sys/geom/eli/g_eli_crypto.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2005 Pawel Jakub Dawidek <pjd@FreeBSD.org>
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  *
  14  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHORS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  15  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  16  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  17  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  18  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  19  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  20  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  21  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  22  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  23  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  24  * SUCH DAMAGE.
  25  */
  26
  27 #include <sys/cdefs.h>
  28 __FBSDID("$FreeBSD$");
  29
  30 #include <sys/param.h>
  31 #ifdef _KERNEL
  32 #include <sys/systm.h>
  33 #include <sys/kernel.h>
  34 #include <sys/malloc.h>
  35 #include <sys/uio.h>
  36 #else
  37 #include <stdint.h>
  38 #include <string.h>
  39 #include <strings.h>
  40 #include <errno.h>
  41 #include <assert.h>
  42 #include <openssl/evp.h>
  43 #define _OpenSSL_
  44 #endif
  45 #include <geom/eli/g_eli.h>
  46
  47 #ifdef _KERNEL
  48 MALLOC_DECLARE(M_ELI);
  49
  50 static int
  51 g_eli_crypto_done(struct cryptop *crp)
  52 {
  53
  54         crp->crp_opaque = (void *)crp;
  55         wakeup(crp);
  56         return (0);
  57 }
  58
  59 static int
  60 g_eli_crypto_cipher(u_int algo, int enc, u_char *data, size_t datasize,
  61     const u_char *key, size_t keysize)
  62 {
  63         struct cryptoini cri;
  64         struct cryptop *crp;
  65         struct cryptodesc *crd;
  66         struct uio *uio;
  67         struct iovec *iov;
  68         uint64_t sid;
  69         u_char *p;
  70         int error;
  71
  72         bzero(&cri, sizeof(cri));
  73         cri.cri_alg = algo;
  74         cri.cri_key = __DECONST(void *, key);
  75         cri.cri_klen = keysize;
  76         error = crypto_newsession(&sid, &cri, CRYPTOCAP_F_SOFTWARE);
  77         if (error != 0)
  78                 return (error);
  79         p = malloc(sizeof(*crp) + sizeof(*crd) + sizeof(*uio) + sizeof(*iov),
  80             M_ELI, M_NOWAIT | M_ZERO);
  81         if (p == NULL) {
  82                 crypto_freesession(sid);
  83                 return (ENOMEM);
  84         }
  85         crp = (struct cryptop *)p;      p += sizeof(*crp);
  86         crd = (struct cryptodesc *)p;   p += sizeof(*crd);
  87         uio = (struct uio *)p;          p += sizeof(*uio);
  88         iov = (struct iovec *)p;        p += sizeof(*iov);
  89
  90         iov->iov_len = datasize;
  91         iov->iov_base = data;
  92
  93         uio->uio_iov = iov;
  94         uio->uio_iovcnt = 1;
  95         uio->uio_segflg = UIO_SYSSPACE;
  96         uio->uio_resid = datasize;
  97
  98         crd->crd_skip = 0;
  99         crd->crd_len = datasize;
 100         crd->crd_flags = CRD_F_IV_EXPLICIT | CRD_F_IV_PRESENT;
 101         if (enc)
 102                 crd->crd_flags |= CRD_F_ENCRYPT;
 103         crd->crd_alg = algo;
 104         crd->crd_key = __DECONST(void *, key);
 105         crd->crd_klen = keysize;
 106         bzero(crd->crd_iv, sizeof(crd->crd_iv));
 107         crd->crd_next = NULL;
 108
 109         crp->crp_sid = sid;
 110         crp->crp_ilen = datasize;
 111         crp->crp_olen = datasize;
 112         crp->crp_opaque = NULL;
 113         crp->crp_callback = g_eli_crypto_done;
 114         crp->crp_buf = (void *)uio;
 115         crp->crp_flags = CRYPTO_F_IOV | CRYPTO_F_CBIFSYNC | CRYPTO_F_REL;
 116         crp->crp_desc = crd;
 117
 118         error = crypto_dispatch(crp);
 119         if (error == 0) {
 120                 while (crp->crp_opaque == NULL)
 121                         tsleep(crp, PRIBIO, "geli", hz / 5);
 122                 error = crp->crp_etype;
 123         }
 124
 125         free(crp, M_ELI);
 126         crypto_freesession(sid);
 127         return (error);
 128 }
 129 #else   /* !_KERNEL */
 130 static int
 131 g_eli_crypto_cipher(u_int algo, int enc, u_char *data, size_t datasize,
 132     const u_char *key, size_t keysize)
 133 {
 134         EVP_CIPHER_CTX ctx;
 135         const EVP_CIPHER *type;
 136         u_char iv[keysize];
 137         int outsize;
 138
 139         switch (algo) {
 140         case CRYPTO_NULL_CBC:
 141                 type = EVP_enc_null();
 142                 break;
 143         case CRYPTO_AES_CBC:
 144                 switch (keysize) {
 145                 case 128:
 146                         type = EVP_aes_128_cbc();
 147                         break;
 148                 case 192:
 149                         type = EVP_aes_192_cbc();
 150                         break;
 151                 case 256:
 152                         type = EVP_aes_256_cbc();
 153                         break;
 154                 default:
 155                         return (EINVAL);
 156                 }
 157                 break;
 158         case CRYPTO_BLF_CBC:
 159                 type = EVP_bf_cbc();
 160                 break;
 161 #ifndef OPENSSL_NO_CAMELLIA
 162         case CRYPTO_CAMELLIA_CBC:
 163                 switch (keysize) {
 164                 case 128:
 165                         type = EVP_camellia_128_cbc();
 166                         break;
 167                 case 192:
 168                         type = EVP_camellia_192_cbc();
 169                         break;
 170                 case 256:
 171                         type = EVP_camellia_256_cbc();
 172                         break;
 173                 default:
 174                         return (EINVAL);
 175                 }
 176                 break;
 177 #endif
 178         case CRYPTO_3DES_CBC:
 179                 type = EVP_des_ede3_cbc();
 180                 break;
 181         default:
 182                 return (EINVAL);
 183         }
 184
 185         EVP_CIPHER_CTX_init(&ctx);
 186
 187         EVP_CipherInit_ex(&ctx, type, NULL, NULL, NULL, enc);
 188         EVP_CIPHER_CTX_set_key_length(&ctx, keysize / 8);
 189         EVP_CIPHER_CTX_set_padding(&ctx, 0);
 190         bzero(iv, sizeof(iv));
 191         EVP_CipherInit_ex(&ctx, NULL, NULL, key, iv, enc);
 192
 193         if (EVP_CipherUpdate(&ctx, data, &outsize, data, datasize) == 0) {
 194                 EVP_CIPHER_CTX_cleanup(&ctx);
 195                 return (EINVAL);
 196         }
 197         assert(outsize == (int)datasize);
 198
 199         if (EVP_CipherFinal_ex(&ctx, data + outsize, &outsize) == 0) {
 200                 EVP_CIPHER_CTX_cleanup(&ctx);
 201                 return (EINVAL);
 202         }
 203         assert(outsize == 0);
 204
 205         EVP_CIPHER_CTX_cleanup(&ctx);
 206         return (0);
 207 }
 208 #endif  /* !_KERNEL */
 209
 210 int
 211 g_eli_crypto_encrypt(u_int algo, u_char *data, size_t datasize,
 212     const u_char *key, size_t keysize)
 213 {
 214
 215         return (g_eli_crypto_cipher(algo, 1, data, datasize, key, keysize));
 216 }
 217
 218 int
 219 g_eli_crypto_decrypt(u_int algo, u_char *data, size_t datasize,
 220     const u_char *key, size_t keysize)
 221 {
 222
 223         return (g_eli_crypto_cipher(algo, 0, data, datasize, key, keysize));
 224 }
 225
 226 void
 227 g_eli_crypto_hmac_init(struct hmac_ctx *ctx, const uint8_t *hkey,
 228     size_t hkeylen)
 229 {
 230         u_char k_ipad[128], key[128];
 231         SHA512_CTX lctx;
 232         u_int i;
 233
 234         bzero(key, sizeof(key));
 235         if (hkeylen == 0)
 236                 ; /* do nothing */
 237         else if (hkeylen <= 128)
 238                 bcopy(hkey, key, hkeylen);
 239         else {
 240                 /* If key is longer than 128 bytes reset it to key = SHA512(key). */
 241                 SHA512_Init(&lctx);
 242                 SHA512_Update(&lctx, hkey, hkeylen);
 243                 SHA512_Final(key, &lctx);
 244         }
 245
 246         /* XOR key with ipad and opad values. */
 247         for (i = 0; i < sizeof(key); i++) {
 248                 k_ipad[i] = key[i] ^ 0x36;
 249                 ctx->k_opad[i] = key[i] ^ 0x5c;
 250         }
 251         bzero(key, sizeof(key));
 252         /* Perform inner SHA512. */
 253         SHA512_Init(&ctx->shactx);
 254         SHA512_Update(&ctx->shactx, k_ipad, sizeof(k_ipad));
 255 }
 256
 257 void
 258 g_eli_crypto_hmac_update(struct hmac_ctx *ctx, const uint8_t *data,
 259     size_t datasize)
 260 {
 261
 262         SHA512_Update(&ctx->shactx, data, datasize);
 263 }
 264
 265 void
 266 g_eli_crypto_hmac_final(struct hmac_ctx *ctx, uint8_t *md, size_t mdsize)
 267 {
 268         u_char digest[SHA512_MDLEN];
 269         SHA512_CTX lctx;
 270
 271         SHA512_Final(digest, &ctx->shactx);
 272         /* Perform outer SHA512. */
 273         SHA512_Init(&lctx);
 274         SHA512_Update(&lctx, ctx->k_opad, sizeof(ctx->k_opad));
 275         bzero(ctx, sizeof(*ctx));
 276         SHA512_Update(&lctx, digest, sizeof(digest));
 277         SHA512_Final(digest, &lctx);
 278         /* mdsize == 0 means "Give me the whole hash!" */
 279         if (mdsize == 0)
 280                 mdsize = SHA512_MDLEN;
 281         bcopy(digest, md, mdsize);
 282 }
 283
 284 void
 285 g_eli_crypto_hmac(const uint8_t *hkey, size_t hkeysize, const uint8_t *data,
 286     size_t datasize, uint8_t *md, size_t mdsize)
 287 {
 288         struct hmac_ctx ctx;
 289
 290         g_eli_crypto_hmac_init(&ctx, hkey, hkeysize);
 291         g_eli_crypto_hmac_update(&ctx, data, datasize);
 292         g_eli_crypto_hmac_final(&ctx, md, mdsize);
 293 }