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 <linux/spinlock.h>
  12 #include <net/icmp.h>
  13 #include <net/protocol.h>
  14 #include <net/udp.h>
  15
  16 static int esp_output(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
  17 {
  18         int err;
  19         struct iphdr *top_iph;
  20         struct ip_esp_hdr *esph;
  21         struct crypto_blkcipher *tfm;
  22         struct blkcipher_desc desc;
  23         struct esp_data *esp;
  24         struct sk_buff *trailer;
  25         u8 *tail;
  26         int blksize;
  27         int clen;
  28         int alen;
  29         int nfrags;
  30
  31         /* Strip IP+ESP header. */
  32         __skb_pull(skb, skb_transport_offset(skb));
  33         /* Now skb is pure payload to encrypt */
  34
  35         err = -ENOMEM;
  36
  37         /* Round to block size */
  38         clen = skb->len;
  39
  40         esp = x->data;
  41         alen = esp->auth.icv_trunc_len;
  42         tfm = esp->conf.tfm;
  43         desc.tfm = tfm;
  44         desc.flags = 0;
  45         blksize = ALIGN(crypto_blkcipher_blocksize(tfm), 4);
  46         clen = ALIGN(clen + 2, blksize);
  47         if (esp->conf.padlen)
  48                 clen = ALIGN(clen, esp->conf.padlen);
  49
  50         if ((nfrags = skb_cow_data(skb, clen-skb->len+alen, &trailer)) < 0)
  51                 goto error;
  52
  53         /* Fill padding... */
  54         tail = skb_tail_pointer(trailer);
  55         do {
  56                 int i;
  57                 for (i=0; i<clen-skb->len - 2; i++)
  58                         tail[i] = i + 1;
  59         } while (0);
  60         tail[clen - skb->len - 2] = (clen - skb->len) - 2;
  61         pskb_put(skb, trailer, clen - skb->len);
  62
  63         __skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
  64         top_iph = ip_hdr(skb);
  65         esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb_network_header(skb) +
  66                                      top_iph->ihl * 4);
  67         top_iph->tot_len = htons(skb->len + alen);
  68         *(skb_tail_pointer(trailer) - 1) = top_iph->protocol;
  69
  70         spin_lock_bh(&x->lock);
  71
  72         /* this is non-NULL only with UDP Encapsulation */
  73         if (x->encap) {
  74                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
  75                 struct udphdr *uh;
  76                 __be32 *udpdata32;
  77
  78                 uh = (struct udphdr *)esph;
  79                 uh->source = encap->encap_sport;
  80                 uh->dest = encap->encap_dport;
  81                 uh->len = htons(skb->len + alen - top_iph->ihl*4);
  82                 uh->check = 0;
  83
  84                 switch (encap->encap_type) {
  85                 default:
  86                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
  87                         esph = (struct ip_esp_hdr *)(uh + 1);
  88                         break;
  89                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
  90                         udpdata32 = (__be32 *)(uh + 1);
  91                         udpdata32[0] = udpdata32[1] = 0;
  92                         esph = (struct ip_esp_hdr *)(udpdata32 + 2);
  93                         break;
  94                 }
  95
  96                 top_iph->protocol = IPPROTO_UDP;
  97         } else
  98                 top_iph->protocol = IPPROTO_ESP;
  99
 100         esph->spi = x->id.spi;
 101         esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq);
 102
 103         if (esp->conf.ivlen) {
 104                 if (unlikely(!esp->conf.ivinitted)) {
 105                         get_random_bytes(esp->conf.ivec, esp->conf.ivlen);
 106                         esp->conf.ivinitted = 1;
 107                 }
 108                 crypto_blkcipher_set_iv(tfm, esp->conf.ivec, esp->conf.ivlen);
 109         }
 110
 111         do {
 112                 struct scatterlist *sg = &esp->sgbuf[0];
 113
 114                 if (unlikely(nfrags > ESP_NUM_FAST_SG)) {
 115                         sg = kmalloc(sizeof(struct scatterlist)*nfrags, GFP_ATOMIC);
 116                         if (!sg)
 117                                 goto unlock;
 118                 }
 119                 skb_to_sgvec(skb, sg, esph->enc_data+esp->conf.ivlen-skb->data, clen);
 120                 err = crypto_blkcipher_encrypt(&desc, sg, sg, clen);
 121                 if (unlikely(sg != &esp->sgbuf[0]))
 122                         kfree(sg);
 123         } while (0);
 124
 125         if (unlikely(err))
 126                 goto unlock;
 127
 128         if (esp->conf.ivlen) {
 129                 memcpy(esph->enc_data, esp->conf.ivec, esp->conf.ivlen);
 130                 crypto_blkcipher_get_iv(tfm, esp->conf.ivec, esp->conf.ivlen);
 131         }
 132
 133         if (esp->auth.icv_full_len) {
 134                 err = esp_mac_digest(esp, skb, (u8 *)esph - skb->data,
 135                                      sizeof(*esph) + esp->conf.ivlen + clen);
 136                 memcpy(pskb_put(skb, trailer, alen), esp->auth.work_icv, alen);
 137         }
 138
 139 unlock:
 140         spin_unlock_bh(&x->lock);
 141
 142         ip_send_check(top_iph);
 143
 144 error:
 145         return err;
 146 }
 147
 148 /*
 149  * Note: detecting truncated vs. non-truncated authentication data is very
 150  * expensive, so we only support truncated data, which is the recommended
 151  * and common case.
 152  */
 153 static int esp_input(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 154 {
 155         struct iphdr *iph;
 156         struct ip_esp_hdr *esph;
 157         struct esp_data *esp = x->data;
 158         struct crypto_blkcipher *tfm = esp->conf.tfm;
 159         struct blkcipher_desc desc = { .tfm = tfm };
 160         struct sk_buff *trailer;
 161         int blksize = ALIGN(crypto_blkcipher_blocksize(tfm), 4);
 162         int alen = esp->auth.icv_trunc_len;
 163         int elen = skb->len - sizeof(struct ip_esp_hdr) - esp->conf.ivlen - alen;
 164         int nfrags;
 165         int ihl;
 166         u8 nexthdr[2];
 167         struct scatterlist *sg;
 168         int padlen;
 169         int err;
 170
 171         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct ip_esp_hdr)))
 172                 goto out;
 173
 174         if (elen <= 0 || (elen & (blksize-1)))
 175                 goto out;
 176
 177         /* If integrity check is required, do this. */
 178         if (esp->auth.icv_full_len) {
 179                 u8 sum[alen];
 180
 181                 err = esp_mac_digest(esp, skb, 0, skb->len - alen);
 182                 if (err)
 183                         goto out;
 184
 185                 if (skb_copy_bits(skb, skb->len - alen, sum, alen))
 186                         BUG();
 187
 188                 if (unlikely(memcmp(esp->auth.work_icv, sum, alen))) {
 189                         x->stats.integrity_failed++;
 190                         goto out;
 191                 }
 192         }
 193
 194         if ((nfrags = skb_cow_data(skb, 0, &trailer)) < 0)
 195                 goto out;
 196
 197         skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 198
 199         esph = (struct ip_esp_hdr*)skb->data;
 200
 201         /* Get ivec. This can be wrong, check against another impls. */
 202         if (esp->conf.ivlen)
 203                 crypto_blkcipher_set_iv(tfm, esph->enc_data, esp->conf.ivlen);
 204
 205         sg = &esp->sgbuf[0];
 206
 207         if (unlikely(nfrags > ESP_NUM_FAST_SG)) {
 208                 sg = kmalloc(sizeof(struct scatterlist)*nfrags, GFP_ATOMIC);
 209                 if (!sg)
 210                         goto out;
 211         }
 212         skb_to_sgvec(skb, sg, sizeof(struct ip_esp_hdr) + esp->conf.ivlen, elen);
 213         err = crypto_blkcipher_decrypt(&desc, sg, sg, elen);
 214         if (unlikely(sg != &esp->sgbuf[0]))
 215                 kfree(sg);
 216         if (unlikely(err))
 217                 return err;
 218
 219         if (skb_copy_bits(skb, skb->len-alen-2, nexthdr, 2))
 220                 BUG();
 221
 222         padlen = nexthdr[0];
 223         if (padlen+2 >= elen)
 224                 goto out;
 225
 226         /* ... check padding bits here. Silly. :-) */
 227
 228         iph = ip_hdr(skb);
 229         ihl = iph->ihl * 4;
 230
 231         if (x->encap) {
 232                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
 233                 struct udphdr *uh = (void *)(skb_network_header(skb) + ihl);
 234
 235                 /*
 236                  * 1) if the NAT-T peer's IP or port changed then
 237                  *    advertize the change to the keying daemon.
 238                  *    This is an inbound SA, so just compare
 239                  *    SRC ports.
 240                  */
 241                 if (iph->saddr != x->props.saddr.a4 ||
 242                     uh->source != encap->encap_sport) {
 243                         xfrm_address_t ipaddr;
 244
 245                         ipaddr.a4 = iph->saddr;
 246                         km_new_mapping(x, &ipaddr, uh->source);
 247
 248                         /* XXX: perhaps add an extra
 249                          * policy check here, to see
 250                          * if we should allow or
 251                          * reject a packet from a
 252                          * different source
 253                          * address/port.
 254                          */
 255                 }
 256
 257                 /*
 258                  * 2) ignore UDP/TCP checksums in case
 259                  *    of NAT-T in Transport Mode, or
 260                  *    perform other post-processing fixes
 261                  *    as per draft-ietf-ipsec-udp-encaps-06,
 262                  *    section 3.1.2
 263                  */
 264                 if (x->props.mode == XFRM_MODE_TRANSPORT)
 265                         skb->ip_summed = CHECKSUM_UNNECESSARY;
 266         }
 267
 268         iph->protocol = nexthdr[1];
 269         pskb_trim(skb, skb->len - alen - padlen - 2);
 270         __skb_pull(skb, sizeof(*esph) + esp->conf.ivlen);
 271         skb_set_transport_header(skb, -ihl);
 272
 273         return 0;
 274
 275 out:
 276         return -EINVAL;
 277 }
 278
 279 static u32 esp4_get_mtu(struct xfrm_state *x, int mtu)
 280 {
 281         struct esp_data *esp = x->data;
 282         u32 blksize = ALIGN(crypto_blkcipher_blocksize(esp->conf.tfm), 4);
 283         u32 align = max_t(u32, blksize, esp->conf.padlen);
 284         u32 rem;
 285
 286         mtu -= x->props.header_len + esp->auth.icv_trunc_len;
 287         rem = mtu & (align - 1);
 288         mtu &= ~(align - 1);
 289
 290         switch (x->props.mode) {
 291         case XFRM_MODE_TUNNEL:
 292                 break;
 293         default:
 294         case XFRM_MODE_TRANSPORT:
 295                 /* The worst case */
 296                 mtu -= blksize - 4;
 297                 mtu += min_t(u32, blksize - 4, rem);
 298                 break;
 299         case XFRM_MODE_BEET:
 300                 /* The worst case. */
 301                 mtu += min_t(u32, IPV4_BEET_PHMAXLEN, rem);
 302                 break;
 303         }
 304
 305         return mtu - 2;
 306 }
 307
 308 static void esp4_err(struct sk_buff *skb, u32 info)
 309 {
 310         struct iphdr *iph = (struct iphdr*)skb->data;
 311         struct ip_esp_hdr *esph = (struct ip_esp_hdr*)(skb->data+(iph->ihl<<2));
 312         struct xfrm_state *x;
 313
 314         if (icmp_hdr(skb)->type != ICMP_DEST_UNREACH ||
 315             icmp_hdr(skb)->code != ICMP_FRAG_NEEDED)
 316                 return;
 317
 318         x = xfrm_state_lookup((xfrm_address_t *)&iph->daddr, esph->spi, IPPROTO_ESP, AF_INET);
 319         if (!x)
 320                 return;
 321         NETDEBUG(KERN_DEBUG "pmtu discovery on SA ESP/%08x/%08x\n",
 322                  ntohl(esph->spi), ntohl(iph->daddr));
 323         xfrm_state_put(x);
 324 }
 325
 326 static void esp_destroy(struct xfrm_state *x)
 327 {
 328         struct esp_data *esp = x->data;
 329
 330         if (!esp)
 331                 return;
 332
 333         crypto_free_blkcipher(esp->conf.tfm);
 334         esp->conf.tfm = NULL;
 335         kfree(esp->conf.ivec);
 336         esp->conf.ivec = NULL;
 337         crypto_free_hash(esp->auth.tfm);
 338         esp->auth.tfm = NULL;
 339         kfree(esp->auth.work_icv);
 340         esp->auth.work_icv = NULL;
 341         kfree(esp);
 342 }
 343
 344 static int esp_init_state(struct xfrm_state *x)
 345 {
 346         struct esp_data *esp = NULL;
 347         struct crypto_blkcipher *tfm;
 348         u32 align;
 349
 350         if (x->ealg == NULL)
 351                 goto error;
 352
 353         esp = kzalloc(sizeof(*esp), GFP_KERNEL);
 354         if (esp == NULL)
 355                 return -ENOMEM;
 356
 357         if (x->aalg) {
 358                 struct xfrm_algo_desc *aalg_desc;
 359                 struct crypto_hash *hash;
 360
 361                 hash = crypto_alloc_hash(x->aalg->alg_name, 0,
 362                                          CRYPTO_ALG_ASYNC);
 363                 if (IS_ERR(hash))
 364                         goto error;
 365
 366                 esp->auth.tfm = hash;
 367                 if (crypto_hash_setkey(hash, x->aalg->alg_key,
 368                                        (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8))
 369                         goto error;
 370
 371                 aalg_desc = xfrm_aalg_get_byname(x->aalg->alg_name, 0);
 372                 BUG_ON(!aalg_desc);
 373
 374                 if (aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8 !=
 375                     crypto_hash_digestsize(hash)) {
 376                         NETDEBUG(KERN_INFO "ESP: %s digestsize %u != %hu\n",
 377                                  x->aalg->alg_name,
 378                                  crypto_hash_digestsize(hash),
 379                                  aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8);
 380                         goto error;
 381                 }
 382
 383                 esp->auth.icv_full_len = aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8;
 384                 esp->auth.icv_trunc_len = aalg_desc->uinfo.auth.icv_truncbits/8;
 385
 386                 esp->auth.work_icv = kmalloc(esp->auth.icv_full_len, GFP_KERNEL);
 387                 if (!esp->auth.work_icv)
 388                         goto error;
 389         }
 390
 391         tfm = crypto_alloc_blkcipher(x->ealg->alg_name, 0, CRYPTO_ALG_ASYNC);
 392         if (IS_ERR(tfm))
 393                 goto error;
 394         esp->conf.tfm = tfm;
 395         esp->conf.ivlen = crypto_blkcipher_ivsize(tfm);
 396         esp->conf.padlen = 0;
 397         if (esp->conf.ivlen) {
 398                 esp->conf.ivec = kmalloc(esp->conf.ivlen, GFP_KERNEL);
 399                 if (unlikely(esp->conf.ivec == NULL))
 400                         goto error;
 401                 esp->conf.ivinitted = 0;
 402         }
 403         if (crypto_blkcipher_setkey(tfm, x->ealg->alg_key,
 404                                     (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8))
 405                 goto error;
 406         x->props.header_len = sizeof(struct ip_esp_hdr) + esp->conf.ivlen;
 407         if (x->props.mode == XFRM_MODE_TUNNEL)
 408                 x->props.header_len += sizeof(struct iphdr);
 409         else if (x->props.mode == XFRM_MODE_BEET)
 410                 x->props.header_len += IPV4_BEET_PHMAXLEN;
 411         if (x->encap) {
 412                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
 413
 414                 switch (encap->encap_type) {
 415                 default:
 416                         goto error;
 417                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
 418                         x->props.header_len += sizeof(struct udphdr);
 419                         break;
 420                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
 421                         x->props.header_len += sizeof(struct udphdr) + 2 * sizeof(u32);
 422                         break;
 423                 }
 424         }
 425         x->data = esp;
 426         align = ALIGN(crypto_blkcipher_blocksize(esp->conf.tfm), 4);
 427         if (esp->conf.padlen)
 428                 align = max_t(u32, align, esp->conf.padlen);
 429         x->props.trailer_len = align + 1 + esp->auth.icv_trunc_len;
 430         return 0;
 431
 432 error:
 433         x->data = esp;
 434         esp_destroy(x);
 435         x->data = NULL;
 436         return -EINVAL;
 437 }
 438
 439 static struct xfrm_type esp_type =
 440 {
 441         .description    = "ESP4",
 442         .owner          = THIS_MODULE,
 443         .proto          = IPPROTO_ESP,
 444         .flags          = XFRM_TYPE_REPLAY_PROT,
 445         .init_state     = esp_init_state,
 446         .destructor     = esp_destroy,
 447         .get_mtu        = esp4_get_mtu,
 448         .input          = esp_input,
 449         .output         = esp_output
 450 };
 451
 452 static struct net_protocol esp4_protocol = {
 453         .handler        =       xfrm4_rcv,
 454         .err_handler    =       esp4_err,
 455         .no_policy      =       1,
 456 };
 457
 458 static int __init esp4_init(void)
 459 {
 460         if (xfrm_register_type(&esp_type, AF_INET) < 0) {
 461                 printk(KERN_INFO "ip esp init: can't add xfrm type\n");
 462                 return -EAGAIN;
 463         }
 464         if (inet_add_protocol(&esp4_protocol, IPPROTO_ESP) < 0) {
 465                 printk(KERN_INFO "ip esp init: can't add protocol\n");
 466                 xfrm_unregister_type(&esp_type, AF_INET);
 467                 return -EAGAIN;
 468         }
 469         return 0;
 470 }
 471
 472 static void __exit esp4_fini(void)
 473 {
 474         if (inet_del_protocol(&esp4_protocol, IPPROTO_ESP) < 0)
 475                 printk(KERN_INFO "ip esp close: can't remove protocol\n");
 476         if (xfrm_unregister_type(&esp_type, AF_INET) < 0)
 477                 printk(KERN_INFO "ip esp close: can't remove xfrm type\n");
 478 }
 479
 480 module_init(esp4_init);
 481 module_exit(esp4_fini);
 482 MODULE_LICENSE("GPL");
 483 MODULE_ALIAS_XFRM_TYPE(AF_INET, XFRM_PROTO_ESP);