, sg, clen);
 118                 if (unlikely(sg != &esp->sgbuf[0]))
 119                         kfree(sg);
 120         } while (0);
 121
 122         if (unlikely(err))
 123                 goto error;
 124
 125         if (esp->conf.ivlen) {
 126                 memcpy(esph->enc_data, esp->conf.ivec, esp->conf.ivlen);
 127                 crypto_blkcipher_get_iv(tfm, esp->conf.ivec, esp->conf.ivlen);
 128         }
 129
 130         if (esp->auth.icv_full_len) {
 131                 err = esp_mac_digest(esp, skb, (u8 *)esph - skb->data,
 132                                      sizeof(*esph) + esp->conf.ivlen + clen);
 133                 memcpy(pskb_put(skb, trailer, alen), esp->auth.work_icv, alen);
 134         }
 135
 136         ip_send_check(top_iph);
 137
 138 error:
 139         return err;
 140 }
 141
 142 /*
 143  * Note: detecting truncated vs. non-truncated authentication data is very
 144  * expensive, so we only support truncated data, which is the recommended
 145  * and common case.
 146  */
 147 static int esp_input(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 148 {
 149         struct iphdr *iph;
 150         struct ip_esp_hdr *esph;
 151         struct esp_data *esp = x->data;
 152         struct crypto_blkcipher *tfm = esp->conf.tfm;
 153         struct blkcipher_desc desc = { .tfm = tfm };
 154         struct sk_buff *trailer;
 155         int blksize = ALIGN(crypto_blkcipher_blocksize(tfm), 4);
 156         int alen = esp->auth.icv_trunc_len;
 157         int elen = skb->len - sizeof(struct ip_esp_hdr) - esp->conf.ivlen - alen;
 158         int nfrags;
 159         int ihl;
 160         u8 nexthdr[2];
 161         struct scatterlist *sg;
 162         int padlen;
 163         int err;
 164
 165         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct ip_esp_hdr)))
 166                 goto out;
 167
 168         if (elen <= 0 || (elen & (blksize-1)))
 169                 goto out;
 170
 171         /* If integrity check is required, do this. */
 172         if (esp->auth.icv_full_len) {
 173                 u8 sum[alen];
 174
 175                 err = esp_mac_digest(esp, skb, 0, skb->len - alen);
 176                 if (err)
 177                         goto out;
 178
 179                 if (skb_copy_bits(skb, skb->len - alen, sum, alen))
 180                         BUG();
 181
 182                 if (unlikely(memcmp(esp->auth.work_icv, sum, alen))) {
 183                         x->stats.integrity_failed++;
 184                         goto out;
 185                 }
 186         }
 187
 188         if ((nfrags = skb_cow_data(skb, 0, &trailer)) < 0)
 189                 goto out;
 190
 191         skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 192
 193         esph = (struct ip_esp_hdr*)skb->data;
 194
 195         /* Get ivec. This can be wrong, check against another impls. */
 196         if (esp->conf.ivlen)
 197                 crypto_blkcipher_set_iv(tfm, esph->enc_data, esp->conf.ivlen);
 198
 199         sg = &esp->sgbuf[0];
 200
 201         if (unlikely(nfrags > ESP_NUM_FAST_SG)) {
 202                 sg = kmalloc(sizeof(struct scatterlist)*nfrags, GFP_ATOMIC);
 203                 if (!sg)
 204                         goto out;
 205         }
 206         skb_to_sgvec(skb, sg, sizeof(struct ip_esp_hdr) + esp->conf.ivlen, elen);
 207         err = crypto_blkcipher_decrypt(&desc, sg, sg, elen);
 208         if (unlikely(sg != &esp->sgbuf[0]))
 209                 kfree(sg);
 210         if (unlikely(err))
 211                 return err;
 212
 213         if (skb_copy_bits(skb, skb->len-alen-2, nexthdr, 2))
 214                 BUG();
 215
 216         padlen = nexthdr[0];
 217         if (padlen+2 >= elen)
 218                 goto out;
 219
 220         /* ... check padding bits here. Silly. :-) */
 221
 222         iph = ip_hdr(skb);
 223         ihl = iph->ihl * 4;
 224
 225         if (x->encap) {
 226                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
 227                 struct udphdr *uh = (void *)(skb_network_header(skb) + ihl);
 228
 229                 /*
 230                  * 1) if the NAT-T peer's IP or port changed then
 231                  *    advertize the change to the keying daemon.
 232                  *    This is an inbound SA, so just compare
 233                  *    SRC ports.
 234                  */
 235                 if (iph->saddr != x->props.saddr.a4 ||
 236                     uh->source != encap->encap_sport) {
 237                         xfrm_address_t ipaddr;
 238
 239                         ipaddr.a4 = iph->saddr;
 240                         km_new_mapping(x, &ipaddr, uh->source);
 241
 242                         /* XXX: perhaps add an extra
 243                          * policy check here, to see
 244                          * if we should allow or
 245                          * reject a packet from a
 246                          * different source
 247                          * address/port.
 248                          */
 249                 }
 250
 251                 /*
 252                  * 2) ignore UDP/TCP checksums in case
 253                  *    of NAT-T in Transport Mode, or
 254                  *    perform other post-processing fixes
 255                  *    as per draft-ietf-ipsec-udp-encaps-06,
 256                  *    section 3.1.2
 257                  */
 258                 if (x->props.mode == XFRM_MODE_TRANSPORT ||
 259                     x->props.mode == XFRM_MODE_BEET)
 260                         skb->ip_summed = CHECKSUM_UNNECESSARY;
 261         }
 262
 263         iph->protocol = nexthdr[1];
 264         pskb_trim(skb, skb->len - alen - padlen - 2);
 265         __skb_pull(skb, sizeof(*esph) + esp->conf.ivlen);
 266         skb_set_transport_header(skb, -ihl);
 267
 268         return 0;
 269
 270 out:
 271         return -EINVAL;
 272 }
 273
 274 static u32 esp4_get_mtu(struct xfrm_state *x, int mtu)
 275 {
 276         struct esp_data *esp = x->data;
 277         u32 blksize = ALIGN(crypto_blkcipher_blocksize(esp->conf.tfm), 4);
 278         u32 align = max_t(u32, blksize, esp->conf.padlen);
 279         u32 rem;
 280
 281         mtu -= x->props.header_len + esp->auth.icv_trunc_len;
 282         rem = mtu & (align - 1);
 283         mtu &= ~(align - 1);
 284
 285         switch (x->props.mode) {
 286         case XFRM_MODE_TUNNEL:
 287                 break;
 288         default:
 289         case XFRM_MODE_TRANSPORT:
 290                 /* The worst case */
 291                 mtu -= blksize - 4;
 292                 mtu += min_t(u32, blksize - 4, rem);
 293                 break;
 294         case XFRM_MODE_BEET:
 295                 /* The worst case. */
 296                 mtu += min_t(u32, IPV4_BEET_PHMAXLEN, rem);
 297                 break;
 298         }
 299
 300         return mtu - 2;
 301 }
 302
 303 static void esp4_err(struct sk_buff *skb, u32 info)
 304 {
 305         struct iphdr *iph = (struct iphdr*)skb->data;
 306         struct ip_esp_hdr *esph = (struct ip_esp_hdr*)(skb->data+(iph->ihl<<2));
 307         struct xfrm_state *x;
 308
 309         if (icmp_hdr(skb)->type != ICMP_DEST_UNREACH ||
 310             icmp_hdr(skb)->code != ICMP_FRAG_NEEDED)
 311                 return;
 312
 313         x = xfrm_state_lookup((xfrm_address_t *)&iph->daddr, esph->spi, IPPROTO_ESP, AF_INET);
 314         if (!x)
 315                 return;
 316         NETDEBUG(KERN_DEBUG "pmtu discovery on SA ESP/%08x/%08x\n",
 317                  ntohl(esph->spi), ntohl(iph->daddr));
 318         xfrm_state_put(x);
 319 }
 320
 321 static void esp_destroy(struct xfrm_state *x)
 322 {
 323         struct esp_data *esp = x->data;
 324
 325         if (!esp)
 326                 return;
 327
 328         crypto_free_blkcipher(esp->conf.tfm);
 329         esp->conf.tfm = NULL;
 330         kfree(esp->conf.ivec);
 331         esp->conf.ivec = NULL;
 332         crypto_free_hash(esp->auth.tfm);
 333         esp->auth.tfm = NULL;
 334         kfree(esp->auth.work_icv);
 335         esp->auth.work_icv = NULL;
 336         kfree(esp);
 337 }
 338
 339 static int esp_init_state(struct xfrm_state *x)
 340 {
 341         struct esp_data *esp = NULL;
 342         struct crypto_blkcipher *tfm;
 343         u32 align;
 344
 345         if (x->ealg == NULL)
 346                 goto error;
 347
 348         esp = kzalloc(sizeof(*esp), GFP_KERNEL);
 349         if (esp == NULL)
 350                 return -ENOMEM;
 351
 352         if (x->aalg) {
 353                 struct xfrm_algo_desc *aalg_desc;
 354                 struct crypto_hash *hash;
 355
 356                 hash = crypto_alloc_hash(x->aalg->alg_name, 0,
 357                                          CRYPTO_ALG_ASYNC);
 358                 if (IS_ERR(hash))
 359                         goto error;
 360
 361                 esp->auth.tfm = hash;
 362                 if (crypto_hash_setkey(hash, x->aalg->alg_key,
 363                                        (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8))
 364                         goto error;
 365
 366                 aalg_desc = xfrm_aalg_get_byname(x->aalg->alg_name, 0);
 367                 BUG_ON(!aalg_desc);
 368
 369                 if (aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8 !=
 370                     crypto_hash_digestsize(hash)) {
 371                         NETDEBUG(KERN_INFO "ESP: %s digestsize %u != %hu\n",
 372                                  x->aalg->alg_name,
 373                                  crypto_hash_digestsize(hash),
 374                                  aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8);
 375                         goto error;
 376                 }
 377
 378                 esp->auth.icv_full_len = aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8;
 379                 esp->auth.icv_trunc_len = aalg_desc->uinfo.auth.icv_truncbits/8;
 380
 381                 esp->auth.work_icv = kmalloc(esp->auth.icv_full_len, GFP_KERNEL);
 382                 if (!esp->auth.work_icv)
 383                         goto error;
 384         }
 385
 386         tfm = crypto_alloc_blkcipher(x->ealg->alg_name, 0, CRYPTO_ALG_ASYNC);
 387         if (IS_ERR(tfm))
 388                 goto error;
 389         esp->conf.tfm = tfm;
 390         esp->conf.ivlen = crypto_blkcipher_ivsize(tfm);
 391         esp->conf.padlen = 0;
 392         if (esp->conf.ivlen) {
 393                 esp->conf.ivec = kmalloc(esp->conf.ivlen, GFP_KERNEL);
 394                 if (unlikely(esp->conf.ivec == NULL))
 395                         goto error;
 396                 esp->conf.ivinitted = 0;
 397         }
 398         if (crypto_blkcipher_setkey(tfm, x->ealg->alg_key,
 399                                     (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8))
 400                 goto error;
 401         x->props.header_len = sizeof(struct ip_esp_hdr) + esp->conf.ivlen;
 402         if (x->props.mode == XFRM_MODE_TUNNEL)
 403                 x->props.header_len += sizeof(struct iphdr);
 404         else if (x->props.mode == XFRM_MODE_BEET)
 405                 x->props.header_len += IPV4_BEET_PHMAXLEN;
 406         if (x->encap) {
 407                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
 408
 409                 switch (encap->encap_type) {
 410                 default:
 411                         goto error;
 412                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
 413                         x->props.header_len += sizeof(struct udphdr);
 414                         break;
 415                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
 416                         x->props.header_len += sizeof(struct udphdr) + 2 * sizeof(u32);
 417                         break;
 418                 }
 419         }
 420         x->data = esp;
 421         align = ALIGN(crypto_blkcipher_blocksize(esp->conf.tfm), 4);
 422         if (esp->conf.padlen)
 423                 align = max_t(u32, align, esp->conf.padlen);
 424         x->props.trailer_len = align + 1 + esp->auth.icv_trunc_len;
 425         return 0;
 426
 427 error:
 428         x->data = esp;
 429         esp_destroy(x);
 430         x->data = NULL;
 431         return -EINVAL;
 432 }
 433
 434 static struct xfrm_type esp_type =
 435 {
 436         .description    = "ESP4",
 437         .owner          = THIS_MODULE,
 438         .proto          = IPPROTO_ESP,
 439         .flags          = XFRM_TYPE_REPLAY_PROT,
 440         .init_state     = esp_init_state,
 441         .destructor     = esp_destroy,
 442         .get_mtu        = esp4_get_mtu,
 443         .input          = esp_input,
 444         .output         = esp_output
 445 };
 446
 447 static struct net_protocol esp4_protocol = {
 448         .handler        =       xfrm4_rcv,
 449         .err_handler    =       esp4_err,
 450         .no_policy      =       1,
 451 };
 452
 453 static int __init esp4_init(void)
 454 {
 455         if (xfrm_register_type(&esp_type, AF_INET) < 0) {
 456                 printk(KERN_INFO "ip esp init: can't add xfrm type\n");
 457                 return -EAGAIN;
 458         }
 459         if (inet_add_protocol(&esp4_protocol, IPPROTO_ESP) < 0) {
 460                 printk(KERN_INFO "ip esp init: can't add protocol\n");
 461                 xfrm_unregister_type(&esp_type, AF_INET);
 462                 return -EAGAIN;
 463         }
 464         return 0;
 465 }
 466
 467 static void __exit esp4_fini(void)
 468 {
 469         if (inet_del_protocol(&esp4_protocol, IPPROTO_ESP) < 0)
 470                 printk(KERN_INFO "ip esp close: can't remove protocol\n");
 471         if (xfrm_unregister_type(&esp_type, AF_INET) < 0)
 472                 printk(KERN_INFO "ip esp close: can't remove xfrm type\n");
 473 }
 474
 475 module_init(esp4_init);
 476 module_exit(esp4_fini);
 477 MODULE_LICENSE("GPL");
 478 MODULE_ALIAS_XFRM_TYPE(AF_INET, XFRM_PROTO_ESP);