]> git.ipfire.org Git - thirdparty/kernel/linux.git/commitdiff
crypto: sig - Introduce sig_alg backend
authorLukas Wunner <lukas@wunner.de>
Tue, 10 Sep 2024 14:30:12 +0000 (16:30 +0200)
committerHerbert Xu <herbert@gondor.apana.org.au>
Sat, 5 Oct 2024 05:22:04 +0000 (13:22 +0800)
Commit 6cb8815f41a9 ("crypto: sig - Add interface for sign/verify")
began a transition of asymmetric sign/verify operations from
crypto_akcipher to a new crypto_sig frontend.

Internally, the crypto_sig frontend still uses akcipher_alg as backend,
however:

   "The link between sig and akcipher is meant to be temporary.  The
    plan is to create a new low-level API for sig and then migrate
    the signature code over to that from akcipher."
    https://lore.kernel.org/r/ZrG6w9wsb-iiLZIF@gondor.apana.org.au/

   "having a separate alg for sig is definitely where we want to
    be since there is very little that the two types actually share."
    https://lore.kernel.org/r/ZrHlpz4qnre0zWJO@gondor.apana.org.au/

Take the next step of that migration and augment the crypto_sig frontend
with a sig_alg backend to which all algorithms can be moved.

During the migration, there will briefly be signature algorithms that
are still based on crypto_akcipher, whilst others are already based on
crypto_sig.  Allow for that by building a fork into crypto_sig_*() API
calls (i.e. crypto_sig_maxsize() and friends) such that one of the two
backends is selected based on the transform's cra_type.

Signed-off-by: Lukas Wunner <lukas@wunner.de>
Signed-off-by: Herbert Xu <herbert@gondor.apana.org.au>
Documentation/crypto/api-sig.rst [new file with mode: 0644]
Documentation/crypto/api.rst
Documentation/crypto/architecture.rst
crypto/sig.c
crypto/testmgr.c
crypto/testmgr.h
include/crypto/internal/sig.h
include/crypto/sig.h
include/uapi/linux/cryptouser.h

diff --git a/Documentation/crypto/api-sig.rst b/Documentation/crypto/api-sig.rst
new file mode 100644 (file)
index 0000000..a96dba6
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,14 @@
+Asymmetric Signature Algorithm Definitions
+------------------------------------------
+
+.. kernel-doc:: include/crypto/sig.h
+   :functions: sig_alg
+
+Asymmetric Signature API
+------------------------
+
+.. kernel-doc:: include/crypto/sig.h
+   :doc: Generic Public Key Signature API
+
+.. kernel-doc:: include/crypto/sig.h
+   :functions: crypto_alloc_sig crypto_free_sig crypto_sig_set_pubkey crypto_sig_set_privkey crypto_sig_maxsize crypto_sig_sign crypto_sig_verify
index ff31c30561d4f6ef555c1032580c3db9e936c9ee..8b2a905218862d259e72650075541031259b7990 100644 (file)
@@ -10,4 +10,5 @@ Programming Interface
    api-digest
    api-rng
    api-akcipher
+   api-sig
    api-kpp
index 646c3380a7edc4c61534541783ad291bd80b8790..15dcd62fd22f26670da9da7ee3dbc7006dc36a52 100644 (file)
@@ -214,6 +214,8 @@ the aforementioned cipher types:
 
 -  CRYPTO_ALG_TYPE_AKCIPHER Asymmetric cipher
 
+-  CRYPTO_ALG_TYPE_SIG Asymmetric signature
+
 -  CRYPTO_ALG_TYPE_PCOMPRESS Enhanced version of
    CRYPTO_ALG_TYPE_COMPRESS allowing for segmented compression /
    decompression instead of performing the operation on one segment
index 7645bedf3a1fd4b6703be78336132b218fac6c4a..4f36ceb7a90be555f32b01d0d2855d481fd505b0 100644 (file)
 
 static const struct crypto_type crypto_sig_type;
 
+static void crypto_sig_exit_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
+{
+       struct crypto_sig *sig = __crypto_sig_tfm(tfm);
+       struct sig_alg *alg = crypto_sig_alg(sig);
+
+       alg->exit(sig);
+}
+
 static int crypto_sig_init_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
 {
        if (tfm->__crt_alg->cra_type != &crypto_sig_type)
                return crypto_init_akcipher_ops_sig(tfm);
 
+       struct crypto_sig *sig = __crypto_sig_tfm(tfm);
+       struct sig_alg *alg = crypto_sig_alg(sig);
+
+       if (alg->exit)
+               sig->base.exit = crypto_sig_exit_tfm;
+
+       if (alg->init)
+               return alg->init(sig);
+
        return 0;
 }
 
+static void crypto_sig_free_instance(struct crypto_instance *inst)
+{
+       struct sig_instance *sig = sig_instance(inst);
+
+       sig->free(sig);
+}
+
 static void __maybe_unused crypto_sig_show(struct seq_file *m,
                                           struct crypto_alg *alg)
 {
@@ -38,16 +62,17 @@ static void __maybe_unused crypto_sig_show(struct seq_file *m,
 static int __maybe_unused crypto_sig_report(struct sk_buff *skb,
                                            struct crypto_alg *alg)
 {
-       struct crypto_report_akcipher rsig = {};
+       struct crypto_report_sig rsig = {};
 
        strscpy(rsig.type, "sig", sizeof(rsig.type));
 
-       return nla_put(skb, CRYPTOCFGA_REPORT_AKCIPHER, sizeof(rsig), &rsig);
+       return nla_put(skb, CRYPTOCFGA_REPORT_SIG, sizeof(rsig), &rsig);
 }
 
 static const struct crypto_type crypto_sig_type = {
        .extsize = crypto_alg_extsize,
        .init_tfm = crypto_sig_init_tfm,
+       .free = crypto_sig_free_instance,
 #ifdef CONFIG_PROC_FS
        .show = crypto_sig_show,
 #endif
@@ -68,6 +93,14 @@ EXPORT_SYMBOL_GPL(crypto_alloc_sig);
 
 int crypto_sig_maxsize(struct crypto_sig *tfm)
 {
+       if (crypto_sig_tfm(tfm)->__crt_alg->cra_type != &crypto_sig_type)
+               goto akcipher;
+
+       struct sig_alg *alg = crypto_sig_alg(tfm);
+
+       return alg->max_size(tfm);
+
+akcipher:
        struct crypto_akcipher **ctx = crypto_sig_ctx(tfm);
 
        return crypto_akcipher_maxsize(*ctx);
@@ -78,6 +111,14 @@ int crypto_sig_sign(struct crypto_sig *tfm,
                    const void *src, unsigned int slen,
                    void *dst, unsigned int dlen)
 {
+       if (crypto_sig_tfm(tfm)->__crt_alg->cra_type != &crypto_sig_type)
+               goto akcipher;
+
+       struct sig_alg *alg = crypto_sig_alg(tfm);
+
+       return alg->sign(tfm, src, slen, dst, dlen);
+
+akcipher:
        struct crypto_akcipher **ctx = crypto_sig_ctx(tfm);
        struct crypto_akcipher_sync_data data = {
                .tfm = *ctx,
@@ -97,6 +138,14 @@ int crypto_sig_verify(struct crypto_sig *tfm,
                      const void *src, unsigned int slen,
                      const void *digest, unsigned int dlen)
 {
+       if (crypto_sig_tfm(tfm)->__crt_alg->cra_type != &crypto_sig_type)
+               goto akcipher;
+
+       struct sig_alg *alg = crypto_sig_alg(tfm);
+
+       return alg->verify(tfm, src, slen, digest, dlen);
+
+akcipher:
        struct crypto_akcipher **ctx = crypto_sig_ctx(tfm);
        struct crypto_akcipher_sync_data data = {
                .tfm = *ctx,
@@ -120,6 +169,14 @@ EXPORT_SYMBOL_GPL(crypto_sig_verify);
 int crypto_sig_set_pubkey(struct crypto_sig *tfm,
                          const void *key, unsigned int keylen)
 {
+       if (crypto_sig_tfm(tfm)->__crt_alg->cra_type != &crypto_sig_type)
+               goto akcipher;
+
+       struct sig_alg *alg = crypto_sig_alg(tfm);
+
+       return alg->set_pub_key(tfm, key, keylen);
+
+akcipher:
        struct crypto_akcipher **ctx = crypto_sig_ctx(tfm);
 
        return crypto_akcipher_set_pub_key(*ctx, key, keylen);
@@ -129,11 +186,93 @@ EXPORT_SYMBOL_GPL(crypto_sig_set_pubkey);
 int crypto_sig_set_privkey(struct crypto_sig *tfm,
                          const void *key, unsigned int keylen)
 {
+       if (crypto_sig_tfm(tfm)->__crt_alg->cra_type != &crypto_sig_type)
+               goto akcipher;
+
+       struct sig_alg *alg = crypto_sig_alg(tfm);
+
+       return alg->set_priv_key(tfm, key, keylen);
+
+akcipher:
        struct crypto_akcipher **ctx = crypto_sig_ctx(tfm);
 
        return crypto_akcipher_set_priv_key(*ctx, key, keylen);
 }
 EXPORT_SYMBOL_GPL(crypto_sig_set_privkey);
 
+static void sig_prepare_alg(struct sig_alg *alg)
+{
+       struct crypto_alg *base = &alg->base;
+
+       base->cra_type = &crypto_sig_type;
+       base->cra_flags &= ~CRYPTO_ALG_TYPE_MASK;
+       base->cra_flags |= CRYPTO_ALG_TYPE_SIG;
+}
+
+static int sig_default_sign(struct crypto_sig *tfm,
+                           const void *src, unsigned int slen,
+                           void *dst, unsigned int dlen)
+{
+       return -ENOSYS;
+}
+
+static int sig_default_verify(struct crypto_sig *tfm,
+                             const void *src, unsigned int slen,
+                             const void *dst, unsigned int dlen)
+{
+       return -ENOSYS;
+}
+
+static int sig_default_set_key(struct crypto_sig *tfm,
+                              const void *key, unsigned int keylen)
+{
+       return -ENOSYS;
+}
+
+int crypto_register_sig(struct sig_alg *alg)
+{
+       struct crypto_alg *base = &alg->base;
+
+       if (!alg->sign)
+               alg->sign = sig_default_sign;
+       if (!alg->verify)
+               alg->verify = sig_default_verify;
+       if (!alg->set_priv_key)
+               alg->set_priv_key = sig_default_set_key;
+       if (!alg->set_pub_key)
+               return -EINVAL;
+       if (!alg->max_size)
+               return -EINVAL;
+
+       sig_prepare_alg(alg);
+       return crypto_register_alg(base);
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(crypto_register_sig);
+
+void crypto_unregister_sig(struct sig_alg *alg)
+{
+       crypto_unregister_alg(&alg->base);
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(crypto_unregister_sig);
+
+int sig_register_instance(struct crypto_template *tmpl,
+                         struct sig_instance *inst)
+{
+       if (WARN_ON(!inst->free))
+               return -EINVAL;
+       sig_prepare_alg(&inst->alg);
+       return crypto_register_instance(tmpl, sig_crypto_instance(inst));
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(sig_register_instance);
+
+int crypto_grab_sig(struct crypto_sig_spawn *spawn,
+                   struct crypto_instance *inst,
+                   const char *name, u32 type, u32 mask)
+{
+       spawn->base.frontend = &crypto_sig_type;
+       return crypto_grab_spawn(&spawn->base, inst, name, type, mask);
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(crypto_grab_sig);
+
 MODULE_LICENSE("GPL");
 MODULE_DESCRIPTION("Public Key Signature Algorithms");
index ee8da628e9da46273dc90612c8be747736cb2772..50c8d3e46e2b01000c5c811f353adfd8daffe5ef 100644 (file)
@@ -33,6 +33,7 @@
 #include <crypto/akcipher.h>
 #include <crypto/kpp.h>
 #include <crypto/acompress.h>
+#include <crypto/sig.h>
 #include <crypto/internal/cipher.h>
 #include <crypto/internal/simd.h>
 
@@ -131,6 +132,11 @@ struct akcipher_test_suite {
        unsigned int count;
 };
 
+struct sig_test_suite {
+       const struct sig_testvec *vecs;
+       unsigned int count;
+};
+
 struct kpp_test_suite {
        const struct kpp_testvec *vecs;
        unsigned int count;
@@ -151,6 +157,7 @@ struct alg_test_desc {
                struct cprng_test_suite cprng;
                struct drbg_test_suite drbg;
                struct akcipher_test_suite akcipher;
+               struct sig_test_suite sig;
                struct kpp_test_suite kpp;
        } suite;
 };
@@ -4338,6 +4345,114 @@ static int alg_test_akcipher(const struct alg_test_desc *desc,
        return err;
 }
 
+static int test_sig_one(struct crypto_sig *tfm, const struct sig_testvec *vecs)
+{
+       u8 *ptr, *key __free(kfree);
+       int err, sig_size;
+
+       key = kmalloc(vecs->key_len + 2 * sizeof(u32) + vecs->param_len,
+                     GFP_KERNEL);
+       if (!key)
+               return -ENOMEM;
+
+       /* ecrdsa expects additional parameters appended to the key */
+       memcpy(key, vecs->key, vecs->key_len);
+       ptr = key + vecs->key_len;
+       ptr = test_pack_u32(ptr, vecs->algo);
+       ptr = test_pack_u32(ptr, vecs->param_len);
+       memcpy(ptr, vecs->params, vecs->param_len);
+
+       if (vecs->public_key_vec)
+               err = crypto_sig_set_pubkey(tfm, key, vecs->key_len);
+       else
+               err = crypto_sig_set_privkey(tfm, key, vecs->key_len);
+       if (err)
+               return err;
+
+       /*
+        * Run asymmetric signature verification first
+        * (which does not require a private key)
+        */
+       err = crypto_sig_verify(tfm, vecs->c, vecs->c_size,
+                               vecs->m, vecs->m_size);
+       if (err) {
+               pr_err("alg: sig: verify test failed: err %d\n", err);
+               return err;
+       }
+
+       /*
+        * Don't invoke sign test (which requires a private key)
+        * for vectors with only a public key.
+        */
+       if (vecs->public_key_vec)
+               return 0;
+
+       sig_size = crypto_sig_maxsize(tfm);
+       if (sig_size < vecs->c_size) {
+               pr_err("alg: sig: invalid maxsize %u\n", sig_size);
+               return -EINVAL;
+       }
+
+       u8 *sig __free(kfree) = kzalloc(sig_size, GFP_KERNEL);
+       if (!sig)
+               return -ENOMEM;
+
+       /* Run asymmetric signature generation */
+       err = crypto_sig_sign(tfm, vecs->m, vecs->m_size, sig, sig_size);
+       if (err) {
+               pr_err("alg: sig: sign test failed: err %d\n", err);
+               return err;
+       }
+
+       /* Verify that generated signature equals cooked signature */
+       if (memcmp(sig, vecs->c, vecs->c_size) ||
+           memchr_inv(sig + vecs->c_size, 0, sig_size - vecs->c_size)) {
+               pr_err("alg: sig: sign test failed: invalid output\n");
+               hexdump(sig, sig_size);
+               return -EINVAL;
+       }
+
+       return 0;
+}
+
+static int test_sig(struct crypto_sig *tfm, const char *alg,
+                   const struct sig_testvec *vecs, unsigned int tcount)
+{
+       const char *algo = crypto_tfm_alg_driver_name(crypto_sig_tfm(tfm));
+       int ret, i;
+
+       for (i = 0; i < tcount; i++) {
+               ret = test_sig_one(tfm, vecs++);
+               if (ret) {
+                       pr_err("alg: sig: test %d failed for %s: err %d\n",
+                              i + 1, algo, ret);
+                       return ret;
+               }
+       }
+       return 0;
+}
+
+__maybe_unused
+static int alg_test_sig(const struct alg_test_desc *desc, const char *driver,
+                       u32 type, u32 mask)
+{
+       struct crypto_sig *tfm;
+       int err = 0;
+
+       tfm = crypto_alloc_sig(driver, type, mask);
+       if (IS_ERR(tfm)) {
+               pr_err("alg: sig: Failed to load tfm for %s: %ld\n",
+                      driver, PTR_ERR(tfm));
+               return PTR_ERR(tfm);
+       }
+       if (desc->suite.sig.vecs)
+               err = test_sig(tfm, desc->alg, desc->suite.sig.vecs,
+                              desc->suite.sig.count);
+
+       crypto_free_sig(tfm);
+       return err;
+}
+
 static int alg_test_null(const struct alg_test_desc *desc,
                             const char *driver, u32 type, u32 mask)
 {
index ed1640f3e352462702d82b77d6d9cb424d12cfc5..39dd1d558883937fd49c05569a04fc3ab961f849 100644 (file)
@@ -162,6 +162,19 @@ struct akcipher_testvec {
        enum OID algo;
 };
 
+struct sig_testvec {
+       const unsigned char *key;
+       const unsigned char *params;
+       const unsigned char *m;
+       const unsigned char *c;
+       unsigned int key_len;
+       unsigned int param_len;
+       unsigned int m_size;
+       unsigned int c_size;
+       bool public_key_vec;
+       enum OID algo;
+};
+
 struct kpp_testvec {
        const unsigned char *secret;
        const unsigned char *b_secret;
index 97cb26ef8115d25573fca897a67e5556e9cab6da..b16648c1a986f59fd449727f5f164a9f4a945189 100644 (file)
 #include <crypto/algapi.h>
 #include <crypto/sig.h>
 
+struct sig_instance {
+       void (*free)(struct sig_instance *inst);
+       union {
+               struct {
+                       char head[offsetof(struct sig_alg, base)];
+                       struct crypto_instance base;
+               };
+               struct sig_alg alg;
+       };
+};
+
+struct crypto_sig_spawn {
+       struct crypto_spawn base;
+};
+
 static inline void *crypto_sig_ctx(struct crypto_sig *tfm)
 {
        return crypto_tfm_ctx(&tfm->base);
 }
+
+/**
+ * crypto_register_sig() -- Register public key signature algorithm
+ *
+ * Function registers an implementation of a public key signature algorithm
+ *
+ * @alg:       algorithm definition
+ *
+ * Return: zero on success; error code in case of error
+ */
+int crypto_register_sig(struct sig_alg *alg);
+
+/**
+ * crypto_unregister_sig() -- Unregister public key signature algorithm
+ *
+ * Function unregisters an implementation of a public key signature algorithm
+ *
+ * @alg:       algorithm definition
+ */
+void crypto_unregister_sig(struct sig_alg *alg);
+
+int sig_register_instance(struct crypto_template *tmpl,
+                         struct sig_instance *inst);
+
+static inline struct sig_instance *sig_instance(struct crypto_instance *inst)
+{
+       return container_of(&inst->alg, struct sig_instance, alg.base);
+}
+
+static inline struct sig_instance *sig_alg_instance(struct crypto_sig *tfm)
+{
+       return sig_instance(crypto_tfm_alg_instance(&tfm->base));
+}
+
+static inline struct crypto_instance *sig_crypto_instance(struct sig_instance
+                                                                       *inst)
+{
+       return container_of(&inst->alg.base, struct crypto_instance, alg);
+}
+
+static inline void *sig_instance_ctx(struct sig_instance *inst)
+{
+       return crypto_instance_ctx(sig_crypto_instance(inst));
+}
+
+int crypto_grab_sig(struct crypto_sig_spawn *spawn,
+                   struct crypto_instance *inst,
+                   const char *name, u32 type, u32 mask);
+
+static inline struct crypto_sig *crypto_spawn_sig(struct crypto_sig_spawn
+                                                                  *spawn)
+{
+       return crypto_spawn_tfm2(&spawn->base);
+}
+
+static inline void crypto_drop_sig(struct crypto_sig_spawn *spawn)
+{
+       crypto_drop_spawn(&spawn->base);
+}
+
+static inline struct sig_alg *crypto_spawn_sig_alg(struct crypto_sig_spawn
+                                                                   *spawn)
+{
+       return container_of(spawn->base.alg, struct sig_alg, base);
+}
 #endif
index d25186bb2be31d46b850b8c342e9a2dce772aacb..f0f52a7c5ae7599d87d5db8fee31e467050140b5 100644 (file)
@@ -19,6 +19,52 @@ struct crypto_sig {
        struct crypto_tfm base;
 };
 
+/**
+ * struct sig_alg - generic public key signature algorithm
+ *
+ * @sign:      Function performs a sign operation as defined by public key
+ *             algorithm. Optional.
+ * @verify:    Function performs a complete verify operation as defined by
+ *             public key algorithm, returning verification status. Optional.
+ * @set_pub_key: Function invokes the algorithm specific set public key
+ *             function, which knows how to decode and interpret
+ *             the BER encoded public key and parameters. Mandatory.
+ * @set_priv_key: Function invokes the algorithm specific set private key
+ *             function, which knows how to decode and interpret
+ *             the BER encoded private key and parameters. Optional.
+ * @max_size:  Function returns key size. Mandatory.
+ * @init:      Initialize the cryptographic transformation object.
+ *             This function is used to initialize the cryptographic
+ *             transformation object. This function is called only once at
+ *             the instantiation time, right after the transformation context
+ *             was allocated. In case the cryptographic hardware has some
+ *             special requirements which need to be handled by software, this
+ *             function shall check for the precise requirement of the
+ *             transformation and put any software fallbacks in place.
+ * @exit:      Deinitialize the cryptographic transformation object. This is a
+ *             counterpart to @init, used to remove various changes set in
+ *             @init.
+ *
+ * @base:      Common crypto API algorithm data structure
+ */
+struct sig_alg {
+       int (*sign)(struct crypto_sig *tfm,
+                   const void *src, unsigned int slen,
+                   void *dst, unsigned int dlen);
+       int (*verify)(struct crypto_sig *tfm,
+                     const void *src, unsigned int slen,
+                     const void *digest, unsigned int dlen);
+       int (*set_pub_key)(struct crypto_sig *tfm,
+                          const void *key, unsigned int keylen);
+       int (*set_priv_key)(struct crypto_sig *tfm,
+                           const void *key, unsigned int keylen);
+       unsigned int (*max_size)(struct crypto_sig *tfm);
+       int (*init)(struct crypto_sig *tfm);
+       void (*exit)(struct crypto_sig *tfm);
+
+       struct crypto_alg base;
+};
+
 /**
  * DOC: Generic Public Key Signature API
  *
@@ -47,6 +93,21 @@ static inline struct crypto_tfm *crypto_sig_tfm(struct crypto_sig *tfm)
        return &tfm->base;
 }
 
+static inline struct crypto_sig *__crypto_sig_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
+{
+       return container_of(tfm, struct crypto_sig, base);
+}
+
+static inline struct sig_alg *__crypto_sig_alg(struct crypto_alg *alg)
+{
+       return container_of(alg, struct sig_alg, base);
+}
+
+static inline struct sig_alg *crypto_sig_alg(struct crypto_sig *tfm)
+{
+       return __crypto_sig_alg(crypto_sig_tfm(tfm)->__crt_alg);
+}
+
 /**
  * crypto_free_sig() - free signature tfm handle
  *
index 20a6c0fc149e23a684b81ee4061e43faaf869ad8..db05e04199726c4cb23c7d864a811546ed8ea830 100644 (file)
@@ -64,6 +64,7 @@ enum crypto_attr_type_t {
        CRYPTOCFGA_STAT_AKCIPHER,       /* No longer supported, do not use. */
        CRYPTOCFGA_STAT_KPP,            /* No longer supported, do not use. */
        CRYPTOCFGA_STAT_ACOMP,          /* No longer supported, do not use. */
+       CRYPTOCFGA_REPORT_SIG,          /* struct crypto_report_sig */
        __CRYPTOCFGA_MAX
 
 #define CRYPTOCFGA_MAX (__CRYPTOCFGA_MAX - 1)
@@ -207,6 +208,10 @@ struct crypto_report_acomp {
        char type[CRYPTO_MAX_NAME];
 };
 
+struct crypto_report_sig {
+       char type[CRYPTO_MAX_NAME];
+};
+
 #define CRYPTO_REPORT_MAXSIZE (sizeof(struct crypto_user_alg) + \
                               sizeof(struct crypto_report_blkcipher))