lib/digsig.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2011 Nokia Corporation
   3  * Copyright (C) 2011 Intel Corporation
   4  *
   5  * Author:
   6  * Dmitry Kasatkin <dmitry.kasatkin@nokia.com>
   7  *                 <dmitry.kasatkin@intel.com>
   8  *
   9  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  10  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  11  * the Free Software Foundation, version 2 of the License.
  12  *
  13  * File: sign.c
  14  *      implements signature (RSA) verification
  15  *      pkcs decoding is based on LibTomCrypt code
  16  */
  17
  18 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
  19
  20 #include <linux/err.h>
  21 #include <linux/module.h>
  22 #include <linux/slab.h>
  23 #include <linux/key.h>
  24 #include <linux/crypto.h>
  25 #include <crypto/hash.h>
  26 #include <crypto/sha.h>
  27 #include <keys/user-type.h>
  28 #include <linux/mpi.h>
  29 #include <linux/digsig.h>
  30
  31 static struct crypto_shash *shash;
  32
  33 static int pkcs_1_v1_5_decode_emsa(const unsigned char *msg,
  34                         unsigned long  msglen,
  35                         unsigned long  modulus_bitlen,
  36                         unsigned char *out,
  37                         unsigned long *outlen,
  38                         int *is_valid)
  39 {
  40         unsigned long modulus_len, ps_len, i;
  41         int result;
  42
  43         /* default to invalid packet */
  44         *is_valid = 0;
  45
  46         modulus_len = (modulus_bitlen >> 3) + (modulus_bitlen & 7 ? 1 : 0);
  47
  48         /* test message size */
  49         if ((msglen > modulus_len) || (modulus_len < 11))
  50                 return -EINVAL;
  51
  52         /* separate encoded message */
  53         if ((msg[0] != 0x00) || (msg[1] != (unsigned char)1)) {
  54                 result = -EINVAL;
  55                 goto bail;
  56         }
  57
  58         for (i = 2; i < modulus_len - 1; i++)
  59                 if (msg[i] != 0xFF)
  60                         break;
  61
  62         /* separator check */
  63         if (msg[i] != 0) {
  64                 /* There was no octet with hexadecimal value 0x00
  65                 to separate ps from m. */
  66                 result = -EINVAL;
  67                 goto bail;
  68         }
  69
  70         ps_len = i - 2;
  71
  72         if (*outlen < (msglen - (2 + ps_len + 1))) {
  73                 *outlen = msglen - (2 + ps_len + 1);
  74                 result = -EOVERFLOW;
  75                 goto bail;
  76         }
  77
  78         *outlen = (msglen - (2 + ps_len + 1));
  79         memcpy(out, &msg[2 + ps_len + 1], *outlen);
  80
  81         /* valid packet */
  82         *is_valid = 1;
  83         result    = 0;
  84 bail:
  85         return result;
  86 }
  87
  88 /*
  89  * RSA Signature verification with public key
  90  */
  91 static int digsig_verify_rsa(struct key *key,
  92                     const char *sig, int siglen,
  93                        const char *h, int hlen)
  94 {
  95         int err = -EINVAL;
  96         unsigned long len;
  97         unsigned long mlen, mblen;
  98         unsigned nret, l;
  99         int valid, head, i;
 100         unsigned char *out1 = NULL, *out2 = NULL;
 101         MPI in = NULL, res = NULL, pkey[2];
 102         uint8_t *p, *datap, *endp;
 103         struct user_key_payload *ukp;
 104         struct pubkey_hdr *pkh;
 105
 106         down_read(&key->sem);
 107         ukp = key->payload.data;
 108
 109         if (ukp->datalen < sizeof(*pkh))
 110                 goto err1;
 111
 112         pkh = (struct pubkey_hdr *)ukp->data;
 113
 114         if (pkh->version != 1)
 115                 goto err1;
 116
 117         if (pkh->algo != PUBKEY_ALGO_RSA)
 118                 goto err1;
 119
 120         if (pkh->nmpi != 2)
 121                 goto err1;
 122
 123         datap = pkh->mpi;
 124         endp = ukp->data + ukp->datalen;
 125
 126         for (i = 0; i < pkh->nmpi; i++) {
 127                 unsigned int remaining = endp - datap;
 128                 pkey[i] = mpi_read_from_buffer(datap, &remaining);
 129                 datap += remaining;
 130         }
 131
 132         mblen = mpi_get_nbits(pkey[0]);
 133         mlen = (mblen + 7)/8;
 134
 135         if (mlen == 0)
 136                 goto err;
 137
 138         out1 = kzalloc(mlen, GFP_KERNEL);
 139         if (!out1)
 140                 goto err;
 141
 142         out2 = kzalloc(mlen, GFP_KERNEL);
 143         if (!out2)
 144                 goto err;
 145
 146         nret = siglen;
 147         in = mpi_read_from_buffer(sig, &nret);
 148         if (!in)
 149                 goto err;
 150
 151         res = mpi_alloc(mpi_get_nlimbs(in) * 2);
 152         if (!res)
 153                 goto err;
 154
 155         err = mpi_powm(res, in, pkey[1], pkey[0]);
 156         if (err)
 157                 goto err;
 158
 159         if (mpi_get_nlimbs(res) * BYTES_PER_MPI_LIMB > mlen) {
 160                 err = -EINVAL;
 161                 goto err;
 162         }
 163
 164         p = mpi_get_buffer(res, &l, NULL);
 165         if (!p) {
 166                 err = -EINVAL;
 167                 goto err;
 168         }
 169
 170         len = mlen;
 171         head = len - l;
 172         memset(out1, 0, head);
 173         memcpy(out1 + head, p, l);
 174
 175         err = -EINVAL;
 176         pkcs_1_v1_5_decode_emsa(out1, len, mblen, out2, &len, &valid);
 177
 178         if (valid && len == hlen)
 179                 err = memcmp(out2, h, hlen);
 180
 181 err:
 182         mpi_free(in);
 183         mpi_free(res);
 184         kfree(out1);
 185         kfree(out2);
 186         mpi_free(pkey[0]);
 187         mpi_free(pkey[1]);
 188 err1:
 189         up_read(&key->sem);
 190
 191         return err;
 192 }
 193
 194 /**
 195  * digsig_verify() - digital signature verification with public key
 196  * @keyring:    keyring to search key in
 197  * @sig:        digital signature
 198  * @sigen:      length of the signature
 199  * @data:       data
 200  * @datalen:    length of the data
 201  * @return:     0 on success, -EINVAL otherwise
 202  *
 203  * Verifies data integrity against digital signature.
 204  * Currently only RSA is supported.
 205  * Normally hash of the content is used as a data for this function.
 206  *
 207  */
 208 int digsig_verify(struct key *keyring, const char *sig, int siglen,
 209                                                 const char *data, int datalen)
 210 {
 211         int err = -ENOMEM;
 212         struct signature_hdr *sh = (struct signature_hdr *)sig;
 213         struct shash_desc *desc = NULL;
 214         unsigned char hash[SHA1_DIGEST_SIZE];
 215         struct key *key;
 216         char name[20];
 217
 218         if (siglen < sizeof(*sh) + 2)
 219                 return -EINVAL;
 220
 221         if (sh->algo != PUBKEY_ALGO_RSA)
 222                 return -ENOTSUPP;
 223
 224         sprintf(name, "%llX", __be64_to_cpup((uint64_t *)sh->keyid));
 225
 226         if (keyring) {
 227                 /* search in specific keyring */
 228                 key_ref_t kref;
 229                 kref = keyring_search(make_key_ref(keyring, 1UL),
 230                                                 &key_type_user, name);
 231                 if (IS_ERR(kref))
 232                         key = ERR_PTR(PTR_ERR(kref));
 233                 else
 234                         key = key_ref_to_ptr(kref);
 235         } else {
 236                 key = request_key(&key_type_user, name, NULL);
 237         }
 238         if (IS_ERR(key)) {
 239                 pr_err("key not found, id: %s\n", name);
 240                 return PTR_ERR(key);
 241         }
 242
 243         desc = kzalloc(sizeof(*desc) + crypto_shash_descsize(shash),
 244                        GFP_KERNEL);
 245         if (!desc)
 246                 goto err;
 247
 248         desc->tfm = shash;
 249         desc->flags = CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP;
 250
 251         crypto_shash_init(desc);
 252         crypto_shash_update(desc, data, datalen);
 253         crypto_shash_update(desc, sig, sizeof(*sh));
 254         crypto_shash_final(desc, hash);
 255
 256         kfree(desc);
 257
 258         /* pass signature mpis address */
 259         err = digsig_verify_rsa(key, sig + sizeof(*sh), siglen - sizeof(*sh),
 260                              hash, sizeof(hash));
 261
 262 err:
 263         key_put(key);
 264
 265         return err ? -EINVAL : 0;
 266 }
 267 EXPORT_SYMBOL_GPL(digsig_verify);
 268
 269 static int __init digsig_init(void)
 270 {
 271         shash = crypto_alloc_shash("sha1", 0, 0);
 272         if (IS_ERR(shash)) {
 273                 pr_err("shash allocation failed\n");
 274                 return  PTR_ERR(shash);
 275         }
 276
 277         return 0;
 278
 279 }
 280
 281 static void __exit digsig_cleanup(void)
 282 {
 283         crypto_free_shash(shash);
 284 }
 285
 286 module_init(digsig_init);
 287 module_exit(digsig_cleanup);
 288
 289 MODULE_LICENSE("GPL");