kconfig_hardened_check/engine.py

   1 #!/usr/bin/python3
   2
   3 """
   4 This tool is for checking the security hardening options of the Linux kernel.
   5
   6 Author: Alexander Popov <alex.popov@linux.com>
   7
   8 This module is the engine of checks.
   9 """
  10
  11 # pylint: disable=missing-class-docstring,missing-function-docstring
  12 # pylint: disable=line-too-long,invalid-name,too-many-branches
  13
  14
  15 class OptCheck:
  16     def __init__(self, reason, decision, name, expected):
  17         assert(name and name == name.strip() and len(name.split()) == 1), \
  18                f'invalid name "{name}" for {self.__class__.__name__}'
  19         self.name = name
  20
  21         assert(decision and decision == decision.strip() and len(decision.split()) == 1), \
  22                f'invalid decision "{decision}" for "{name}" check'
  23         self.decision = decision
  24
  25         assert(reason and reason == reason.strip() and len(reason.split()) == 1), \
  26                f'invalid reason "{reason}" for "{name}" check'
  27         self.reason = reason
  28
  29         assert(expected and expected == expected.strip()), \
  30                f'invalid expected value "{expected}" for "{name}" check (1)'
  31         val_len = len(expected.split())
  32         if val_len == 3:
  33             assert(expected in ('is not set', 'is not off')), \
  34                    f'invalid expected value "{expected}" for "{name}" check (2)'
  35         elif val_len == 2:
  36             assert(expected == 'is present'), \
  37                    f'invalid expected value "{expected}" for "{name}" check (3)'
  38         else:
  39             assert(val_len == 1), \
  40                    f'invalid expected value "{expected}" for "{name}" check (4)'
  41         self.expected = expected
  42
  43         self.state = None
  44         self.result = None
  45
  46     def check(self):
  47         # handle the 'is present' check
  48         if self.expected == 'is present':
  49             if self.state is None:
  50                 self.result = 'FAIL: is not present'
  51             else:
  52                 self.result = 'OK: is present'
  53             return
  54
  55         # handle the 'is not off' option check
  56         if self.expected == 'is not off':
  57             if self.state == 'off':
  58                 self.result = 'FAIL: is off'
  59             elif self.state == '0':
  60                 self.result = 'FAIL: is off, "0"'
  61             elif self.state is None:
  62                 self.result = 'FAIL: is off, not found'
  63             else:
  64                 self.result = f'OK: is not off, "{self.state}"'
  65             return
  66
  67         # handle the option value check
  68         if self.expected == self.state:
  69             self.result = 'OK'
  70         elif self.state is None:
  71             if self.expected == 'is not set':
  72                 self.result = 'OK: is not found'
  73             else:
  74                 self.result = 'FAIL: is not found'
  75         else:
  76             self.result = f'FAIL: "{self.state}"'
  77
  78     def table_print(self, _mode, with_results):
  79         print(f'{self.name:<40}|{self.type:^7}|{self.expected:^12}|{self.decision:^10}|{self.reason:^18}', end='')
  80         if with_results:
  81             print(f'| {self.result}', end='')
  82
  83     def json_dump(self, with_results):
  84         dump = [self.name, self.type, self.expected, self.decision, self.reason]
  85         if with_results:
  86             dump.append(self.result)
  87         return dump
  88
  89
  90 class KconfigCheck(OptCheck):
  91     def __init__(self, *args, **kwargs):
  92         super().__init__(*args, **kwargs)
  93         self.name = 'CONFIG_' + self.name
  94
  95     @property
  96     def type(self):
  97         return 'kconfig'
  98
  99
 100 class CmdlineCheck(OptCheck):
 101     @property
 102     def type(self):
 103         return 'cmdline'
 104
 105
 106 class SysctlCheck(OptCheck):
 107     @property
 108     def type(self):
 109         return 'sysctl'
 110
 111
 112 class VersionCheck:
 113     def __init__(self, ver_expected):
 114         assert(ver_expected and isinstance(ver_expected, tuple) and len(ver_expected) == 2), \
 115                f'invalid version "{ver_expected}" for VersionCheck'
 116         self.ver_expected = ver_expected
 117         self.ver = ()
 118         self.result = None
 119
 120     @property
 121     def type(self):
 122         return 'version'
 123
 124     def check(self):
 125         if self.ver[0] > self.ver_expected[0]:
 126             self.result = f'OK: version >= {self.ver_expected[0]}.{self.ver_expected[1]}'
 127             return
 128         if self.ver[0] < self.ver_expected[0]:
 129             self.result = f'FAIL: version < {self.ver_expected[0]}.{self.ver_expected[1]}'
 130             return
 131         if self.ver[1] >= self.ver_expected[1]:
 132             self.result = f'OK: version >= {self.ver_expected[0]}.{self.ver_expected[1]}'
 133             return
 134         self.result = f'FAIL: version < {self.ver_expected[0]}.{self.ver_expected[1]}'
 135
 136     def table_print(self, _mode, with_results):
 137         ver_req = f'kernel version >= {self.ver_expected[0]}.{self.ver_expected[1]}'
 138         print(f'{ver_req:<91}', end='')
 139         if with_results:
 140             print(f'| {self.result}', end='')
 141
 142
 143 class ComplexOptCheck:
 144     def __init__(self, *opts):
 145         self.opts = opts
 146         assert(self.opts), \
 147                f'empty {self.__class__.__name__} check'
 148         assert(len(self.opts) != 1), \
 149                f'useless {self.__class__.__name__} check: {opts}'
 150         assert(isinstance(opts[0], (KconfigCheck, CmdlineCheck, SysctlCheck))), \
 151                f'invalid {self.__class__.__name__} check: {opts}'
 152         self.result = None
 153
 154     @property
 155     def type(self):
 156         return 'complex'
 157
 158     @property
 159     def name(self):
 160         return self.opts[0].name
 161
 162     @property
 163     def expected(self):
 164         return self.opts[0].expected
 165
 166     def table_print(self, mode, with_results):
 167         if mode == 'verbose':
 168             print(f'    {"<<< " + self.__class__.__name__ + " >>>":87}', end='')
 169             if with_results:
 170                 print(f'| {self.result}', end='')
 171             for o in self.opts:
 172                 print()
 173                 o.table_print(mode, with_results)
 174         else:
 175             o = self.opts[0]
 176             o.table_print(mode, False)
 177             if with_results:
 178                 print(f'| {self.result}', end='')
 179
 180     def json_dump(self, with_results):
 181         dump = self.opts[0].json_dump(False)
 182         if with_results:
 183             dump.append(self.result)
 184         return dump
 185
 186
 187 class OR(ComplexOptCheck):
 188     # self.opts[0] is the option that this OR-check is about.
 189     # Use cases:
 190     #     OR(<X_is_hardened>, <X_is_disabled>)
 191     #     OR(<X_is_hardened>, <old_X_is_hardened>)
 192     def check(self):
 193         for i, opt in enumerate(self.opts):
 194             opt.check()
 195             if opt.result.startswith('OK'):
 196                 self.result = opt.result
 197                 # Add more info for additional checks:
 198                 if i != 0:
 199                     if opt.result == 'OK':
 200                         self.result = f'OK: {opt.name} is "{opt.expected}"'
 201                     elif opt.result == 'OK: is not found':
 202                         self.result = f'OK: {opt.name} is not found'
 203                     elif opt.result == 'OK: is present':
 204                         self.result = f'OK: {opt.name} is present'
 205                     elif opt.result.startswith('OK: is not off'):
 206                         self.result = f'OK: {opt.name} is not off'
 207                     else:
 208                         # VersionCheck provides enough info
 209                         assert(opt.result.startswith('OK: version')), \
 210                                f'unexpected OK description "{opt.result}"'
 211                 return
 212         self.result = self.opts[0].result
 213
 214
 215 class AND(ComplexOptCheck):
 216     # self.opts[0] is the option that this AND-check is about.
 217     # Use cases:
 218     #     AND(<suboption>, <main_option>)
 219     #       Suboption is not checked if checking of the main_option is failed.
 220     #     AND(<X_is_disabled>, <old_X_is_disabled>)
 221     def check(self):
 222         for i, opt in reversed(list(enumerate(self.opts))):
 223             opt.check()
 224             if i == 0:
 225                 self.result = opt.result
 226                 return
 227             if not opt.result.startswith('OK'):
 228                 # This FAIL is caused by additional checks,
 229                 # and not by the main option that this AND-check is about.
 230                 # Describe the reason of the FAIL.
 231                 if opt.result.startswith('FAIL: \"') or opt.result == 'FAIL: is not found':
 232                     self.result = f'FAIL: {opt.name} is not "{opt.expected}"'
 233                 elif opt.result == 'FAIL: is not present':
 234                     self.result = f'FAIL: {opt.name} is not present'
 235                 elif opt.result in ('FAIL: is off', 'FAIL: is off, "0"'):
 236                     self.result = f'FAIL: {opt.name} is off'
 237                 elif opt.result == 'FAIL: is off, not found':
 238                     self.result = f'FAIL: {opt.name} is off, not found'
 239                 else:
 240                     # VersionCheck provides enough info
 241                     self.result = opt.result
 242                     assert(opt.result.startswith('FAIL: version')), \
 243                            f'unexpected FAIL description "{opt.result}"'
 244                 return
 245
 246
 247 SIMPLE_OPTION_TYPES = ('kconfig', 'cmdline', 'sysctl', 'version')
 248
 249
 250 def populate_simple_opt_with_data(opt, data, data_type):
 251     assert(opt.type != 'complex'), \
 252            f'unexpected ComplexOptCheck "{opt.name}"'
 253     assert(opt.type in SIMPLE_OPTION_TYPES), \
 254            f'invalid opt type "{opt.type}"'
 255     assert(data_type in SIMPLE_OPTION_TYPES), \
 256            f'invalid data type "{data_type}"'
 257     assert(data), \
 258            'empty data'
 259
 260     if data_type != opt.type:
 261         return
 262
 263     if data_type in ('kconfig', 'cmdline', 'sysctl'):
 264         opt.state = data.get(opt.name, None)
 265     else:
 266         assert(data_type == 'version'), \
 267                f'unexpected data type "{data_type}"'
 268         opt.ver = data
 269
 270
 271 def populate_opt_with_data(opt, data, data_type):
 272     assert(opt.type != 'version'), 'a single VersionCheck is useless'
 273     if opt.type != 'complex':
 274         populate_simple_opt_with_data(opt, data, data_type)
 275     else:
 276         for o in opt.opts:
 277             if o.type != 'complex':
 278                 populate_simple_opt_with_data(o, data, data_type)
 279             else:
 280                 # Recursion for nested ComplexOptCheck objects
 281                 populate_opt_with_data(o, data, data_type)
 282
 283
 284 def populate_with_data(checklist, data, data_type):
 285     for opt in checklist:
 286         populate_opt_with_data(opt, data, data_type)
 287
 288
 289 def override_expected_value(checklist, name, new_val):
 290     for opt in checklist:
 291         if opt.name == name:
 292             assert(opt.type in ('kconfig', 'cmdline', 'sysctl')), \
 293                    f'overriding an expected value for "{opt.type}" checks is not supported yet'
 294             opt.expected = new_val
 295
 296
 297 def perform_checks(checklist):
 298     for opt in checklist:
 299         opt.check()