crypto: rsa - add a new rsa generic implementation
authorTadeusz Struk <tadeusz.struk@intel.com>
Tue, 16 Jun 2015 17:31:01 +0000 (10:31 -0700)
committerHerbert Xu <herbert@gondor.apana.org.au>
Wed, 17 Jun 2015 09:03:53 +0000 (17:03 +0800)
Add a new rsa generic SW implementation.
This implements only cryptographic primitives.

Signed-off-by: Tadeusz Struk <tadeusz.struk@intel.com>
Added select on ASN1.

Signed-off-by: Herbert Xu <herbert@gondor.apana.org.au>
crypto/Kconfig
crypto/Makefile
crypto/rsa.c [new file with mode: 0644]
crypto/rsa_helper.c [new file with mode: 0644]
crypto/rsakey.asn1 [new file with mode: 0644]
include/crypto/internal/rsa.h [new file with mode: 0644]

index eb0aca45d430aa168a26903eea50488023a27588..d6b2a8b68143b4e5c8a34a5f757505c68ab36a5f 100644 (file)
@@ -100,6 +100,14 @@ config CRYPTO_AKCIPHER
        select CRYPTO_AKCIPHER2
        select CRYPTO_ALGAPI
 
+config CRYPTO_RSA
+       tristate "RSA algorithm"
+       select AKCIPHER
+       select MPILIB
+       select ASN1
+       help
+         Generic implementation of the RSA public key algorithm.
+
 config CRYPTO_MANAGER
        tristate "Cryptographic algorithm manager"
        select CRYPTO_MANAGER2
index 1ed382df7db95bd54d575588e8e275595e154612..0077476f50247554eae7db976d50879962dc7097 100644 (file)
@@ -30,6 +30,14 @@ obj-$(CONFIG_CRYPTO_HASH2) += crypto_hash.o
 obj-$(CONFIG_CRYPTO_PCOMP2) += pcompress.o
 obj-$(CONFIG_CRYPTO_AKCIPHER2) += akcipher.o
 
+$(obj)/rsakey-asn1.o: $(obj)/rsakey-asn1.c $(obj)/rsakey-asn1.h
+clean-files += rsakey-asn1.c rsakey-asn1.h
+
+rsa_generic-y := rsakey-asn1.o
+rsa_generic-y += rsa.o
+rsa_generic-y += rsa_helper.o
+obj-$(CONFIG_CRYPTO_RSA) += rsa_generic.o
+
 cryptomgr-y := algboss.o testmgr.o
 
 obj-$(CONFIG_CRYPTO_MANAGER2) += cryptomgr.o
diff --git a/crypto/rsa.c b/crypto/rsa.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..752af06
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,315 @@
+/* RSA asymmetric public-key algorithm [RFC3447]
+ *
+ * Copyright (c) 2015, Intel Corporation
+ * Authors: Tadeusz Struk <tadeusz.struk@intel.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/module.h>
+#include <crypto/internal/rsa.h>
+#include <crypto/internal/akcipher.h>
+#include <crypto/akcipher.h>
+
+/*
+ * RSAEP function [RFC3447 sec 5.1.1]
+ * c = m^e mod n;
+ */
+static int _rsa_enc(const struct rsa_key *key, MPI c, MPI m)
+{
+       /* (1) Validate 0 <= m < n */
+       if (mpi_cmp_ui(m, 0) < 0 || mpi_cmp(m, key->n) >= 0)
+               return -EINVAL;
+
+       /* (2) c = m^e mod n */
+       return mpi_powm(c, m, key->e, key->n);
+}
+
+/*
+ * RSADP function [RFC3447 sec 5.1.2]
+ * m = c^d mod n;
+ */
+static int _rsa_dec(const struct rsa_key *key, MPI m, MPI c)
+{
+       /* (1) Validate 0 <= c < n */
+       if (mpi_cmp_ui(c, 0) < 0 || mpi_cmp(c, key->n) >= 0)
+               return -EINVAL;
+
+       /* (2) m = c^d mod n */
+       return mpi_powm(m, c, key->d, key->n);
+}
+
+/*
+ * RSASP1 function [RFC3447 sec 5.2.1]
+ * s = m^d mod n
+ */
+static int _rsa_sign(const struct rsa_key *key, MPI s, MPI m)
+{
+       /* (1) Validate 0 <= m < n */
+       if (mpi_cmp_ui(m, 0) < 0 || mpi_cmp(m, key->n) >= 0)
+               return -EINVAL;
+
+       /* (2) s = m^d mod n */
+       return mpi_powm(s, m, key->d, key->n);
+}
+
+/*
+ * RSAVP1 function [RFC3447 sec 5.2.2]
+ * m = s^e mod n;
+ */
+static int _rsa_verify(const struct rsa_key *key, MPI m, MPI s)
+{
+       /* (1) Validate 0 <= s < n */
+       if (mpi_cmp_ui(s, 0) < 0 || mpi_cmp(s, key->n) >= 0)
+               return -EINVAL;
+
+       /* (2) m = s^e mod n */
+       return mpi_powm(m, s, key->e, key->n);
+}
+
+static inline struct rsa_key *rsa_get_key(struct crypto_akcipher *tfm)
+{
+       return akcipher_tfm_ctx(tfm);
+}
+
+static int rsa_enc(struct akcipher_request *req)
+{
+       struct crypto_akcipher *tfm = crypto_akcipher_reqtfm(req);
+       const struct rsa_key *pkey = rsa_get_key(tfm);
+       MPI m, c = mpi_alloc(0);
+       int ret = 0;
+       int sign;
+
+       if (!c)
+               return -ENOMEM;
+
+       if (unlikely(!pkey->n || !pkey->e)) {
+               ret = -EINVAL;
+               goto err_free_c;
+       }
+
+       if (req->dst_len < mpi_get_size(pkey->n)) {
+               req->dst_len = mpi_get_size(pkey->n);
+               ret = -EOVERFLOW;
+               goto err_free_c;
+       }
+
+       m = mpi_read_raw_data(req->src, req->src_len);
+       if (!m) {
+               ret = -ENOMEM;
+               goto err_free_c;
+       }
+
+       ret = _rsa_enc(pkey, c, m);
+       if (ret)
+               goto err_free_m;
+
+       ret = mpi_read_buffer(c, req->dst, req->dst_len, &req->dst_len, &sign);
+       if (ret)
+               goto err_free_m;
+
+       if (sign < 0) {
+               ret = -EBADMSG;
+               goto err_free_m;
+       }
+
+err_free_m:
+       mpi_free(m);
+err_free_c:
+       mpi_free(c);
+       return ret;
+}
+
+static int rsa_dec(struct akcipher_request *req)
+{
+       struct crypto_akcipher *tfm = crypto_akcipher_reqtfm(req);
+       const struct rsa_key *pkey = rsa_get_key(tfm);
+       MPI c, m = mpi_alloc(0);
+       int ret = 0;
+       int sign;
+
+       if (!m)
+               return -ENOMEM;
+
+       if (unlikely(!pkey->n || !pkey->d)) {
+               ret = -EINVAL;
+               goto err_free_m;
+       }
+
+       if (req->dst_len < mpi_get_size(pkey->n)) {
+               req->dst_len = mpi_get_size(pkey->n);
+               ret = -EOVERFLOW;
+               goto err_free_m;
+       }
+
+       c = mpi_read_raw_data(req->src, req->src_len);
+       if (!c) {
+               ret = -ENOMEM;
+               goto err_free_m;
+       }
+
+       ret = _rsa_dec(pkey, m, c);
+       if (ret)
+               goto err_free_c;
+
+       ret = mpi_read_buffer(m, req->dst, req->dst_len, &req->dst_len, &sign);
+       if (ret)
+               goto err_free_c;
+
+       if (sign < 0) {
+               ret = -EBADMSG;
+               goto err_free_c;
+       }
+
+err_free_c:
+       mpi_free(c);
+err_free_m:
+       mpi_free(m);
+       return ret;
+}
+
+static int rsa_sign(struct akcipher_request *req)
+{
+       struct crypto_akcipher *tfm = crypto_akcipher_reqtfm(req);
+       const struct rsa_key *pkey = rsa_get_key(tfm);
+       MPI m, s = mpi_alloc(0);
+       int ret = 0;
+       int sign;
+
+       if (!s)
+               return -ENOMEM;
+
+       if (unlikely(!pkey->n || !pkey->d)) {
+               ret = -EINVAL;
+               goto err_free_s;
+       }
+
+       if (req->dst_len < mpi_get_size(pkey->n)) {
+               req->dst_len = mpi_get_size(pkey->n);
+               ret = -EOVERFLOW;
+               goto err_free_s;
+       }
+
+       m = mpi_read_raw_data(req->src, req->src_len);
+       if (!m) {
+               ret = -ENOMEM;
+               goto err_free_s;
+       }
+
+       ret = _rsa_sign(pkey, s, m);
+       if (ret)
+               goto err_free_m;
+
+       ret = mpi_read_buffer(s, req->dst, req->dst_len, &req->dst_len, &sign);
+       if (ret)
+               goto err_free_m;
+
+       if (sign < 0) {
+               ret = -EBADMSG;
+               goto err_free_m;
+       }
+
+err_free_m:
+       mpi_free(m);
+err_free_s:
+       mpi_free(s);
+       return ret;
+}
+
+static int rsa_verify(struct akcipher_request *req)
+{
+       struct crypto_akcipher *tfm = crypto_akcipher_reqtfm(req);
+       const struct rsa_key *pkey = rsa_get_key(tfm);
+       MPI s, m = mpi_alloc(0);
+       int ret = 0;
+       int sign;
+
+       if (!m)
+               return -ENOMEM;
+
+       if (unlikely(!pkey->n || !pkey->e)) {
+               ret = -EINVAL;
+               goto err_free_m;
+       }
+
+       if (req->dst_len < mpi_get_size(pkey->n)) {
+               req->dst_len = mpi_get_size(pkey->n);
+               ret = -EOVERFLOW;
+               goto err_free_m;
+       }
+
+       s = mpi_read_raw_data(req->src, req->src_len);
+       if (!s) {
+               ret = -ENOMEM;
+               goto err_free_m;
+       }
+
+       ret = _rsa_verify(pkey, m, s);
+       if (ret)
+               goto err_free_s;
+
+       ret = mpi_read_buffer(m, req->dst, req->dst_len, &req->dst_len, &sign);
+       if (ret)
+               goto err_free_s;
+
+       if (sign < 0) {
+               ret = -EBADMSG;
+               goto err_free_s;
+       }
+
+err_free_s:
+       mpi_free(s);
+err_free_m:
+       mpi_free(m);
+       return ret;
+}
+
+static int rsa_setkey(struct crypto_akcipher *tfm, const void *key,
+                     unsigned int keylen)
+{
+       struct rsa_key *pkey = akcipher_tfm_ctx(tfm);
+
+       return rsa_parse_key(pkey, key, keylen);
+}
+
+static void rsa_exit_tfm(struct crypto_akcipher *tfm)
+{
+       struct rsa_key *pkey = akcipher_tfm_ctx(tfm);
+
+       rsa_free_key(pkey);
+}
+
+static struct akcipher_alg rsa = {
+       .encrypt = rsa_enc,
+       .decrypt = rsa_dec,
+       .sign = rsa_sign,
+       .verify = rsa_verify,
+       .setkey = rsa_setkey,
+       .exit = rsa_exit_tfm,
+       .base = {
+               .cra_name = "rsa",
+               .cra_driver_name = "rsa-generic",
+               .cra_priority = 100,
+               .cra_module = THIS_MODULE,
+               .cra_ctxsize = sizeof(struct rsa_key),
+       },
+};
+
+static int rsa_init(void)
+{
+       return crypto_register_akcipher(&rsa);
+}
+
+static void rsa_exit(void)
+{
+       crypto_unregister_akcipher(&rsa);
+}
+
+module_init(rsa_init);
+module_exit(rsa_exit);
+MODULE_ALIAS_CRYPTO("rsa");
+MODULE_LICENSE("GPL");
+MODULE_DESCRIPTION("RSA generic algorithm");
diff --git a/crypto/rsa_helper.c b/crypto/rsa_helper.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..3e8e0a9
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,121 @@
+/*
+ * RSA key extract helper
+ *
+ * Copyright (c) 2015, Intel Corporation
+ * Authors: Tadeusz Struk <tadeusz.struk@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/kernel.h>
+#include <linux/export.h>
+#include <linux/err.h>
+#include <linux/fips.h>
+#include <crypto/internal/rsa.h>
+#include "rsakey-asn1.h"
+
+int rsa_get_n(void *context, size_t hdrlen, unsigned char tag,
+             const void *value, size_t vlen)
+{
+       struct rsa_key *key = context;
+
+       key->n = mpi_read_raw_data(value, vlen);
+
+       if (!key->n)
+               return -ENOMEM;
+
+       /* In FIPS mode only allow key size 2K & 3K */
+       if (fips_enabled && (mpi_get_size(key->n) != 256 ||
+                            mpi_get_size(key->n) != 384)) {
+               pr_err("RSA: key size not allowed in FIPS mode\n");
+               mpi_free(key->n);
+               key->n = NULL;
+               return -EINVAL;
+       }
+       return 0;
+}
+
+int rsa_get_e(void *context, size_t hdrlen, unsigned char tag,
+             const void *value, size_t vlen)
+{
+       struct rsa_key *key = context;
+
+       key->e = mpi_read_raw_data(value, vlen);
+
+       if (!key->e)
+               return -ENOMEM;
+
+       return 0;
+}
+
+int rsa_get_d(void *context, size_t hdrlen, unsigned char tag,
+             const void *value, size_t vlen)
+{
+       struct rsa_key *key = context;
+
+       key->d = mpi_read_raw_data(value, vlen);
+
+       if (!key->d)
+               return -ENOMEM;
+
+       /* In FIPS mode only allow key size 2K & 3K */
+       if (fips_enabled && (mpi_get_size(key->d) != 256 ||
+                            mpi_get_size(key->d) != 384)) {
+               pr_err("RSA: key size not allowed in FIPS mode\n");
+               mpi_free(key->d);
+               key->d = NULL;
+               return -EINVAL;
+       }
+       return 0;
+}
+
+static void free_mpis(struct rsa_key *key)
+{
+       mpi_free(key->n);
+       mpi_free(key->e);
+       mpi_free(key->d);
+       key->n = NULL;
+       key->e = NULL;
+       key->d = NULL;
+}
+
+/**
+ * rsa_free_key() - frees rsa key allocated by rsa_parse_key()
+ *
+ * @rsa_key:   struct rsa_key key representation
+ */
+void rsa_free_key(struct rsa_key *key)
+{
+       free_mpis(key);
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(rsa_free_key);
+
+/**
+ * rsa_parse_key() - extracts an rsa key from BER encoded buffer
+ *                  and stores it in the provided struct rsa_key
+ *
+ * @rsa_key:   struct rsa_key key representation
+ * @key:       key in BER format
+ * @key_len:   length of key
+ *
+ * Return:     0 on success or error code in case of error
+ */
+int rsa_parse_key(struct rsa_key *rsa_key, const void *key,
+                 unsigned int key_len)
+{
+       int ret;
+
+       free_mpis(rsa_key);
+       ret = asn1_ber_decoder(&rsakey_decoder, rsa_key, key, key_len);
+       if (ret < 0)
+               goto error;
+
+       return 0;
+error:
+       free_mpis(rsa_key);
+       return ret;
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(rsa_parse_key);
diff --git a/crypto/rsakey.asn1 b/crypto/rsakey.asn1
new file mode 100644 (file)
index 0000000..3c7b5df
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,5 @@
+RsaKey ::= SEQUENCE {
+       n INTEGER ({ rsa_get_n }),
+       e INTEGER ({ rsa_get_e }),
+       d INTEGER ({ rsa_get_d })
+}
diff --git a/include/crypto/internal/rsa.h b/include/crypto/internal/rsa.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..a8c8636
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,27 @@
+/*
+ * RSA internal helpers
+ *
+ * Copyright (c) 2015, Intel Corporation
+ * Authors: Tadeusz Struk <tadeusz.struk@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 _RSA_HELPER_
+#define _RSA_HELPER_
+#include <linux/mpi.h>
+
+struct rsa_key {
+       MPI n;
+       MPI e;
+       MPI d;
+};
+
+int rsa_parse_key(struct rsa_key *rsa_key, const void *key,
+                 unsigned int key_len);
+
+void rsa_free_key(struct rsa_key *rsa_key);
+#endif