net/ipv6/esp6.c

   1 /*
   2  * Copyright (C)2002 USAGI/WIDE Project
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   7  * (at your option) any later version.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12  * GNU General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  15  * along with this program; if not, write to the Free Software
  16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  17  *
  18  * Authors
  19  *
  20  *      Mitsuru KANDA @USAGI       : IPv6 Support
  21  *      Kazunori MIYAZAWA @USAGI   :
  22  *      Kunihiro Ishiguro <kunihiro@ipinfusion.com>
  23  *
  24  *      This file is derived from net/ipv4/esp.c
  25  */
  26
  27 #include <linux/err.h>
  28 #include <linux/module.h>
  29 #include <net/ip.h>
  30 #include <net/xfrm.h>
  31 #include <net/esp.h>
  32 #include <linux/scatterlist.h>
  33 #include <linux/crypto.h>
  34 #include <linux/kernel.h>
  35 #include <linux/pfkeyv2.h>
  36 #include <linux/random.h>
  37 #include <linux/spinlock.h>
  38 #include <net/icmp.h>
  39 #include <net/ipv6.h>
  40 #include <net/protocol.h>
  41 #include <linux/icmpv6.h>
  42
  43 static int esp6_output(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
  44 {
  45         int err;
  46         struct ip_esp_hdr *esph;
  47         struct crypto_blkcipher *tfm;
  48         struct blkcipher_desc desc;
  49         struct sk_buff *trailer;
  50         int blksize;
  51         int clen;
  52         int alen;
  53         int nfrags;
  54         u8 *tail;
  55         struct esp_data *esp = x->data;
  56
  57         /* skb is pure payload to encrypt */
  58         err = -ENOMEM;
  59
  60         /* Round to block size */
  61         clen = skb->len;
  62
  63         alen = esp->auth.icv_trunc_len;
  64         tfm = esp->conf.tfm;
  65         desc.tfm = tfm;
  66         desc.flags = 0;
  67         blksize = ALIGN(crypto_blkcipher_blocksize(tfm), 4);
  68         clen = ALIGN(clen + 2, blksize);
  69         if (esp->conf.padlen)
  70                 clen = ALIGN(clen, esp->conf.padlen);
  71
  72         if ((nfrags = skb_cow_data(skb, clen-skb->len+alen, &trailer)) < 0) {
  73                 goto error;
  74         }
  75
  76         /* Fill padding... */
  77         tail = skb_tail_pointer(trailer);
  78         do {
  79                 int i;
  80                 for (i=0; i<clen-skb->len - 2; i++)
  81                         tail[i] = i + 1;
  82         } while (0);
  83         tail[clen-skb->len - 2] = (clen - skb->len) - 2;
  84         pskb_put(skb, trailer, clen - skb->len);
  85
  86         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
  87         esph = ip_esp_hdr(skb);
  88         *(skb_tail_pointer(trailer) - 1) = *skb_mac_header(skb);
  89         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_ESP;
  90
  91         esph->spi = x->id.spi;
  92         esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq);
  93
  94         spin_lock_bh(&x->lock);
  95
  96         if (esp->conf.ivlen) {
  97                 if (unlikely(!esp->conf.ivinitted)) {
  98                         get_random_bytes(esp->conf.ivec, esp->conf.ivlen);
  99                         esp->conf.ivinitted = 1;
 100                 }
 101                 crypto_blkcipher_set_iv(tfm, esp->conf.ivec, esp->conf.ivlen);
 102         }
 103
 104         do {
 105                 struct scatterlist *sg = &esp->sgbuf[0];
 106
 107                 if (unlikely(nfrags > ESP_NUM_FAST_SG)) {
 108                         sg = kmalloc(sizeof(struct scatterlist)*nfrags, GFP_ATOMIC);
 109                         if (!sg)
 110                                 goto unlock;
 111                 }
 112                 sg_init_table(sg, nfrags);
 113                 skb_to_sgvec(skb, sg,
 114                              esph->enc_data +
 115                              esp->conf.ivlen -
 116                              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 unlock;
 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 unlock:
 137         spin_unlock_bh(&x->lock);
 138
 139 error:
 140         return err;
 141 }
 142
 143 static int esp6_input(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 144 {
 145         struct ipv6hdr *iph;
 146         struct ip_esp_hdr *esph;
 147         struct esp_data *esp = x->data;
 148         struct crypto_blkcipher *tfm = esp->conf.tfm;
 149         struct blkcipher_desc desc = { .tfm = tfm };
 150         struct sk_buff *trailer;
 151         int blksize = ALIGN(crypto_blkcipher_blocksize(tfm), 4);
 152         int alen = esp->auth.icv_trunc_len;
 153         int elen = skb->len - sizeof(*esph) - esp->conf.ivlen - alen;
 154         int hdr_len = skb_network_header_len(skb);
 155         int nfrags;
 156         int ret = 0;
 157
 158         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(*esph))) {
 159                 ret = -EINVAL;
 160                 goto out;
 161         }
 162
 163         if (elen <= 0 || (elen & (blksize-1))) {
 164                 ret = -EINVAL;
 165                 goto out;
 166         }
 167
 168         /* If integrity check is required, do this. */
 169         if (esp->auth.icv_full_len) {
 170                 u8 sum[alen];
 171
 172                 ret = esp_mac_digest(esp, skb, 0, skb->len - alen);
 173                 if (ret)
 174                         goto out;
 175
 176                 if (skb_copy_bits(skb, skb->len - alen, sum, alen))
 177                         BUG();
 178
 179                 if (unlikely(memcmp(esp->auth.work_icv, sum, alen))) {
 180                         ret = -EBADMSG;
 181                         goto out;
 182                 }
 183         }
 184
 185         if ((nfrags = skb_cow_data(skb, 0, &trailer)) < 0) {
 186                 ret = -EINVAL;
 187                 goto out;
 188         }
 189
 190         skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 191
 192         esph = (struct ip_esp_hdr *)skb->data;
 193         iph = ipv6_hdr(skb);
 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         {
 200                 u8 nexthdr[2];
 201                 struct scatterlist *sg = &esp->sgbuf[0];
 202                 u8 padlen;
 203
 204                 if (unlikely(nfrags > ESP_NUM_FAST_SG)) {
 205                         sg = kmalloc(sizeof(struct scatterlist)*nfrags, GFP_ATOMIC);
 206                         if (!sg) {
 207                                 ret = -ENOMEM;
 208                                 goto out;
 209                         }
 210                 }
 211                 sg_init_table(sg, nfrags);
 212                 skb_to_sgvec(skb, sg,
 213                              sizeof(*esph) + esp->conf.ivlen,
 214                              elen);
 215                 ret = crypto_blkcipher_decrypt(&desc, sg, sg, elen);
 216                 if (unlikely(sg != &esp->sgbuf[0]))
 217                         kfree(sg);
 218                 if (unlikely(ret))
 219                         goto out;
 220
 221                 if (skb_copy_bits(skb, skb->len-alen-2, nexthdr, 2))
 222                         BUG();
 223
 224                 padlen = nexthdr[0];
 225                 if (padlen+2 >= elen) {
 226                         LIMIT_NETDEBUG(KERN_WARNING "ipsec esp packet is garbage padlen=%d, elen=%d\n", padlen+2, elen);
 227                         ret = -EINVAL;
 228                         goto out;
 229                 }
 230                 /* ... check padding bits here. Silly. :-) */
 231
 232                 /* RFC4303: Drop dummy packets without any error */
 233                 if (nexthdr[1] == IPPROTO_NONE) {
 234                         ret = -EINVAL;
 235                         goto out;
 236                 }
 237
 238                 pskb_trim(skb, skb->len - alen - padlen - 2);
 239                 ret = nexthdr[1];
 240         }
 241
 242         __skb_pull(skb, sizeof(*esph) + esp->conf.ivlen);
 243         skb_set_transport_header(skb, -hdr_len);
 244 out:
 245         return ret;
 246 }
 247
 248 static u32 esp6_get_mtu(struct xfrm_state *x, int mtu)
 249 {
 250         struct esp_data *esp = x->data;
 251         u32 blksize = ALIGN(crypto_blkcipher_blocksize(esp->conf.tfm), 4);
 252         u32 align = max_t(u32, blksize, esp->conf.padlen);
 253         u32 rem;
 254
 255         mtu -= x->props.header_len + esp->auth.icv_trunc_len;
 256         rem = mtu & (align - 1);
 257         mtu &= ~(align - 1);
 258
 259         if (x->props.mode != XFRM_MODE_TUNNEL) {
 260                 u32 padsize = ((blksize - 1) & 7) + 1;
 261                 mtu -= blksize - padsize;
 262                 mtu += min_t(u32, blksize - padsize, rem);
 263         }
 264
 265         return mtu - 2;
 266 }
 267
 268 static void esp6_err(struct sk_buff *skb, struct inet6_skb_parm *opt,
 269                      int type, int code, int offset, __be32 info)
 270 {
 271         struct ipv6hdr *iph = (struct ipv6hdr*)skb->data;
 272         struct ip_esp_hdr *esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb->data + offset);
 273         struct xfrm_state *x;
 274
 275         if (type != ICMPV6_DEST_UNREACH &&
 276             type != ICMPV6_PKT_TOOBIG)
 277                 return;
 278
 279         x = xfrm_state_lookup((xfrm_address_t *)&iph->daddr, esph->spi, IPPROTO_ESP, AF_INET6);
 280         if (!x)
 281                 return;
 282         printk(KERN_DEBUG "pmtu discovery on SA ESP/%08x/" NIP6_FMT "\n",
 283                         ntohl(esph->spi), NIP6(iph->daddr));
 284         xfrm_state_put(x);
 285 }
 286
 287 static void esp6_destroy(struct xfrm_state *x)
 288 {
 289         struct esp_data *esp = x->data;
 290
 291         if (!esp)
 292                 return;
 293
 294         crypto_free_blkcipher(esp->conf.tfm);
 295         esp->conf.tfm = NULL;
 296         kfree(esp->conf.ivec);
 297         esp->conf.ivec = NULL;
 298         crypto_free_hash(esp->auth.tfm);
 299         esp->auth.tfm = NULL;
 300         kfree(esp->auth.work_icv);
 301         esp->auth.work_icv = NULL;
 302         kfree(esp);
 303 }
 304
 305 static int esp6_init_state(struct xfrm_state *x)
 306 {
 307         struct esp_data *esp = NULL;
 308         struct crypto_blkcipher *tfm;
 309
 310         if (x->ealg == NULL)
 311                 goto error;
 312
 313         if (x->encap)
 314                 goto error;
 315
 316         esp = kzalloc(sizeof(*esp), GFP_KERNEL);
 317         if (esp == NULL)
 318                 return -ENOMEM;
 319
 320         if (x->aalg) {
 321                 struct xfrm_algo_desc *aalg_desc;
 322                 struct crypto_hash *hash;
 323
 324                 hash = crypto_alloc_hash(x->aalg->alg_name, 0,
 325                                          CRYPTO_ALG_ASYNC);
 326                 if (IS_ERR(hash))
 327                         goto error;
 328
 329                 esp->auth.tfm = hash;
 330                 if (crypto_hash_setkey(hash, x->aalg->alg_key,
 331                                        (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8))
 332                         goto error;
 333
 334                 aalg_desc = xfrm_aalg_get_byname(x->aalg->alg_name, 0);
 335                 BUG_ON(!aalg_desc);
 336
 337                 if (aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8 !=
 338                     crypto_hash_digestsize(hash)) {
 339                         NETDEBUG(KERN_INFO "ESP: %s digestsize %u != %hu\n",
 340                                  x->aalg->alg_name,
 341                                  crypto_hash_digestsize(hash),
 342                                  aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8);
 343                         goto error;
 344                 }
 345
 346                 esp->auth.icv_full_len = aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8;
 347                 esp->auth.icv_trunc_len = aalg_desc->uinfo.auth.icv_truncbits/8;
 348
 349                 esp->auth.work_icv = kmalloc(esp->auth.icv_full_len, GFP_KERNEL);
 350                 if (!esp->auth.work_icv)
 351                         goto error;
 352         }
 353         tfm = crypto_alloc_blkcipher(x->ealg->alg_name, 0, CRYPTO_ALG_ASYNC);
 354         if (IS_ERR(tfm))
 355                 goto error;
 356         esp->conf.tfm = tfm;
 357         esp->conf.ivlen = crypto_blkcipher_ivsize(tfm);
 358         esp->conf.padlen = 0;
 359         if (esp->conf.ivlen) {
 360                 esp->conf.ivec = kmalloc(esp->conf.ivlen, GFP_KERNEL);
 361                 if (unlikely(esp->conf.ivec == NULL))
 362                         goto error;
 363                 esp->conf.ivinitted = 0;
 364         }
 365         if (crypto_blkcipher_setkey(tfm, x->ealg->alg_key,
 366                                     (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8))
 367                 goto error;
 368         x->props.header_len = sizeof(struct ip_esp_hdr) + esp->conf.ivlen;
 369         switch (x->props.mode) {
 370         case XFRM_MODE_BEET:
 371         case XFRM_MODE_TRANSPORT:
 372                 break;
 373         case XFRM_MODE_TUNNEL:
 374                 x->props.header_len += sizeof(struct ipv6hdr);
 375                 break;
 376         default:
 377                 goto error;
 378         }
 379         x->data = esp;
 380         return 0;
 381
 382 error:
 383         x->data = esp;
 384         esp6_destroy(x);
 385         x->data = NULL;
 386         return -EINVAL;
 387 }
 388
 389 static struct xfrm_type esp6_type =
 390 {
 391         .description    = "ESP6",
 392         .owner          = THIS_MODULE,
 393         .proto          = IPPROTO_ESP,
 394         .flags          = XFRM_TYPE_REPLAY_PROT,
 395         .init_state     = esp6_init_state,
 396         .destructor     = esp6_destroy,
 397         .get_mtu        = esp6_get_mtu,
 398         .input          = esp6_input,
 399         .output         = esp6_output,
 400         .hdr_offset     = xfrm6_find_1stfragopt,
 401 };
 402
 403 static struct inet6_protocol esp6_protocol = {
 404         .handler        =       xfrm6_rcv,
 405         .err_handler    =       esp6_err,
 406         .flags          =       INET6_PROTO_NOPOLICY,
 407 };
 408
 409 static int __init esp6_init(void)
 410 {
 411         if (xfrm_register_type(&esp6_type, AF_INET6) < 0) {
 412                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp init: can't add xfrm type\n");
 413                 return -EAGAIN;
 414         }
 415         if (inet6_add_protocol(&esp6_protocol, IPPROTO_ESP) < 0) {
 416                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp init: can't add protocol\n");
 417                 xfrm_unregister_type(&esp6_type, AF_INET6);
 418                 return -EAGAIN;
 419         }
 420
 421         return 0;
 422 }
 423
 424 static void __exit esp6_fini(void)
 425 {
 426         if (inet6_del_protocol(&esp6_protocol, IPPROTO_ESP) < 0)
 427                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp close: can't remove protocol\n");
 428         if (xfrm_unregister_type(&esp6_type, AF_INET6) < 0)
 429                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp close: can't remove xfrm type\n");
 430 }
 431
 432 module_init(esp6_init);
 433 module_exit(esp6_fini);
 434
 435 MODULE_LICENSE("GPL");
 436 MODULE_ALIAS_XFRM_TYPE(AF_INET6, XFRM_PROTO_ESP);