vnet/vnet/ipsec/esp.h

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2015 Cisco and/or its affiliates.
   3  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   4  * you may not use this file except in compliance with the License.
   5  * You may obtain a copy of the License at:
   6  *
   7  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   8  *
   9  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  10  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  11  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  12  * See the License for the specific language governing permissions and
  13  * limitations under the License.
  14  */
  15 #if DPDK==1
  16 #include <vnet/devices/dpdk/dpdk.h>
  17 #endif
  18
  19 #include <openssl/hmac.h>
  20 #include <openssl/rand.h>
  21 #include <openssl/evp.h>
  22
  23 typedef struct {
  24   u32 spi;
  25   u32 seq;
  26   u8 data[0];
  27 } esp_header_t;
  28
  29 typedef struct {
  30   u8 pad_length;
  31   u8 next_header;
  32 } esp_footer_t;
  33
  34 typedef CLIB_PACKED (struct {
  35   ip4_header_t ip4;
  36   esp_header_t esp;
  37 }) ip4_and_esp_header_t;
  38
  39 typedef CLIB_PACKED (struct {
  40   ip6_header_t ip6;
  41   esp_header_t esp;
  42 }) ip6_and_esp_header_t;
  43
  44 typedef struct {
  45   const EVP_CIPHER * type;
  46 } esp_crypto_alg_t;
  47
  48 typedef struct {
  49   const EVP_MD * md;
  50   u8 trunc_size;
  51 } esp_integ_alg_t;
  52
  53
  54 typedef struct {
  55   esp_crypto_alg_t * esp_crypto_algs;
  56   esp_integ_alg_t * esp_integ_algs;
  57   EVP_CIPHER_CTX encrypt_ctx;
  58   EVP_CIPHER_CTX decrypt_ctx;
  59   HMAC_CTX hmac_ctx;
  60   ipsec_crypto_alg_t last_encrytp_alg;
  61   ipsec_crypto_alg_t last_decrytp_alg;
  62   ipsec_integ_alg_t last_integ_alg;
  63 } esp_main_t;
  64
  65 esp_main_t esp_main;
  66
  67 always_inline void
  68 esp_init()
  69 {
  70   esp_main_t * em = &esp_main;
  71
  72   memset (em, 0, sizeof (em[0]));
  73
  74   vec_validate(em->esp_crypto_algs, IPSEC_CRYPTO_N_ALG - 1);
  75   em->esp_crypto_algs[IPSEC_CRYPTO_ALG_AES_CBC_128].type = EVP_aes_128_cbc();
  76   em->esp_crypto_algs[IPSEC_CRYPTO_ALG_AES_CBC_192].type = EVP_aes_192_cbc();
  77   em->esp_crypto_algs[IPSEC_CRYPTO_ALG_AES_CBC_256].type = EVP_aes_256_cbc();
  78
  79   vec_validate(em->esp_integ_algs, IPSEC_INTEG_N_ALG - 1);
  80   esp_integ_alg_t * i;
  81
  82   i = &em->esp_integ_algs[IPSEC_INTEG_ALG_SHA1_96];
  83   i->md = EVP_sha1();
  84   i->trunc_size = 12;
  85
  86   i = &em->esp_integ_algs[IPSEC_INTEG_ALG_SHA_256_96];
  87   i->md = EVP_sha256();
  88   i->trunc_size = 12;
  89
  90   i = &em->esp_integ_algs[IPSEC_INTEG_ALG_SHA_256_128];
  91   i->md = EVP_sha256();
  92   i->trunc_size = 16;
  93
  94   i = &em->esp_integ_algs[IPSEC_INTEG_ALG_SHA_384_192];
  95   i->md = EVP_sha384();
  96   i->trunc_size = 24;
  97
  98   i = &em->esp_integ_algs[IPSEC_INTEG_ALG_SHA_512_256];
  99   i->md = EVP_sha512();
 100   i->trunc_size = 32;
 101
 102   EVP_CIPHER_CTX_init(&(em->encrypt_ctx));
 103   EVP_CIPHER_CTX_init(&(em->decrypt_ctx));
 104   HMAC_CTX_init(&(em->hmac_ctx));
 105 }
 106
 107 always_inline unsigned int
 108 hmac_calc(ipsec_integ_alg_t alg,
 109           u8 * key,
 110           int key_len,
 111           u8 * data,
 112           int data_len,
 113           u8 * signature,
 114           u8 use_esn,
 115           u32 seq_hi)
 116 {
 117   esp_main_t * em = &esp_main;
 118   HMAC_CTX * ctx = &(em->hmac_ctx);
 119   const EVP_MD * md = NULL;
 120   unsigned int len;
 121
 122   ASSERT(alg < IPSEC_INTEG_N_ALG);
 123
 124   if (PREDICT_FALSE(em->esp_integ_algs[alg].md == 0))
 125     return 0;
 126
 127   if (PREDICT_FALSE(alg != em->last_integ_alg)) {
 128     md = em->esp_integ_algs[alg].md;
 129     em->last_integ_alg = alg;
 130   }
 131
 132   HMAC_Init(ctx, key, key_len, md);
 133
 134   HMAC_Update(ctx, data, data_len);
 135
 136   if (PREDICT_TRUE(use_esn))
 137     HMAC_Update(ctx, (u8 *) &seq_hi, sizeof(seq_hi));
 138   HMAC_Final(ctx, signature, &len);
 139
 140   return em->esp_integ_algs[alg].trunc_size;
 141 }
 142