KEYS: Provide keyctls to drive the new key type ops for asymmetric keys
authorDavid Howells <dhowells@redhat.com>
Thu, 1 Sep 2016 10:13:11 +0000 (11:13 +0100)
committerDavid Howells <dhowells@redhat.com>
Thu, 1 Sep 2016 10:13:11 +0000 (11:13 +0100)
Provide five keyctl functions that permit userspace to make use of the new
key type ops for accessing and driving asymmetric keys.

 (*) Query an asymmetric key.

long keyctl(KEYCTL_PKEY_QUERY,
    key_serial_t key, unsigned long reserved,
    struct keyctl_pkey_query *info);

     Get information about an asymmetric key.  The information is returned
     in the keyctl_pkey_query struct:

__u32 supported_ops;

     A bit mask of flags indicating which ops are supported.  This is
     constructed from a bitwise-OR of:

KEYCTL_SUPPORTS_{ENCRYPT,DECRYPT,SIGN,VERIFY}

__u32 key_size;

     The size in bits of the key.

__u16 max_data_size;
__u16 max_sig_size;
__u16 max_enc_size;
__u16 max_dec_size;

     The maximum sizes in bytes of a blob of data to be signed, a signature
     blob, a blob to be encrypted and a blob to be decrypted.

     reserved must be set to 0.  This is intended for future use to hand
     over one or more passphrases needed unlock a key.

     If successful, 0 is returned.  If the key is not an asymmetric key,
     EOPNOTSUPP is returned.

 (*) Encrypt, decrypt, sign or verify a blob using an asymmetric key.

long keyctl(KEYCTL_PKEY_ENCRYPT,
    const struct keyctl_pkey_params *params,
    const char *info,
    const void *in,
    void *out);

long keyctl(KEYCTL_PKEY_DECRYPT,
    const struct keyctl_pkey_params *params,
    const char *info,
    const void *in,
    void *out);

long keyctl(KEYCTL_PKEY_SIGN,
    const struct keyctl_pkey_params *params,
    const char *info,
    const void *in,
    void *out);

long keyctl(KEYCTL_PKEY_VERIFY,
    const struct keyctl_pkey_params *params,
    const char *info,
    const void *in,
    const void *in2);

     Use an asymmetric key to perform a public-key cryptographic operation
     a blob of data.

     The parameter block pointed to by params contains a number of integer
     values:

__s32 key_id;
__u32 in_len;
__u32 out_len;
__u32 in2_len;

     For a given operation, the in and out buffers are used as follows:

Operation ID in,in_len out,out_len in2,in2_len
======================= =============== =============== ===========
KEYCTL_PKEY_ENCRYPT Raw data Encrypted data -
KEYCTL_PKEY_DECRYPT Encrypted data Raw data -
KEYCTL_PKEY_SIGN Raw data Signature -
KEYCTL_PKEY_VERIFY Raw data - Signature

     info is a string of key=value pairs that supply supplementary
     information.

     The __spare space in the parameter block must be set to 0.  This is
     intended, amongst other things, to allow the passing of passphrases
     required to unlock a key.

     If successful, encrypt, decrypt and sign all return the amount of data
     written into the output buffer.  Verification returns 0 on success.

Signed-off-by: David Howells <dhowells@redhat.com>
Documentation/security/keys.txt
include/uapi/linux/keyctl.h
security/keys/Makefile
security/keys/compat.c
security/keys/internal.h
security/keys/keyctl.c
security/keys/keyctl_pkey.c [new file with mode: 0644]

index 286b4cab7e68d3a80294b7d217e146a59b17d989..6844dcbba1ba48bc2156aba0262554a53f8dd894 100644 (file)
@@ -857,6 +857,117 @@ The keyctl syscall functions are:
      supported, error ENOKEY if the key could not be found, or error
      EACCES if the key is not readable by the caller.
 
+
+ (*) Query an asymmetric key.
+
+       long keyctl(KEYCTL_PKEY_QUERY,
+                   key_serial_t key_id, unsigned long reserved,
+                   struct keyctl_pkey_query *info);
+
+     Get information about an asymmetric key.  The information is returned in
+     the keyctl_pkey_query struct:
+
+       __u32   supported_ops;
+
+     A bit mask of flags indicating which ops are supported.  This is
+     constructed from a bitwise-OR of:
+
+       KEYCTL_SUPPORTS_{ENCRYPT,DECRYPT,SIGN,VERIFY}
+
+       __u32   key_size;
+
+     The size in bits of the key.
+
+       __u16   max_data_size;
+       __u16   max_sig_size;
+       __u16   max_enc_size;
+       __u16   max_dec_size;
+
+     The maximum sizes in bytes of a blob of data to be signed, a signature
+     blob, a blob to be encrypted and a blob to be decrypted.
+
+     reserved must be set to 0.  This is intended for future use to hand over
+     one or more passphrases needed unlock a key.
+
+     If successful, 0 is returned.  If the key is not an asymmetric key,
+     EOPNOTSUPP is returned.
+
+
+ (*) Encrypt, decrypt, sign or verify a blob using an asymmetric key.
+
+       long keyctl(KEYCTL_PKEY_ENCRYPT,
+                   const struct keyctl_pkey_params *params,
+                   const char *info,
+                   const void *in,
+                   void *out);
+
+       long keyctl(KEYCTL_PKEY_DECRYPT,
+                   const struct keyctl_pkey_params *params,
+                   const char *info,
+                   const void *in,
+                   void *out);
+
+       long keyctl(KEYCTL_PKEY_SIGN,
+                   const struct keyctl_pkey_params *params,
+                   const char *info,
+                   const void *in,
+                   void *out);
+
+       long keyctl(KEYCTL_PKEY_VERIFY,
+                   const struct keyctl_pkey_params *params,
+                   const char *info,
+                   const void *in,
+                   const void *in2);
+
+     Use an asymmetric key to perform a public-key cryptographic operation a
+     blob of data.  For encryption and verification, the asymmetric key may
+     only need the public parts to be available, but for decryption and signing
+     the private parts are required also.
+
+     The parameter block pointed to by params contains a number of integer
+     values:
+
+       __s32           key_id;
+       __u32           in_len;
+       __u32           out_len;
+       __u32           in2_len;
+
+     key_id is the ID of the asymmetric key to be used.  in_len and in2_len
+     indicate the amount of data in the in and in2 buffers and out_len
+     indicates the size of the out buffer as appropriate for the above
+     operations.
+
+     For a given operation, the in and out buffers are used as follows:
+
+       Operation ID            in,in_len       out,out_len     in2,in2_len
+       ======================= =============== =============== ===============
+       KEYCTL_PKEY_ENCRYPT     Raw data        Encrypted data  -
+       KEYCTL_PKEY_DECRYPT     Encrypted data  Raw data        -
+       KEYCTL_PKEY_SIGN        Raw data        Signature       -
+       KEYCTL_PKEY_VERIFY      Raw data        -               Signature
+
+     info is a string of key=value pairs that supply supplementary information.
+     These include:
+
+       enc=<encoding>  The encoding of the encrypted/signature blob.  This can
+                       be "pkcs1" for RSASSA-PKCS1-v1.5 or RSAES-PKCS1-v1.5;
+                       "pss" for "RSASSA-PSS"; "oaep" for "RSAES-OAEP".  If
+                       omitted or is "raw", the raw output of the encryption
+                       function is specified.
+
+       hash=<algo>     If the data buffer contains the output of a hash
+                       function and the encoding includes some indication of
+                       which hash function was used, the hash function can be
+                       specified with this, eg. "hash=sha256".
+
+     The __spare space in the parameter block must be set to 0.  This is
+     intended, amongst other things, to allow the passing of passphrases
+     required to unlock a key.
+
+     If successful, encrypt, decrypt and sign all return the amount of data
+     written into the output buffer.  Verification returns 0 on success.
+
+
 ===============
 KERNEL SERVICES
 ===============
index 8ac2c5fbc8fc37ad8042dfca1294887383d2dc5b..93ebd25b142781ab54bc2e53a3ee401a75a65112 100644 (file)
 #define KEYCTL_INVALIDATE              21      /* invalidate a key */
 #define KEYCTL_GET_PERSISTENT          22      /* get a user's persistent keyring */
 #define KEYCTL_DH_COMPUTE              23      /* Compute Diffie-Hellman values */
+#define KEYCTL_PKEY_QUERY              24      /* Query public key parameters */
+#define KEYCTL_PKEY_ENCRYPT            25      /* Encrypt a blob using a public key */
+#define KEYCTL_PKEY_DECRYPT            26      /* Decrypt a blob using a public key */
+#define KEYCTL_PKEY_SIGN               27      /* Create a public key signature */
+#define KEYCTL_PKEY_VERIFY             28      /* Verify a public key signature */
 
 /* keyctl structures */
 struct keyctl_dh_params {
@@ -73,4 +78,24 @@ struct keyctl_dh_params {
 #define KEYCTL_SUPPORTS_SIGN           0x04
 #define KEYCTL_SUPPORTS_VERIFY         0x08
 
+struct keyctl_pkey_query {
+       __u32           supported_ops;  /* Which ops are supported */
+       __u32           key_size;       /* Size of the key in bits */
+       __u16           max_data_size;  /* Maximum size of raw data to sign in bytes */
+       __u16           max_sig_size;   /* Maximum size of signature in bytes */
+       __u16           max_enc_size;   /* Maximum size of encrypted blob in bytes */
+       __u16           max_dec_size;   /* Maximum size of decrypted blob in bytes */
+       __u32           __spare[10];
+};
+
+struct keyctl_pkey_params {
+       __s32           key_id;         /* Serial no. of public key to use */
+       __u32           in_len;         /* Input data size */
+       union {
+               __u32           out_len;        /* Output buffer size (encrypt/decrypt/sign) */
+               __u32           in2_len;        /* 2nd input data size (verify) */
+       };
+       __u32           __spare[7];
+};
+
 #endif /*  _LINUX_KEYCTL_H */
index 1fd4a16e6dafb6779f770690319918ad4341b9c7..981be73e938f48964b345c411ab89ab8aa5f8fb9 100644 (file)
@@ -20,6 +20,7 @@ obj-$(CONFIG_PROC_FS) += proc.o
 obj-$(CONFIG_SYSCTL) += sysctl.o
 obj-$(CONFIG_PERSISTENT_KEYRINGS) += persistent.o
 obj-$(CONFIG_KEY_DH_OPERATIONS) += dh.o
+obj-$(CONFIG_ASYMMETRIC_KEY_TYPE) += keyctl_pkey.o
 
 #
 # Key types
index 36c80bf5b89c6f28a7c6010aa6b72f373bf4d1e1..519010ae3f4fd0f0762536bd679bd45ac098c14e 100644 (file)
@@ -136,6 +136,24 @@ COMPAT_SYSCALL_DEFINE5(keyctl, u32, option,
                return keyctl_dh_compute(compat_ptr(arg2), compat_ptr(arg3),
                                         arg4, compat_ptr(arg5));
 
+       case KEYCTL_PKEY_QUERY:
+               if (arg3 != 0)
+                       return -EINVAL;
+               return keyctl_pkey_query(arg2,
+                                        compat_ptr(arg4),
+                                        compat_ptr(arg5));
+
+       case KEYCTL_PKEY_ENCRYPT:
+       case KEYCTL_PKEY_DECRYPT:
+       case KEYCTL_PKEY_SIGN:
+               return keyctl_pkey_e_d_s(option,
+                                        compat_ptr(arg2), compat_ptr(arg3),
+                                        compat_ptr(arg4), compat_ptr(arg5));
+
+       case KEYCTL_PKEY_VERIFY:
+               return keyctl_pkey_verify(compat_ptr(arg2), compat_ptr(arg3),
+                                         compat_ptr(arg4), compat_ptr(arg5));
+
        default:
                return -EOPNOTSUPP;
        }
index a705a7d92ad7a95ca513ae2d3da8a18879196a2a..7c34fab5be7012eb94c9bc4aba36e269cae35cd4 100644 (file)
@@ -270,6 +270,45 @@ static inline long keyctl_dh_compute(struct keyctl_dh_params __user *params,
 }
 #endif
 
+#ifdef CONFIG_ASYMMETRIC_KEY_TYPE
+extern long keyctl_pkey_query(key_serial_t,
+                             const char __user *,
+                             struct keyctl_pkey_query __user *);
+
+extern long keyctl_pkey_verify(const struct keyctl_pkey_params __user *,
+                              const char __user *,
+                              const void __user *, const void __user *);
+
+extern long keyctl_pkey_e_d_s(int,
+                             const struct keyctl_pkey_params __user *,
+                             const char __user *,
+                             const void __user *, void __user *);
+#else
+static inline long keyctl_pkey_query(key_serial_t id,
+                                    const char __user *_info,
+                                    struct keyctl_pkey_query __user *_res)
+{
+       return -EOPNOTSUPP;
+}
+
+static inline long keyctl_pkey_verify(const struct keyctl_pkey_params __user *params,
+                                     const char __user *_info,
+                                     const void __user *_in,
+                                     const void __user *_in2)
+{
+       return -EOPNOTSUPP;
+}
+
+static inline long keyctl_pkey_e_d_s(int op,
+                                    const struct keyctl_pkey_params __user *params,
+                                    const char __user *_info,
+                                    const void __user *_in,
+                                    void __user *_out)
+{
+       return -EOPNOTSUPP;
+}
+#endif
+
 /*
  * Debugging key validation
  */
index d580ad06b792ff539f124a620a4c8791740f22dd..1fb1ac4723415af9566ba60684a2edfb165141d5 100644 (file)
@@ -1691,6 +1691,30 @@ SYSCALL_DEFINE5(keyctl, int, option, unsigned long, arg2, unsigned long, arg3,
                                         (char __user *) arg3, (size_t) arg4,
                                         (void __user *) arg5);
 
+       case KEYCTL_PKEY_QUERY:
+               if (arg3 != 0)
+                       return -EINVAL;
+               return keyctl_pkey_query((key_serial_t)arg2,
+                                        (const char __user *)arg4,
+                                        (struct keyctl_pkey_query *)arg5);
+
+       case KEYCTL_PKEY_ENCRYPT:
+       case KEYCTL_PKEY_DECRYPT:
+       case KEYCTL_PKEY_SIGN:
+               return keyctl_pkey_e_d_s(
+                       option,
+                       (const struct keyctl_pkey_params __user *)arg2,
+                       (const char __user *)arg3,
+                       (const void __user *)arg4,
+                       (void __user *)arg5);
+
+       case KEYCTL_PKEY_VERIFY:
+               return keyctl_pkey_verify(
+                       (const struct keyctl_pkey_params __user *)arg2,
+                       (const char __user *)arg3,
+                       (const void __user *)arg4,
+                       (const void __user *)arg5);
+
        default:
                return -EOPNOTSUPP;
        }
diff --git a/security/keys/keyctl_pkey.c b/security/keys/keyctl_pkey.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..7839788
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,323 @@
+/* Public-key operation keyctls
+ *
+ * Copyright (C) 2016 Red Hat, Inc. All Rights Reserved.
+ * Written by David Howells (dhowells@redhat.com)
+ *
+ * This program is free software; you can redistribute it and/or
+ * modify it under the terms of the GNU General Public Licence
+ * as published by the Free Software Foundation; either version
+ * 2 of the Licence, or (at your option) any later version.
+ */
+
+#include <linux/slab.h>
+#include <linux/err.h>
+#include <linux/key.h>
+#include <linux/keyctl.h>
+#include <linux/parser.h>
+#include <linux/uaccess.h>
+#include <keys/user-type.h>
+#include "internal.h"
+
+static void keyctl_pkey_params_free(struct kernel_pkey_params *params)
+{
+       kfree(params->info);
+       key_put(params->key);
+}
+
+enum {
+       Opt_err = -1,
+       Opt_enc,                /* "enc=<encoding>" eg. "enc=oaep" */
+       Opt_hash,               /* "hash=<digest-name>" eg. "hash=sha1" */
+};
+
+static const match_table_t param_keys = {
+       { Opt_enc,      "enc=%s" },
+       { Opt_hash,     "hash=%s" },
+       { Opt_err,      NULL }
+};
+
+/*
+ * Parse the information string which consists of key=val pairs.
+ */
+static int keyctl_pkey_params_parse(struct kernel_pkey_params *params)
+{
+       unsigned long token_mask = 0;
+       substring_t args[MAX_OPT_ARGS];
+       char *c = params->info, *p, *q;
+       int token;
+
+       while ((p = strsep(&c, " \t"))) {
+               if (*p == '\0' || *p == ' ' || *p == '\t')
+                       continue;
+               token = match_token(p, param_keys, args);
+               if (__test_and_set_bit(token, &token_mask))
+                       return -EINVAL;
+               q = args[0].from;
+               if (!q[0])
+                       return -EINVAL;
+
+               switch (token) {
+               case Opt_enc:
+                       params->encoding = q;
+                       break;
+
+               case Opt_hash:
+                       params->hash_algo = q;
+                       break;
+
+               default:
+                       return -EINVAL;
+               }
+       }
+
+       return 0;
+}
+
+/*
+ * Interpret parameters.  Callers must always call the free function
+ * on params, even if an error is returned.
+ */
+static int keyctl_pkey_params_get(key_serial_t id,
+                                 const char __user *_info,
+                                 struct kernel_pkey_params *params)
+{
+       key_ref_t key_ref;
+       void *p;
+       int ret;
+
+       memset(params, 0, sizeof(*params));
+       params->encoding = "raw";
+
+       p = strndup_user(_info, PAGE_SIZE);
+       if (IS_ERR(p))
+               return PTR_ERR(p);
+       params->info = p;
+
+       ret = keyctl_pkey_params_parse(params);
+       if (ret < 0)
+               return ret;
+
+       key_ref = lookup_user_key(id, 0, KEY_NEED_SEARCH);
+       if (IS_ERR(key_ref))
+               return PTR_ERR(key_ref);
+       params->key = key_ref_to_ptr(key_ref);
+
+       if (!params->key->type->asym_query)
+               return -EOPNOTSUPP;
+
+       return 0;
+}
+
+/*
+ * Get parameters from userspace.  Callers must always call the free function
+ * on params, even if an error is returned.
+ */
+static int keyctl_pkey_params_get_2(const struct keyctl_pkey_params __user *_params,
+                                   const char __user *_info,
+                                   int op,
+                                   struct kernel_pkey_params *params)
+{
+       struct keyctl_pkey_params uparams;
+       struct kernel_pkey_query info;
+       int ret;
+
+       memset(params, 0, sizeof(*params));
+       params->encoding = "raw";
+
+       if (copy_from_user(&uparams, _params, sizeof(uparams)) != 0)
+               return -EFAULT;
+
+       ret = keyctl_pkey_params_get(uparams.key_id, _info, params);
+       if (ret < 0)
+               return ret;
+
+       ret = params->key->type->asym_query(params, &info);
+       if (ret < 0)
+               return ret;
+
+       switch (op) {
+       case KEYCTL_PKEY_ENCRYPT:
+       case KEYCTL_PKEY_DECRYPT:
+               if (uparams.in_len  > info.max_enc_size ||
+                   uparams.out_len > info.max_dec_size)
+                       return -EINVAL;
+               break;
+       case KEYCTL_PKEY_SIGN:
+       case KEYCTL_PKEY_VERIFY:
+               if (uparams.in_len  > info.max_sig_size ||
+                   uparams.out_len > info.max_data_size)
+                       return -EINVAL;
+               break;
+       default:
+               BUG();
+       }
+
+       params->in_len  = uparams.in_len;
+       params->out_len = uparams.out_len;
+       return 0;
+}
+
+/*
+ * Query information about an asymmetric key.
+ */
+long keyctl_pkey_query(key_serial_t id,
+                      const char __user *_info,
+                      struct keyctl_pkey_query __user *_res)
+{
+       struct kernel_pkey_params params;
+       struct kernel_pkey_query res;
+       long ret;
+
+       memset(&params, 0, sizeof(params));
+
+       ret = keyctl_pkey_params_get(id, _info, &params);
+       if (ret < 0)
+               goto error;
+
+       ret = params.key->type->asym_query(&params, &res);
+       if (ret < 0)
+               goto error;
+
+       ret = -EFAULT;
+       if (copy_to_user(_res, &res, sizeof(res)) == 0 &&
+           clear_user(_res->__spare, sizeof(_res->__spare)) == 0)
+               ret = 0;
+
+error:
+       keyctl_pkey_params_free(&params);
+       return ret;
+}
+
+/*
+ * Encrypt/decrypt/sign
+ *
+ * Encrypt data, decrypt data or sign data using a public key.
+ *
+ * _info is a string of supplementary information in key=val format.  For
+ * instance, it might contain:
+ *
+ *     "enc=pkcs1 hash=sha256"
+ *
+ * where enc= specifies the encoding and hash= selects the OID to go in that
+ * particular encoding if required.  If enc= isn't supplied, it's assumed that
+ * the caller is supplying raw values.
+ *
+ * If successful, the amount of data written into the output buffer is
+ * returned.
+ */
+long keyctl_pkey_e_d_s(int op,
+                      const struct keyctl_pkey_params __user *_params,
+                      const char __user *_info,
+                      const void __user *_in,
+                      void __user *_out)
+{
+       struct kernel_pkey_params params;
+       void *in, *out;
+       long ret;
+
+       ret = keyctl_pkey_params_get_2(_params, _info, op, &params);
+       if (ret < 0)
+               goto error_params;
+
+       ret = -EOPNOTSUPP;
+       if (!params.key->type->asym_eds_op)
+               goto error_params;
+
+       switch (op) {
+       case KEYCTL_PKEY_ENCRYPT:
+               params.op = kernel_pkey_encrypt;
+               break;
+       case KEYCTL_PKEY_DECRYPT:
+               params.op = kernel_pkey_decrypt;
+               break;
+       case KEYCTL_PKEY_SIGN:
+               params.op = kernel_pkey_sign;
+               break;
+       default:
+               BUG();
+       }
+
+       in = memdup_user(_in, params.in_len);
+       if (IS_ERR(in)) {
+               ret = PTR_ERR(in);
+               goto error_params;
+       }
+
+       ret = -ENOMEM;
+       out = kmalloc(params.out_len, GFP_KERNEL);
+       if (!out)
+               goto error_in;
+
+       ret = params.key->type->asym_eds_op(&params, in, out);
+       if (ret < 0)
+               goto error_out;
+
+       if (copy_to_user(_out, out, ret) != 0)
+               ret = -EFAULT;
+
+error_out:
+       kfree(out);
+error_in:
+       kfree(in);
+error_params:
+       keyctl_pkey_params_free(&params);
+       return ret;
+}
+
+/*
+ * Verify a signature.
+ *
+ * Verify a public key signature using the given key, or if not given, search
+ * for a matching key.
+ *
+ * _info is a string of supplementary information in key=val format.  For
+ * instance, it might contain:
+ *
+ *     "enc=pkcs1 hash=sha256"
+ *
+ * where enc= specifies the signature blob encoding and hash= selects the OID
+ * to go in that particular encoding.  If enc= isn't supplied, it's assumed
+ * that the caller is supplying raw values.
+ *
+ * If successful, 0 is returned.
+ */
+long keyctl_pkey_verify(const struct keyctl_pkey_params __user *_params,
+                       const char __user *_info,
+                       const void __user *_in,
+                       const void __user *_in2)
+{
+       struct kernel_pkey_params params;
+       void *in, *in2;
+       long ret;
+
+       ret = keyctl_pkey_params_get_2(_params, _info, KEYCTL_PKEY_VERIFY,
+                                      &params);
+       if (ret < 0)
+               goto error_params;
+
+       ret = -EOPNOTSUPP;
+       if (!params.key->type->asym_verify_signature)
+               goto error_params;
+
+       in = memdup_user(_in, params.in_len);
+       if (IS_ERR(in)) {
+               ret = PTR_ERR(in);
+               goto error_params;
+       }
+
+       in2 = memdup_user(_in2, params.in2_len);
+       if (IS_ERR(in2)) {
+               ret = PTR_ERR(in2);
+               goto error_in;
+       }
+
+       params.op = kernel_pkey_verify;
+       ret = params.key->type->asym_verify_signature(&params, in, in2);
+
+       kfree(in2);
+error_in:
+       kfree(in);
+error_params:
+       keyctl_pkey_params_free(&params);
+       return ret;
+}
This page took 0.033186 seconds and 5 git commands to generate.