crypto: kpp - Key-agreement Protocol Primitives API (KPP)
authorSalvatore Benedetto <salvatore.benedetto@intel.com>
Wed, 22 Jun 2016 16:49:13 +0000 (17:49 +0100)
committerHerbert Xu <herbert@gondor.apana.org.au>
Thu, 23 Jun 2016 10:29:56 +0000 (18:29 +0800)
Add key-agreement protocol primitives (kpp) API which allows to
implement primitives required by protocols such as DH and ECDH.
The API is composed mainly by the following functions
 * set_secret() - It allows the user to set his secret, also
   referred to as his private key, along with the parameters
   known to both parties involved in the key-agreement session.
 * generate_public_key() - It generates the public key to be sent to
   the other counterpart involved in the key-agreement session. The
   function has to be called after set_params() and set_secret()
 * generate_secret() - It generates the shared secret for the session

Other functions such as init() and exit() are provided for allowing
cryptographic hardware to be inizialized properly before use

Signed-off-by: Salvatore Benedetto <salvatore.benedetto@intel.com>
Signed-off-by: Herbert Xu <herbert@gondor.apana.org.au>
crypto/Kconfig
crypto/Makefile
crypto/crypto_user.c
crypto/kpp.c [new file with mode: 0644]
include/crypto/internal/kpp.h [new file with mode: 0644]
include/crypto/kpp.h [new file with mode: 0644]
include/linux/crypto.h
include/uapi/linux/cryptouser.h

index 6881d1a5f8591ab5c658d0fda0baaa0656b0d024..e72c4270173d5fbfc4cc08928db8dfe63dbf1484 100644 (file)
@@ -93,6 +93,15 @@ config CRYPTO_AKCIPHER
        select CRYPTO_AKCIPHER2
        select CRYPTO_ALGAPI
 
+config CRYPTO_KPP2
+       tristate
+       select CRYPTO_ALGAPI2
+
+config CRYPTO_KPP
+       tristate
+       select CRYPTO_ALGAPI
+       select CRYPTO_KPP2
+
 config CRYPTO_RSA
        tristate "RSA algorithm"
        select CRYPTO_AKCIPHER
@@ -115,6 +124,7 @@ config CRYPTO_MANAGER2
        select CRYPTO_HASH2
        select CRYPTO_BLKCIPHER2
        select CRYPTO_AKCIPHER2
+       select CRYPTO_KPP2
 
 config CRYPTO_USER
        tristate "Userspace cryptographic algorithm configuration"
index 0b82c475374359a0d03f300e2f6ba30117aa30cd..07b0f51bd64569d921cdbf901ec49b60f2e6f580 100644 (file)
@@ -30,6 +30,7 @@ crypto_hash-y += shash.o
 obj-$(CONFIG_CRYPTO_HASH2) += crypto_hash.o
 
 obj-$(CONFIG_CRYPTO_AKCIPHER2) += akcipher.o
+obj-$(CONFIG_CRYPTO_KPP2) += kpp.o
 
 $(obj)/rsapubkey-asn1.o: $(obj)/rsapubkey-asn1.c $(obj)/rsapubkey-asn1.h
 $(obj)/rsaprivkey-asn1.o: $(obj)/rsaprivkey-asn1.c $(obj)/rsaprivkey-asn1.h
index 43fe85f20d577b4f3d1bbd6576b6d752bc578531..d28513fb5a90bfb97d2a2e06fd28b9f156d3c9e1 100644 (file)
@@ -28,6 +28,7 @@
 #include <crypto/internal/skcipher.h>
 #include <crypto/internal/rng.h>
 #include <crypto/akcipher.h>
+#include <crypto/kpp.h>
 
 #include "internal.h"
 
@@ -126,6 +127,21 @@ nla_put_failure:
        return -EMSGSIZE;
 }
 
+static int crypto_report_kpp(struct sk_buff *skb, struct crypto_alg *alg)
+{
+       struct crypto_report_kpp rkpp;
+
+       strncpy(rkpp.type, "kpp", sizeof(rkpp.type));
+
+       if (nla_put(skb, CRYPTOCFGA_REPORT_KPP,
+                   sizeof(struct crypto_report_kpp), &rkpp))
+               goto nla_put_failure;
+       return 0;
+
+nla_put_failure:
+       return -EMSGSIZE;
+}
+
 static int crypto_report_one(struct crypto_alg *alg,
                             struct crypto_user_alg *ualg, struct sk_buff *skb)
 {
@@ -176,6 +192,10 @@ static int crypto_report_one(struct crypto_alg *alg,
                        goto nla_put_failure;
 
                break;
+       case CRYPTO_ALG_TYPE_KPP:
+               if (crypto_report_kpp(skb, alg))
+                       goto nla_put_failure;
+               break;
        }
 
 out:
diff --git a/crypto/kpp.c b/crypto/kpp.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..d36ce05
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,123 @@
+/*
+ * Key-agreement Protocol Primitives (KPP)
+ *
+ * Copyright (c) 2016, Intel Corporation
+ * Authors: Salvatore Benedetto <salvatore.benedetto@intel.com>
+ *
+ * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
+ * under the terms of the GNU General Public License as published by the Free
+ * Software Foundation; either version 2 of the License, or (at your option)
+ * any later version.
+ *
+ */
+#include <linux/errno.h>
+#include <linux/kernel.h>
+#include <linux/module.h>
+#include <linux/seq_file.h>
+#include <linux/slab.h>
+#include <linux/string.h>
+#include <linux/crypto.h>
+#include <crypto/algapi.h>
+#include <linux/cryptouser.h>
+#include <net/netlink.h>
+#include <crypto/kpp.h>
+#include <crypto/internal/kpp.h>
+#include "internal.h"
+
+#ifdef CONFIG_NET
+static int crypto_kpp_report(struct sk_buff *skb, struct crypto_alg *alg)
+{
+       struct crypto_report_kpp rkpp;
+
+       strncpy(rkpp.type, "kpp", sizeof(rkpp.type));
+
+       if (nla_put(skb, CRYPTOCFGA_REPORT_KPP,
+                   sizeof(struct crypto_report_kpp), &rkpp))
+               goto nla_put_failure;
+       return 0;
+
+nla_put_failure:
+       return -EMSGSIZE;
+}
+#else
+static int crypto_kpp_report(struct sk_buff *skb, struct crypto_alg *alg)
+{
+       return -ENOSYS;
+}
+#endif
+
+static void crypto_kpp_show(struct seq_file *m, struct crypto_alg *alg)
+       __attribute__ ((unused));
+
+static void crypto_kpp_show(struct seq_file *m, struct crypto_alg *alg)
+{
+       seq_puts(m, "type         : kpp\n");
+}
+
+static void crypto_kpp_exit_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
+{
+       struct crypto_kpp *kpp = __crypto_kpp_tfm(tfm);
+       struct kpp_alg *alg = crypto_kpp_alg(kpp);
+
+       alg->exit(kpp);
+}
+
+static int crypto_kpp_init_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
+{
+       struct crypto_kpp *kpp = __crypto_kpp_tfm(tfm);
+       struct kpp_alg *alg = crypto_kpp_alg(kpp);
+
+       if (alg->exit)
+               kpp->base.exit = crypto_kpp_exit_tfm;
+
+       if (alg->init)
+               return alg->init(kpp);
+
+       return 0;
+}
+
+static const struct crypto_type crypto_kpp_type = {
+       .extsize = crypto_alg_extsize,
+       .init_tfm = crypto_kpp_init_tfm,
+#ifdef CONFIG_PROC_FS
+       .show = crypto_kpp_show,
+#endif
+       .report = crypto_kpp_report,
+       .maskclear = ~CRYPTO_ALG_TYPE_MASK,
+       .maskset = CRYPTO_ALG_TYPE_MASK,
+       .type = CRYPTO_ALG_TYPE_KPP,
+       .tfmsize = offsetof(struct crypto_kpp, base),
+};
+
+struct crypto_kpp *crypto_alloc_kpp(const char *alg_name, u32 type, u32 mask)
+{
+       return crypto_alloc_tfm(alg_name, &crypto_kpp_type, type, mask);
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(crypto_alloc_kpp);
+
+static void kpp_prepare_alg(struct kpp_alg *alg)
+{
+       struct crypto_alg *base = &alg->base;
+
+       base->cra_type = &crypto_kpp_type;
+       base->cra_flags &= ~CRYPTO_ALG_TYPE_MASK;
+       base->cra_flags |= CRYPTO_ALG_TYPE_KPP;
+}
+
+int crypto_register_kpp(struct kpp_alg *alg)
+{
+       struct crypto_alg *base = &alg->base;
+
+       kpp_prepare_alg(alg);
+       return crypto_register_alg(base);
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(crypto_register_kpp);
+
+void crypto_unregister_kpp(struct kpp_alg *alg)
+{
+       crypto_unregister_alg(&alg->base);
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(crypto_unregister_kpp);
+
+MODULE_LICENSE("GPL");
+MODULE_DESCRIPTION("Key-agreement Protocol Primitives");
diff --git a/include/crypto/internal/kpp.h b/include/crypto/internal/kpp.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..ad3acf3
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,64 @@
+/*
+ * Key-agreement Protocol Primitives (KPP)
+ *
+ * Copyright (c) 2016, Intel Corporation
+ * Authors: Salvatore Benedetto <salvatore.benedetto@intel.com>
+ *
+ * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
+ * under the terms of the GNU General Public License as published by the Free
+ * Software Foundation; either version 2 of the License, or (at your option)
+ * any later version.
+ *
+ */
+#ifndef _CRYPTO_KPP_INT_H
+#define _CRYPTO_KPP_INT_H
+#include <crypto/kpp.h>
+#include <crypto/algapi.h>
+
+/*
+ * Transform internal helpers.
+ */
+static inline void *kpp_request_ctx(struct kpp_request *req)
+{
+       return req->__ctx;
+}
+
+static inline void *kpp_tfm_ctx(struct crypto_kpp *tfm)
+{
+       return tfm->base.__crt_ctx;
+}
+
+static inline void kpp_request_complete(struct kpp_request *req, int err)
+{
+       req->base.complete(&req->base, err);
+}
+
+static inline const char *kpp_alg_name(struct crypto_kpp *tfm)
+{
+       return crypto_kpp_tfm(tfm)->__crt_alg->cra_name;
+}
+
+/**
+ * crypto_register_kpp() -- Register key-agreement protocol primitives algorithm
+ *
+ * Function registers an implementation of a key-agreement protocol primitive
+ * algorithm
+ *
+ * @alg:       algorithm definition
+ *
+ * Return: zero on success; error code in case of error
+ */
+int crypto_register_kpp(struct kpp_alg *alg);
+
+/**
+ * crypto_unregister_kpp() -- Unregister key-agreement protocol primitive
+ * algorithm
+ *
+ * Function unregisters an implementation of a key-agreement protocol primitive
+ * algorithm
+ *
+ * @alg:       algorithm definition
+ */
+void crypto_unregister_kpp(struct kpp_alg *alg);
+
+#endif
diff --git a/include/crypto/kpp.h b/include/crypto/kpp.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..4fa897f
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,328 @@
+/*
+ * Key-agreement Protocol Primitives (KPP)
+ *
+ * Copyright (c) 2016, Intel Corporation
+ * Authors: Salvatore Benedetto <salvatore.benedetto@intel.com>
+ *
+ * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
+ * under the terms of the GNU General Public License as published by the Free
+ * Software Foundation; either version 2 of the License, or (at your option)
+ * any later version.
+ *
+ */
+
+#ifndef _CRYPTO_KPP_
+#define _CRYPTO_KPP_
+#include <linux/crypto.h>
+
+/**
+ * struct kpp_request
+ *
+ * @base:      Common attributes for async crypto requests
+ * @src:       Source data
+ * @dst:       Destination data
+ * @src_len:   Size of the input buffer
+ * @dst_len:   Size of the output buffer. It needs to be at least
+ *             as big as the expected result depending on the operation
+ *             After operation it will be updated with the actual size of the
+ *             result. In case of error where the dst sgl size was insufficient,
+ *             it will be updated to the size required for the operation.
+ * @__ctx:     Start of private context data
+ */
+struct kpp_request {
+       struct crypto_async_request base;
+       struct scatterlist *src;
+       struct scatterlist *dst;
+       unsigned int src_len;
+       unsigned int dst_len;
+       void *__ctx[] CRYPTO_MINALIGN_ATTR;
+};
+
+/**
+ * struct crypto_kpp - user-instantiated object which encapsulate
+ * algorithms and core processing logic
+ *
+ * @base:      Common crypto API algorithm data structure
+ */
+struct crypto_kpp {
+       struct crypto_tfm base;
+};
+
+/**
+ * struct kpp_alg - generic key-agreement protocol primitives
+ *
+ * @set_secret:                Function invokes the protocol specific function to
+ *                     store the secret private key along with parameters.
+ *                     The implementation knows how to decode thie buffer
+ * @generate_public_key: Function generate the public key to be sent to the
+ *                     counterpart. In case of error, where output is not big
+ *                     enough req->dst_len will be updated to the size
+ *                     required
+ * @compute_shared_secret: Function compute the shared secret as defined by
+ *                     the algorithm. The result is given back to the user.
+ *                     In case of error, where output is not big enough,
+ *                     req->dst_len will be updated to the size required
+ * @max_size:          Function returns the size of the output buffer
+ * @init:              Initialize the object. This is called only once at
+ *                     instantiation time. In case the cryptographic hardware
+ *                     needs to be initialized. Software fallback should be
+ *                     put in place here.
+ * @exit:              Undo everything @init did.
+ *
+ * @reqsize:           Request context size required by algorithm
+ *                     implementation
+ * @base               Common crypto API algorithm data structure
+ */
+struct kpp_alg {
+       int (*set_secret)(struct crypto_kpp *tfm, void *buffer,
+                         unsigned int len);
+       int (*generate_public_key)(struct kpp_request *req);
+       int (*compute_shared_secret)(struct kpp_request *req);
+
+       int (*max_size)(struct crypto_kpp *tfm);
+
+       int (*init)(struct crypto_kpp *tfm);
+       void (*exit)(struct crypto_kpp *tfm);
+
+       unsigned int reqsize;
+       struct crypto_alg base;
+};
+
+/**
+ * DOC: Generic Key-agreement Protocol Primitevs API
+ *
+ * The KPP API is used with the algorithm type
+ * CRYPTO_ALG_TYPE_KPP (listed as type "kpp" in /proc/crypto)
+ */
+
+/**
+ * crypto_alloc_kpp() - allocate KPP tfm handle
+ * @alg_name: is the name of the kpp algorithm (e.g. "dh", "ecdh")
+ * @type: specifies the type of the algorithm
+ * @mask: specifies the mask for the algorithm
+ *
+ * Allocate a handle for kpp algorithm. The returned struct crypto_kpp
+ * is requeried for any following API invocation
+ *
+ * Return: allocated handle in case of success; IS_ERR() is true in case of
+ *        an error, PTR_ERR() returns the error code.
+ */
+struct crypto_kpp *crypto_alloc_kpp(const char *alg_name, u32 type, u32 mask);
+
+static inline struct crypto_tfm *crypto_kpp_tfm(struct crypto_kpp *tfm)
+{
+       return &tfm->base;
+}
+
+static inline struct kpp_alg *__crypto_kpp_alg(struct crypto_alg *alg)
+{
+       return container_of(alg, struct kpp_alg, base);
+}
+
+static inline struct crypto_kpp *__crypto_kpp_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
+{
+       return container_of(tfm, struct crypto_kpp, base);
+}
+
+static inline struct kpp_alg *crypto_kpp_alg(struct crypto_kpp *tfm)
+{
+       return __crypto_kpp_alg(crypto_kpp_tfm(tfm)->__crt_alg);
+}
+
+static inline unsigned int crypto_kpp_reqsize(struct crypto_kpp *tfm)
+{
+       return crypto_kpp_alg(tfm)->reqsize;
+}
+
+static inline void kpp_request_set_tfm(struct kpp_request *req,
+                                      struct crypto_kpp *tfm)
+{
+       req->base.tfm = crypto_kpp_tfm(tfm);
+}
+
+static inline struct crypto_kpp *crypto_kpp_reqtfm(struct kpp_request *req)
+{
+       return __crypto_kpp_tfm(req->base.tfm);
+}
+
+/**
+ * crypto_free_kpp() - free KPP tfm handle
+ *
+ * @tfm: KPP tfm handle allocated with crypto_alloc_kpp()
+ */
+static inline void crypto_free_kpp(struct crypto_kpp *tfm)
+{
+       crypto_destroy_tfm(tfm, crypto_kpp_tfm(tfm));
+}
+
+/**
+ * kpp_request_alloc() - allocates kpp request
+ *
+ * @tfm:       KPP tfm handle allocated with crypto_alloc_kpp()
+ * @gfp:       allocation flags
+ *
+ * Return: allocated handle in case of success or NULL in case of an error.
+ */
+static inline struct kpp_request *kpp_request_alloc(struct crypto_kpp *tfm,
+                                                   gfp_t gfp)
+{
+       struct kpp_request *req;
+
+       req = kmalloc(sizeof(*req) + crypto_kpp_reqsize(tfm), gfp);
+       if (likely(req))
+               kpp_request_set_tfm(req, tfm);
+
+       return req;
+}
+
+/**
+ * kpp_request_free() - zeroize and free kpp request
+ *
+ * @req:       request to free
+ */
+static inline void kpp_request_free(struct kpp_request *req)
+{
+       kzfree(req);
+}
+
+/**
+ * kpp_request_set_callback() - Sets an asynchronous callback.
+ *
+ * Callback will be called when an asynchronous operation on a given
+ * request is finished.
+ *
+ * @req:       request that the callback will be set for
+ * @flgs:      specify for instance if the operation may backlog
+ * @cmpl:      callback which will be called
+ * @data:      private data used by the caller
+ */
+static inline void kpp_request_set_callback(struct kpp_request *req,
+                                           u32 flgs,
+                                           crypto_completion_t cmpl,
+                                           void *data)
+{
+       req->base.complete = cmpl;
+       req->base.data = data;
+       req->base.flags = flgs;
+}
+
+/**
+ * kpp_request_set_input() - Sets input buffer
+ *
+ * Sets parameters required by generate_public_key
+ *
+ * @req:       kpp request
+ * @input:     ptr to input scatter list
+ * @input_len: size of the input scatter list
+ */
+static inline void kpp_request_set_input(struct kpp_request *req,
+                                        struct scatterlist *input,
+                                        unsigned int input_len)
+{
+       req->src = input;
+       req->src_len = input_len;
+}
+
+/**
+ * kpp_request_set_output() - Sets output buffer
+ *
+ * Sets parameters required by kpp operation
+ *
+ * @req:       kpp request
+ * @output:    ptr to output scatter list
+ * @output_len:        size of the output scatter list
+ */
+static inline void kpp_request_set_output(struct kpp_request *req,
+                                         struct scatterlist *output,
+                                         unsigned int output_len)
+{
+       req->dst = output;
+       req->dst_len = output_len;
+}
+
+enum {
+       CRYPTO_KPP_SECRET_TYPE_UNKNOWN,
+};
+
+/**
+ * struct kpp_secret - small header for packing secret buffer
+ *
+ * @type:      define type of secret. Each kpp type will define its own
+ * @len:       specify the len of the secret, include the header, that
+ *             follows the struct
+ */
+struct kpp_secret {
+       unsigned short type;
+       unsigned short len;
+};
+
+/**
+ * crypto_kpp_set_secret() - Invoke kpp operation
+ *
+ * Function invokes the specific kpp operation for a given alg.
+ *
+ * @tfm:       tfm handle
+ *
+ * Return: zero on success; error code in case of error
+ */
+static inline int crypto_kpp_set_secret(struct crypto_kpp *tfm, void *buffer,
+                                       unsigned int len)
+{
+       struct kpp_alg *alg = crypto_kpp_alg(tfm);
+
+       return alg->set_secret(tfm, buffer, len);
+}
+
+/**
+ * crypto_kpp_generate_public_key() - Invoke kpp operation
+ *
+ * Function invokes the specific kpp operation for generating the public part
+ * for a given kpp algorithm
+ *
+ * @req:       kpp key request
+ *
+ * Return: zero on success; error code in case of error
+ */
+static inline int crypto_kpp_generate_public_key(struct kpp_request *req)
+{
+       struct crypto_kpp *tfm = crypto_kpp_reqtfm(req);
+       struct kpp_alg *alg = crypto_kpp_alg(tfm);
+
+       return alg->generate_public_key(req);
+}
+
+/**
+ * crypto_kpp_compute_shared_secret() - Invoke kpp operation
+ *
+ * Function invokes the specific kpp operation for computing the shared secret
+ * for a given kpp algorithm.
+ *
+ * @req:       kpp key request
+ *
+ * Return: zero on success; error code in case of error
+ */
+static inline int crypto_kpp_compute_shared_secret(struct kpp_request *req)
+{
+       struct crypto_kpp *tfm = crypto_kpp_reqtfm(req);
+       struct kpp_alg *alg = crypto_kpp_alg(tfm);
+
+       return alg->compute_shared_secret(req);
+}
+
+/**
+ * crypto_kpp_maxsize() - Get len for output buffer
+ *
+ * Function returns the output buffer size required
+ *
+ * @tfm:       KPP tfm handle allocated with crypto_alloc_kpp()
+ *
+ * Return: minimum len for output buffer or error code if key hasn't been set
+ */
+static inline int crypto_kpp_maxsize(struct crypto_kpp *tfm)
+{
+       struct kpp_alg *alg = crypto_kpp_alg(tfm);
+
+       return alg->max_size(tfm);
+}
+
+#endif
index d844cbc365f72ea330c9fe87212e55c36f287524..992cfc2e5df1d9485f24234f6951c3efdab93def 100644 (file)
@@ -48,6 +48,7 @@
 #define CRYPTO_ALG_TYPE_BLKCIPHER      0x00000004
 #define CRYPTO_ALG_TYPE_ABLKCIPHER     0x00000005
 #define CRYPTO_ALG_TYPE_GIVCIPHER      0x00000006
+#define CRYPTO_ALG_TYPE_KPP            0x00000008
 #define CRYPTO_ALG_TYPE_RNG            0x0000000c
 #define CRYPTO_ALG_TYPE_AKCIPHER       0x0000000d
 #define CRYPTO_ALG_TYPE_DIGEST         0x0000000e
index 2e67bb64c1da58361793a76c163d9acdce5161d8..79b5ded2001a3e6be70b47686fb297e665acbf29 100644 (file)
@@ -45,6 +45,7 @@ enum crypto_attr_type_t {
        CRYPTOCFGA_REPORT_RNG,          /* struct crypto_report_rng */
        CRYPTOCFGA_REPORT_CIPHER,       /* struct crypto_report_cipher */
        CRYPTOCFGA_REPORT_AKCIPHER,     /* struct crypto_report_akcipher */
+       CRYPTOCFGA_REPORT_KPP,          /* struct crypto_report_kpp */
        __CRYPTOCFGA_MAX
 
 #define CRYPTOCFGA_MAX (__CRYPTOCFGA_MAX - 1)
@@ -107,5 +108,9 @@ struct crypto_report_akcipher {
        char type[CRYPTO_MAX_NAME];
 };
 
+struct crypto_report_kpp {
+       char type[CRYPTO_MAX_NAME];
+};
+
 #define CRYPTO_REPORT_MAXSIZE (sizeof(struct crypto_user_alg) + \
                               sizeof(struct crypto_report_blkcipher))