security/integrity/evm/evm_main.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2005-2010 IBM Corporation
   3  *
   4  * Author:
   5  * Mimi Zohar <zohar@us.ibm.com>
   6  * Kylene Hall <kjhall@us.ibm.com>
   7  *
   8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   9  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  10  * the Free Software Foundation, version 2 of the License.
  11  *
  12  * File: evm_main.c
  13  *      implements evm_inode_setxattr, evm_inode_post_setxattr,
  14  *      evm_inode_removexattr, and evm_verifyxattr
  15  */
  16
  17 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
  18
  19 #include <linux/module.h>
  20 #include <linux/crypto.h>
  21 #include <linux/audit.h>
  22 #include <linux/xattr.h>
  23 #include <linux/integrity.h>
  24 #include <linux/evm.h>
  25 #include <linux/magic.h>
  26
  27 #include <crypto/hash.h>
  28 #include <crypto/hash_info.h>
  29 #include <crypto/algapi.h>
  30 #include "evm.h"
  31
  32 int evm_initialized;
  33
  34 static const char * const integrity_status_msg[] = {
  35         "pass", "pass_immutable", "fail", "no_label", "no_xattrs", "unknown"
  36 };
  37 int evm_hmac_attrs;
  38
  39 static struct xattr_list evm_config_default_xattrnames[] = {
  40 #ifdef CONFIG_SECURITY_SELINUX
  41         {.name = XATTR_NAME_SELINUX},
  42 #endif
  43 #ifdef CONFIG_SECURITY_SMACK
  44         {.name = XATTR_NAME_SMACK},
  45 #ifdef CONFIG_EVM_EXTRA_SMACK_XATTRS
  46         {.name = XATTR_NAME_SMACKEXEC},
  47         {.name = XATTR_NAME_SMACKTRANSMUTE},
  48         {.name = XATTR_NAME_SMACKMMAP},
  49 #endif
  50 #endif
  51 #ifdef CONFIG_SECURITY_APPARMOR
  52         {.name = XATTR_NAME_APPARMOR},
  53 #endif
  54 #ifdef CONFIG_IMA_APPRAISE
  55         {.name = XATTR_NAME_IMA},
  56 #endif
  57         {.name = XATTR_NAME_CAPS},
  58 };
  59
  60 LIST_HEAD(evm_config_xattrnames);
  61
  62 static int evm_fixmode __ro_after_init;
  63 static int __init evm_set_fixmode(char *str)
  64 {
  65         if (strncmp(str, "fix", 3) == 0)
  66                 evm_fixmode = 1;
  67         return 0;
  68 }
  69 __setup("evm=", evm_set_fixmode);
  70
  71 static void __init evm_init_config(void)
  72 {
  73         int i, xattrs;
  74
  75         xattrs = ARRAY_SIZE(evm_config_default_xattrnames);
  76
  77         pr_info("Initialising EVM extended attributes:\n");
  78         for (i = 0; i < xattrs; i++) {
  79                 pr_info("%s\n", evm_config_default_xattrnames[i].name);
  80                 list_add_tail(&evm_config_default_xattrnames[i].list,
  81                               &evm_config_xattrnames);
  82         }
  83
  84 #ifdef CONFIG_EVM_ATTR_FSUUID
  85         evm_hmac_attrs |= EVM_ATTR_FSUUID;
  86 #endif
  87         pr_info("HMAC attrs: 0x%x\n", evm_hmac_attrs);
  88 }
  89
  90 static bool evm_key_loaded(void)
  91 {
  92         return (bool)(evm_initialized & EVM_KEY_MASK);
  93 }
  94
  95 static int evm_find_protected_xattrs(struct dentry *dentry)
  96 {
  97         struct inode *inode = d_backing_inode(dentry);
  98         struct xattr_list *xattr;
  99         int error;
 100         int count = 0;
 101
 102         if (!(inode->i_opflags & IOP_XATTR))
 103                 return -EOPNOTSUPP;
 104
 105         list_for_each_entry_lockless(xattr, &evm_config_xattrnames, list) {
 106                 error = __vfs_getxattr(dentry, inode, xattr->name, NULL, 0);
 107                 if (error < 0) {
 108                         if (error == -ENODATA)
 109                                 continue;
 110                         return error;
 111                 }
 112                 count++;
 113         }
 114
 115         return count;
 116 }
 117
 118 /*
 119  * evm_verify_hmac - calculate and compare the HMAC with the EVM xattr
 120  *
 121  * Compute the HMAC on the dentry's protected set of extended attributes
 122  * and compare it against the stored security.evm xattr.
 123  *
 124  * For performance:
 125  * - use the previoulsy retrieved xattr value and length to calculate the
 126  *   HMAC.)
 127  * - cache the verification result in the iint, when available.
 128  *
 129  * Returns integrity status
 130  */
 131 static enum integrity_status evm_verify_hmac(struct dentry *dentry,
 132                                              const char *xattr_name,
 133                                              char *xattr_value,
 134                                              size_t xattr_value_len,
 135                                              struct integrity_iint_cache *iint)
 136 {
 137         struct evm_ima_xattr_data *xattr_data = NULL;
 138         struct signature_v2_hdr *hdr;
 139         enum integrity_status evm_status = INTEGRITY_PASS;
 140         struct evm_digest digest;
 141         struct inode *inode;
 142         int rc, xattr_len;
 143
 144         if (iint && (iint->evm_status == INTEGRITY_PASS ||
 145                      iint->evm_status == INTEGRITY_PASS_IMMUTABLE))
 146                 return iint->evm_status;
 147
 148         /* if status is not PASS, try to check again - against -ENOMEM */
 149
 150         /* first need to know the sig type */
 151         rc = vfs_getxattr_alloc(dentry, XATTR_NAME_EVM, (char **)&xattr_data, 0,
 152                                 GFP_NOFS);
 153         if (rc <= 0) {
 154                 evm_status = INTEGRITY_FAIL;
 155                 if (rc == -ENODATA) {
 156                         rc = evm_find_protected_xattrs(dentry);
 157                         if (rc > 0)
 158                                 evm_status = INTEGRITY_NOLABEL;
 159                         else if (rc == 0)
 160                                 evm_status = INTEGRITY_NOXATTRS; /* new file */
 161                 } else if (rc == -EOPNOTSUPP) {
 162                         evm_status = INTEGRITY_UNKNOWN;
 163                 }
 164                 goto out;
 165         }
 166
 167         xattr_len = rc;
 168
 169         /* check value type */
 170         switch (xattr_data->type) {
 171         case EVM_XATTR_HMAC:
 172                 if (xattr_len != sizeof(struct evm_ima_xattr_data)) {
 173                         evm_status = INTEGRITY_FAIL;
 174                         goto out;
 175                 }
 176
 177                 digest.hdr.algo = HASH_ALGO_SHA1;
 178                 rc = evm_calc_hmac(dentry, xattr_name, xattr_value,
 179                                    xattr_value_len, &digest);
 180                 if (rc)
 181                         break;
 182                 rc = crypto_memneq(xattr_data->digest, digest.digest,
 183                                    SHA1_DIGEST_SIZE);
 184                 if (rc)
 185                         rc = -EINVAL;
 186                 break;
 187         case EVM_IMA_XATTR_DIGSIG:
 188         case EVM_XATTR_PORTABLE_DIGSIG:
 189                 /* accept xattr with non-empty signature field */
 190                 if (xattr_len <= sizeof(struct signature_v2_hdr)) {
 191                         evm_status = INTEGRITY_FAIL;
 192                         goto out;
 193                 }
 194
 195                 hdr = (struct signature_v2_hdr *)xattr_data;
 196                 digest.hdr.algo = hdr->hash_algo;
 197                 rc = evm_calc_hash(dentry, xattr_name, xattr_value,
 198                                    xattr_value_len, xattr_data->type, &digest);
 199                 if (rc)
 200                         break;
 201                 rc = integrity_digsig_verify(INTEGRITY_KEYRING_EVM,
 202                                         (const char *)xattr_data, xattr_len,
 203                                         digest.digest, digest.hdr.length);
 204                 if (!rc) {
 205                         inode = d_backing_inode(dentry);
 206
 207                         if (xattr_data->type == EVM_XATTR_PORTABLE_DIGSIG) {
 208                                 if (iint)
 209                                         iint->flags |= EVM_IMMUTABLE_DIGSIG;
 210                                 evm_status = INTEGRITY_PASS_IMMUTABLE;
 211                         } else if (!IS_RDONLY(inode) &&
 212                                    !(inode->i_sb->s_readonly_remount) &&
 213                                    !IS_IMMUTABLE(inode)) {
 214                                 evm_update_evmxattr(dentry, xattr_name,
 215                                                     xattr_value,
 216                                                     xattr_value_len);
 217                         }
 218                 }
 219                 break;
 220         default:
 221                 rc = -EINVAL;
 222                 break;
 223         }
 224
 225         if (rc)
 226                 evm_status = (rc == -ENODATA) ?
 227                                 INTEGRITY_NOXATTRS : INTEGRITY_FAIL;
 228 out:
 229         if (iint)
 230                 iint->evm_status = evm_status;
 231         kfree(xattr_data);
 232         return evm_status;
 233 }
 234
 235 static int evm_protected_xattr(const char *req_xattr_name)
 236 {
 237         int namelen;
 238         int found = 0;
 239         struct xattr_list *xattr;
 240
 241         namelen = strlen(req_xattr_name);
 242         list_for_each_entry_lockless(xattr, &evm_config_xattrnames, list) {
 243                 if ((strlen(xattr->name) == namelen)
 244                     && (strncmp(req_xattr_name, xattr->name, namelen) == 0)) {
 245                         found = 1;
 246                         break;
 247                 }
 248                 if (strncmp(req_xattr_name,
 249                             xattr->name + XATTR_SECURITY_PREFIX_LEN,
 250                             strlen(req_xattr_name)) == 0) {
 251                         found = 1;
 252                         break;
 253                 }
 254         }
 255
 256         return found;
 257 }
 258
 259 /**
 260  * evm_verifyxattr - verify the integrity of the requested xattr
 261  * @dentry: object of the verify xattr
 262  * @xattr_name: requested xattr
 263  * @xattr_value: requested xattr value
 264  * @xattr_value_len: requested xattr value length
 265  *
 266  * Calculate the HMAC for the given dentry and verify it against the stored
 267  * security.evm xattr. For performance, use the xattr value and length
 268  * previously retrieved to calculate the HMAC.
 269  *
 270  * Returns the xattr integrity status.
 271  *
 272  * This function requires the caller to lock the inode's i_mutex before it
 273  * is executed.
 274  */
 275 enum integrity_status evm_verifyxattr(struct dentry *dentry,
 276                                       const char *xattr_name,
 277                                       void *xattr_value, size_t xattr_value_len,
 278                                       struct integrity_iint_cache *iint)
 279 {
 280         if (!evm_key_loaded() || !evm_protected_xattr(xattr_name))
 281                 return INTEGRITY_UNKNOWN;
 282
 283         if (!iint) {
 284                 iint = integrity_iint_find(d_backing_inode(dentry));
 285                 if (!iint)
 286                         return INTEGRITY_UNKNOWN;
 287         }
 288         return evm_verify_hmac(dentry, xattr_name, xattr_value,
 289                                  xattr_value_len, iint);
 290 }
 291 EXPORT_SYMBOL_GPL(evm_verifyxattr);
 292
 293 /*
 294  * evm_verify_current_integrity - verify the dentry's metadata integrity
 295  * @dentry: pointer to the affected dentry
 296  *
 297  * Verify and return the dentry's metadata integrity. The exceptions are
 298  * before EVM is initialized or in 'fix' mode.
 299  */
 300 static enum integrity_status evm_verify_current_integrity(struct dentry *dentry)
 301 {
 302         struct inode *inode = d_backing_inode(dentry);
 303
 304         if (!evm_key_loaded() || !S_ISREG(inode->i_mode) || evm_fixmode)
 305                 return 0;
 306         return evm_verify_hmac(dentry, NULL, NULL, 0, NULL);
 307 }
 308
 309 /*
 310  * evm_protect_xattr - protect the EVM extended attribute
 311  *
 312  * Prevent security.evm from being modified or removed without the
 313  * necessary permissions or when the existing value is invalid.
 314  *
 315  * The posix xattr acls are 'system' prefixed, which normally would not
 316  * affect security.evm.  An interesting side affect of writing posix xattr
 317  * acls is their modifying of the i_mode, which is included in security.evm.
 318  * For posix xattr acls only, permit security.evm, even if it currently
 319  * doesn't exist, to be updated unless the EVM signature is immutable.
 320  */
 321 static int evm_protect_xattr(struct dentry *dentry, const char *xattr_name,
 322                              const void *xattr_value, size_t xattr_value_len)
 323 {
 324         enum integrity_status evm_status;
 325
 326         if (strcmp(xattr_name, XATTR_NAME_EVM) == 0) {
 327                 if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
 328                         return -EPERM;
 329         } else if (!evm_protected_xattr(xattr_name)) {
 330                 if (!posix_xattr_acl(xattr_name))
 331                         return 0;
 332                 evm_status = evm_verify_current_integrity(dentry);
 333                 if ((evm_status == INTEGRITY_PASS) ||
 334                     (evm_status == INTEGRITY_NOXATTRS))
 335                         return 0;
 336                 goto out;
 337         }
 338
 339         evm_status = evm_verify_current_integrity(dentry);
 340         if (evm_status == INTEGRITY_NOXATTRS) {
 341                 struct integrity_iint_cache *iint;
 342
 343                 iint = integrity_iint_find(d_backing_inode(dentry));
 344                 if (iint && (iint->flags & IMA_NEW_FILE))
 345                         return 0;
 346
 347                 /* exception for pseudo filesystems */
 348                 if (dentry->d_sb->s_magic == TMPFS_MAGIC
 349                     || dentry->d_sb->s_magic == SYSFS_MAGIC)
 350                         return 0;
 351
 352                 integrity_audit_msg(AUDIT_INTEGRITY_METADATA,
 353                                     dentry->d_inode, dentry->d_name.name,
 354                                     "update_metadata",
 355                                     integrity_status_msg[evm_status],
 356                                     -EPERM, 0);
 357         }
 358 out:
 359         if (evm_status != INTEGRITY_PASS)
 360                 integrity_audit_msg(AUDIT_INTEGRITY_METADATA, d_backing_inode(dentry),
 361                                     dentry->d_name.name, "appraise_metadata",
 362                                     integrity_status_msg[evm_status],
 363                                     -EPERM, 0);
 364         return evm_status == INTEGRITY_PASS ? 0 : -EPERM;
 365 }
 366
 367 /**
 368  * evm_inode_setxattr - protect the EVM extended attribute
 369  * @dentry: pointer to the affected dentry
 370  * @xattr_name: pointer to the affected extended attribute name
 371  * @xattr_value: pointer to the new extended attribute value
 372  * @xattr_value_len: pointer to the new extended attribute value length
 373  *
 374  * Before allowing the 'security.evm' protected xattr to be updated,
 375  * verify the existing value is valid.  As only the kernel should have
 376  * access to the EVM encrypted key needed to calculate the HMAC, prevent
 377  * userspace from writing HMAC value.  Writing 'security.evm' requires
 378  * requires CAP_SYS_ADMIN privileges.
 379  */
 380 int evm_inode_setxattr(struct dentry *dentry, const char *xattr_name,
 381                        const void *xattr_value, size_t xattr_value_len)
 382 {
 383         const struct evm_ima_xattr_data *xattr_data = xattr_value;
 384
 385         /* Policy permits modification of the protected xattrs even though
 386          * there's no HMAC key loaded
 387          */
 388         if (evm_initialized & EVM_ALLOW_METADATA_WRITES)
 389                 return 0;
 390
 391         if (strcmp(xattr_name, XATTR_NAME_EVM) == 0) {
 392                 if (!xattr_value_len)
 393                         return -EINVAL;
 394                 if (xattr_data->type != EVM_IMA_XATTR_DIGSIG &&
 395                     xattr_data->type != EVM_XATTR_PORTABLE_DIGSIG)
 396                         return -EPERM;
 397         }
 398         return evm_protect_xattr(dentry, xattr_name, xattr_value,
 399                                  xattr_value_len);
 400 }
 401
 402 /**
 403  * evm_inode_removexattr - protect the EVM extended attribute
 404  * @dentry: pointer to the affected dentry
 405  * @xattr_name: pointer to the affected extended attribute name
 406  *
 407  * Removing 'security.evm' requires CAP_SYS_ADMIN privileges and that
 408  * the current value is valid.
 409  */
 410 int evm_inode_removexattr(struct dentry *dentry, const char *xattr_name)
 411 {
 412         /* Policy permits modification of the protected xattrs even though
 413          * there's no HMAC key loaded
 414          */
 415         if (evm_initialized & EVM_ALLOW_METADATA_WRITES)
 416                 return 0;
 417
 418         return evm_protect_xattr(dentry, xattr_name, NULL, 0);
 419 }
 420
 421 static void evm_reset_status(struct inode *inode)
 422 {
 423         struct integrity_iint_cache *iint;
 424
 425         iint = integrity_iint_find(inode);
 426         if (iint)
 427                 iint->evm_status = INTEGRITY_UNKNOWN;
 428 }
 429
 430 /**
 431  * evm_inode_post_setxattr - update 'security.evm' to reflect the changes
 432  * @dentry: pointer to the affected dentry
 433  * @xattr_name: pointer to the affected extended attribute name
 434  * @xattr_value: pointer to the new extended attribute value
 435  * @xattr_value_len: pointer to the new extended attribute value length
 436  *
 437  * Update the HMAC stored in 'security.evm' to reflect the change.
 438  *
 439  * No need to take the i_mutex lock here, as this function is called from
 440  * __vfs_setxattr_noperm().  The caller of which has taken the inode's
 441  * i_mutex lock.
 442  */
 443 void evm_inode_post_setxattr(struct dentry *dentry, const char *xattr_name,
 444                              const void *xattr_value, size_t xattr_value_len)
 445 {
 446         if (!evm_key_loaded() || (!evm_protected_xattr(xattr_name)
 447                                   && !posix_xattr_acl(xattr_name)))
 448                 return;
 449
 450         evm_reset_status(dentry->d_inode);
 451
 452         evm_update_evmxattr(dentry, xattr_name, xattr_value, xattr_value_len);
 453 }
 454
 455 /**
 456  * evm_inode_post_removexattr - update 'security.evm' after removing the xattr
 457  * @dentry: pointer to the affected dentry
 458  * @xattr_name: pointer to the affected extended attribute name
 459  *
 460  * Update the HMAC stored in 'security.evm' to reflect removal of the xattr.
 461  *
 462  * No need to take the i_mutex lock here, as this function is called from
 463  * vfs_removexattr() which takes the i_mutex.
 464  */
 465 void evm_inode_post_removexattr(struct dentry *dentry, const char *xattr_name)
 466 {
 467         if (!evm_key_loaded() || !evm_protected_xattr(xattr_name))
 468                 return;
 469
 470         evm_reset_status(dentry->d_inode);
 471
 472         evm_update_evmxattr(dentry, xattr_name, NULL, 0);
 473 }
 474
 475 /**
 476  * evm_inode_setattr - prevent updating an invalid EVM extended attribute
 477  * @dentry: pointer to the affected dentry
 478  *
 479  * Permit update of file attributes when files have a valid EVM signature,
 480  * except in the case of them having an immutable portable signature.
 481  */
 482 int evm_inode_setattr(struct dentry *dentry, struct iattr *attr)
 483 {
 484         unsigned int ia_valid = attr->ia_valid;
 485         enum integrity_status evm_status;
 486
 487         /* Policy permits modification of the protected attrs even though
 488          * there's no HMAC key loaded
 489          */
 490         if (evm_initialized & EVM_ALLOW_METADATA_WRITES)
 491                 return 0;
 492
 493         if (!(ia_valid & (ATTR_MODE | ATTR_UID | ATTR_GID)))
 494                 return 0;
 495         evm_status = evm_verify_current_integrity(dentry);
 496         if ((evm_status == INTEGRITY_PASS) ||
 497             (evm_status == INTEGRITY_NOXATTRS))
 498                 return 0;
 499         integrity_audit_msg(AUDIT_INTEGRITY_METADATA, d_backing_inode(dentry),
 500                             dentry->d_name.name, "appraise_metadata",
 501                             integrity_status_msg[evm_status], -EPERM, 0);
 502         return -EPERM;
 503 }
 504
 505 /**
 506  * evm_inode_post_setattr - update 'security.evm' after modifying metadata
 507  * @dentry: pointer to the affected dentry
 508  * @ia_valid: for the UID and GID status
 509  *
 510  * For now, update the HMAC stored in 'security.evm' to reflect UID/GID
 511  * changes.
 512  *
 513  * This function is called from notify_change(), which expects the caller
 514  * to lock the inode's i_mutex.
 515  */
 516 void evm_inode_post_setattr(struct dentry *dentry, int ia_valid)
 517 {
 518         if (!evm_key_loaded())
 519                 return;
 520
 521         if (ia_valid & (ATTR_MODE | ATTR_UID | ATTR_GID))
 522                 evm_update_evmxattr(dentry, NULL, NULL, 0);
 523 }
 524
 525 /*
 526  * evm_inode_init_security - initializes security.evm HMAC value
 527  */
 528 int evm_inode_init_security(struct inode *inode,
 529                                  const struct xattr *lsm_xattr,
 530                                  struct xattr *evm_xattr)
 531 {
 532         struct evm_ima_xattr_data *xattr_data;
 533         int rc;
 534
 535         if (!(evm_initialized & EVM_INIT_HMAC) ||
 536             !evm_protected_xattr(lsm_xattr->name))
 537                 return 0;
 538
 539         xattr_data = kzalloc(sizeof(*xattr_data), GFP_NOFS);
 540         if (!xattr_data)
 541                 return -ENOMEM;
 542
 543         xattr_data->type = EVM_XATTR_HMAC;
 544         rc = evm_init_hmac(inode, lsm_xattr, xattr_data->digest);
 545         if (rc < 0)
 546                 goto out;
 547
 548         evm_xattr->value = xattr_data;
 549         evm_xattr->value_len = sizeof(*xattr_data);
 550         evm_xattr->name = XATTR_EVM_SUFFIX;
 551         return 0;
 552 out:
 553         kfree(xattr_data);
 554         return rc;
 555 }
 556 EXPORT_SYMBOL_GPL(evm_inode_init_security);
 557
 558 #ifdef CONFIG_EVM_LOAD_X509
 559 void __init evm_load_x509(void)
 560 {
 561         int rc;
 562
 563         rc = integrity_load_x509(INTEGRITY_KEYRING_EVM, CONFIG_EVM_X509_PATH);
 564         if (!rc)
 565                 evm_initialized |= EVM_INIT_X509;
 566 }
 567 #endif
 568
 569 static int __init init_evm(void)
 570 {
 571         int error;
 572         struct list_head *pos, *q;
 573         struct xattr_list *xattr;
 574
 575         evm_init_config();
 576
 577         error = integrity_init_keyring(INTEGRITY_KEYRING_EVM);
 578         if (error)
 579                 goto error;
 580
 581         error = evm_init_secfs();
 582         if (error < 0) {
 583                 pr_info("Error registering secfs\n");
 584                 goto error;
 585         }
 586
 587 error:
 588         if (error != 0) {
 589                 if (!list_empty(&evm_config_xattrnames)) {
 590                         list_for_each_safe(pos, q, &evm_config_xattrnames) {
 591                                 xattr = list_entry(pos, struct xattr_list,
 592                                                    list);
 593                                 list_del(pos);
 594                         }
 595                 }
 596         }
 597
 598         return error;
 599 }
 600
 601 late_initcall(init_evm);
 602
 603 MODULE_DESCRIPTION("Extended Verification Module");
 604 MODULE_LICENSE("GPL");