Merge tag 'for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/mason/linux...
[linux-drm-fsl-dcu.git] / Documentation / security / keys.txt
1                          ============================
2                          KERNEL KEY RETENTION SERVICE
3                          ============================
4
5 This service allows cryptographic keys, authentication tokens, cross-domain
6 user mappings, and similar to be cached in the kernel for the use of
7 filesystems and other kernel services.
8
9 Keyrings are permitted; these are a special type of key that can hold links to
10 other keys. Processes each have three standard keyring subscriptions that a
11 kernel service can search for relevant keys.
12
13 The key service can be configured on by enabling:
14
15         "Security options"/"Enable access key retention support" (CONFIG_KEYS)
16
17 This document has the following sections:
18
19         - Key overview
20         - Key service overview
21         - Key access permissions
22         - SELinux support
23         - New procfs files
24         - Userspace system call interface
25         - Kernel services
26         - Notes on accessing payload contents
27         - Defining a key type
28         - Request-key callback service
29         - Garbage collection
30
31
32 ============
33 KEY OVERVIEW
34 ============
35
36 In this context, keys represent units of cryptographic data, authentication
37 tokens, keyrings, etc.. These are represented in the kernel by struct key.
38
39 Each key has a number of attributes:
40
41         - A serial number.
42         - A type.
43         - A description (for matching a key in a search).
44         - Access control information.
45         - An expiry time.
46         - A payload.
47         - State.
48
49
50  (*) Each key is issued a serial number of type key_serial_t that is unique for
51      the lifetime of that key. All serial numbers are positive non-zero 32-bit
52      integers.
53
54      Userspace programs can use a key's serial numbers as a way to gain access
55      to it, subject to permission checking.
56
57  (*) Each key is of a defined "type". Types must be registered inside the
58      kernel by a kernel service (such as a filesystem) before keys of that type
59      can be added or used. Userspace programs cannot define new types directly.
60
61      Key types are represented in the kernel by struct key_type. This defines a
62      number of operations that can be performed on a key of that type.
63
64      Should a type be removed from the system, all the keys of that type will
65      be invalidated.
66
67  (*) Each key has a description. This should be a printable string. The key
68      type provides an operation to perform a match between the description on a
69      key and a criterion string.
70
71  (*) Each key has an owner user ID, a group ID and a permissions mask. These
72      are used to control what a process may do to a key from userspace, and
73      whether a kernel service will be able to find the key.
74
75  (*) Each key can be set to expire at a specific time by the key type's
76      instantiation function. Keys can also be immortal.
77
78  (*) Each key can have a payload. This is a quantity of data that represent the
79      actual "key". In the case of a keyring, this is a list of keys to which
80      the keyring links; in the case of a user-defined key, it's an arbitrary
81      blob of data.
82
83      Having a payload is not required; and the payload can, in fact, just be a
84      value stored in the struct key itself.
85
86      When a key is instantiated, the key type's instantiation function is
87      called with a blob of data, and that then creates the key's payload in
88      some way.
89
90      Similarly, when userspace wants to read back the contents of the key, if
91      permitted, another key type operation will be called to convert the key's
92      attached payload back into a blob of data.
93
94  (*) Each key can be in one of a number of basic states:
95
96      (*) Uninstantiated. The key exists, but does not have any data attached.
97          Keys being requested from userspace will be in this state.
98
99      (*) Instantiated. This is the normal state. The key is fully formed, and
100          has data attached.
101
102      (*) Negative. This is a relatively short-lived state. The key acts as a
103          note saying that a previous call out to userspace failed, and acts as
104          a throttle on key lookups. A negative key can be updated to a normal
105          state.
106
107      (*) Expired. Keys can have lifetimes set. If their lifetime is exceeded,
108          they traverse to this state. An expired key can be updated back to a
109          normal state.
110
111      (*) Revoked. A key is put in this state by userspace action. It can't be
112          found or operated upon (apart from by unlinking it).
113
114      (*) Dead. The key's type was unregistered, and so the key is now useless.
115
116 Keys in the last three states are subject to garbage collection.  See the
117 section on "Garbage collection".
118
119
120 ====================
121 KEY SERVICE OVERVIEW
122 ====================
123
124 The key service provides a number of features besides keys:
125
126  (*) The key service defines three special key types:
127
128      (+) "keyring"
129
130          Keyrings are special keys that contain a list of other keys. Keyring
131          lists can be modified using various system calls. Keyrings should not
132          be given a payload when created.
133
134      (+) "user"
135
136          A key of this type has a description and a payload that are arbitrary
137          blobs of data. These can be created, updated and read by userspace,
138          and aren't intended for use by kernel services.
139
140      (+) "logon"
141
142          Like a "user" key, a "logon" key has a payload that is an arbitrary
143          blob of data. It is intended as a place to store secrets which are
144          accessible to the kernel but not to userspace programs.
145
146          The description can be arbitrary, but must be prefixed with a non-zero
147          length string that describes the key "subclass". The subclass is
148          separated from the rest of the description by a ':'. "logon" keys can
149          be created and updated from userspace, but the payload is only
150          readable from kernel space.
151
152  (*) Each process subscribes to three keyrings: a thread-specific keyring, a
153      process-specific keyring, and a session-specific keyring.
154
155      The thread-specific keyring is discarded from the child when any sort of
156      clone, fork, vfork or execve occurs. A new keyring is created only when
157      required.
158
159      The process-specific keyring is replaced with an empty one in the child on
160      clone, fork, vfork unless CLONE_THREAD is supplied, in which case it is
161      shared. execve also discards the process's process keyring and creates a
162      new one.
163
164      The session-specific keyring is persistent across clone, fork, vfork and
165      execve, even when the latter executes a set-UID or set-GID binary. A
166      process can, however, replace its current session keyring with a new one
167      by using PR_JOIN_SESSION_KEYRING. It is permitted to request an anonymous
168      new one, or to attempt to create or join one of a specific name.
169
170      The ownership of the thread keyring changes when the real UID and GID of
171      the thread changes.
172
173  (*) Each user ID resident in the system holds two special keyrings: a user
174      specific keyring and a default user session keyring. The default session
175      keyring is initialised with a link to the user-specific keyring.
176
177      When a process changes its real UID, if it used to have no session key, it
178      will be subscribed to the default session key for the new UID.
179
180      If a process attempts to access its session key when it doesn't have one,
181      it will be subscribed to the default for its current UID.
182
183  (*) Each user has two quotas against which the keys they own are tracked. One
184      limits the total number of keys and keyrings, the other limits the total
185      amount of description and payload space that can be consumed.
186
187      The user can view information on this and other statistics through procfs
188      files.  The root user may also alter the quota limits through sysctl files
189      (see the section "New procfs files").
190
191      Process-specific and thread-specific keyrings are not counted towards a
192      user's quota.
193
194      If a system call that modifies a key or keyring in some way would put the
195      user over quota, the operation is refused and error EDQUOT is returned.
196
197  (*) There's a system call interface by which userspace programs can create and
198      manipulate keys and keyrings.
199
200  (*) There's a kernel interface by which services can register types and search
201      for keys.
202
203  (*) There's a way for the a search done from the kernel to call back to
204      userspace to request a key that can't be found in a process's keyrings.
205
206  (*) An optional filesystem is available through which the key database can be
207      viewed and manipulated.
208
209
210 ======================
211 KEY ACCESS PERMISSIONS
212 ======================
213
214 Keys have an owner user ID, a group access ID, and a permissions mask. The mask
215 has up to eight bits each for possessor, user, group and other access. Only
216 six of each set of eight bits are defined. These permissions granted are:
217
218  (*) View
219
220      This permits a key or keyring's attributes to be viewed - including key
221      type and description.
222
223  (*) Read
224
225      This permits a key's payload to be viewed or a keyring's list of linked
226      keys.
227
228  (*) Write
229
230      This permits a key's payload to be instantiated or updated, or it allows a
231      link to be added to or removed from a keyring.
232
233  (*) Search
234
235      This permits keyrings to be searched and keys to be found. Searches can
236      only recurse into nested keyrings that have search permission set.
237
238  (*) Link
239
240      This permits a key or keyring to be linked to. To create a link from a
241      keyring to a key, a process must have Write permission on the keyring and
242      Link permission on the key.
243
244  (*) Set Attribute
245
246      This permits a key's UID, GID and permissions mask to be changed.
247
248 For changing the ownership, group ID or permissions mask, being the owner of
249 the key or having the sysadmin capability is sufficient.
250
251
252 ===============
253 SELINUX SUPPORT
254 ===============
255
256 The security class "key" has been added to SELinux so that mandatory access
257 controls can be applied to keys created within various contexts.  This support
258 is preliminary, and is likely to change quite significantly in the near future.
259 Currently, all of the basic permissions explained above are provided in SELinux
260 as well; SELinux is simply invoked after all basic permission checks have been
261 performed.
262
263 The value of the file /proc/self/attr/keycreate influences the labeling of
264 newly-created keys.  If the contents of that file correspond to an SELinux
265 security context, then the key will be assigned that context.  Otherwise, the
266 key will be assigned the current context of the task that invoked the key
267 creation request.  Tasks must be granted explicit permission to assign a
268 particular context to newly-created keys, using the "create" permission in the
269 key security class.
270
271 The default keyrings associated with users will be labeled with the default
272 context of the user if and only if the login programs have been instrumented to
273 properly initialize keycreate during the login process.  Otherwise, they will
274 be labeled with the context of the login program itself.
275
276 Note, however, that the default keyrings associated with the root user are
277 labeled with the default kernel context, since they are created early in the
278 boot process, before root has a chance to log in.
279
280 The keyrings associated with new threads are each labeled with the context of
281 their associated thread, and both session and process keyrings are handled
282 similarly.
283
284
285 ================
286 NEW PROCFS FILES
287 ================
288
289 Two files have been added to procfs by which an administrator can find out
290 about the status of the key service:
291
292  (*) /proc/keys
293
294      This lists the keys that are currently viewable by the task reading the
295      file, giving information about their type, description and permissions.
296      It is not possible to view the payload of the key this way, though some
297      information about it may be given.
298
299      The only keys included in the list are those that grant View permission to
300      the reading process whether or not it possesses them.  Note that LSM
301      security checks are still performed, and may further filter out keys that
302      the current process is not authorised to view.
303
304      The contents of the file look like this:
305
306         SERIAL   FLAGS  USAGE EXPY PERM     UID   GID   TYPE      DESCRIPTION: SUMMARY
307         00000001 I-----    39 perm 1f3f0000     0     0 keyring   _uid_ses.0: 1/4
308         00000002 I-----     2 perm 1f3f0000     0     0 keyring   _uid.0: empty
309         00000007 I-----     1 perm 1f3f0000     0     0 keyring   _pid.1: empty
310         0000018d I-----     1 perm 1f3f0000     0     0 keyring   _pid.412: empty
311         000004d2 I--Q--     1 perm 1f3f0000    32    -1 keyring   _uid.32: 1/4
312         000004d3 I--Q--     3 perm 1f3f0000    32    -1 keyring   _uid_ses.32: empty
313         00000892 I--QU-     1 perm 1f000000     0     0 user      metal:copper: 0
314         00000893 I--Q-N     1  35s 1f3f0000     0     0 user      metal:silver: 0
315         00000894 I--Q--     1  10h 003f0000     0     0 user      metal:gold: 0
316
317      The flags are:
318
319         I       Instantiated
320         R       Revoked
321         D       Dead
322         Q       Contributes to user's quota
323         U       Under construction by callback to userspace
324         N       Negative key
325
326      This file must be enabled at kernel configuration time as it allows anyone
327      to list the keys database.
328
329  (*) /proc/key-users
330
331      This file lists the tracking data for each user that has at least one key
332      on the system.  Such data includes quota information and statistics:
333
334         [root@andromeda root]# cat /proc/key-users
335         0:     46 45/45 1/100 13/10000
336         29:     2 2/2 2/100 40/10000
337         32:     2 2/2 2/100 40/10000
338         38:     2 2/2 2/100 40/10000
339
340      The format of each line is
341         <UID>:                  User ID to which this applies
342         <usage>                 Structure refcount
343         <inst>/<keys>           Total number of keys and number instantiated
344         <keys>/<max>            Key count quota
345         <bytes>/<max>           Key size quota
346
347
348 Four new sysctl files have been added also for the purpose of controlling the
349 quota limits on keys:
350
351  (*) /proc/sys/kernel/keys/root_maxkeys
352      /proc/sys/kernel/keys/root_maxbytes
353
354      These files hold the maximum number of keys that root may have and the
355      maximum total number of bytes of data that root may have stored in those
356      keys.
357
358  (*) /proc/sys/kernel/keys/maxkeys
359      /proc/sys/kernel/keys/maxbytes
360
361      These files hold the maximum number of keys that each non-root user may
362      have and the maximum total number of bytes of data that each of those
363      users may have stored in their keys.
364
365 Root may alter these by writing each new limit as a decimal number string to
366 the appropriate file.
367
368
369 ===============================
370 USERSPACE SYSTEM CALL INTERFACE
371 ===============================
372
373 Userspace can manipulate keys directly through three new syscalls: add_key,
374 request_key and keyctl. The latter provides a number of functions for
375 manipulating keys.
376
377 When referring to a key directly, userspace programs should use the key's
378 serial number (a positive 32-bit integer). However, there are some special
379 values available for referring to special keys and keyrings that relate to the
380 process making the call:
381
382         CONSTANT                        VALUE   KEY REFERENCED
383         ==============================  ======  ===========================
384         KEY_SPEC_THREAD_KEYRING         -1      thread-specific keyring
385         KEY_SPEC_PROCESS_KEYRING        -2      process-specific keyring
386         KEY_SPEC_SESSION_KEYRING        -3      session-specific keyring
387         KEY_SPEC_USER_KEYRING           -4      UID-specific keyring
388         KEY_SPEC_USER_SESSION_KEYRING   -5      UID-session keyring
389         KEY_SPEC_GROUP_KEYRING          -6      GID-specific keyring
390         KEY_SPEC_REQKEY_AUTH_KEY        -7      assumed request_key()
391                                                   authorisation key
392
393
394 The main syscalls are:
395
396  (*) Create a new key of given type, description and payload and add it to the
397      nominated keyring:
398
399         key_serial_t add_key(const char *type, const char *desc,
400                              const void *payload, size_t plen,
401                              key_serial_t keyring);
402
403      If a key of the same type and description as that proposed already exists
404      in the keyring, this will try to update it with the given payload, or it
405      will return error EEXIST if that function is not supported by the key
406      type. The process must also have permission to write to the key to be able
407      to update it. The new key will have all user permissions granted and no
408      group or third party permissions.
409
410      Otherwise, this will attempt to create a new key of the specified type and
411      description, and to instantiate it with the supplied payload and attach it
412      to the keyring. In this case, an error will be generated if the process
413      does not have permission to write to the keyring.
414
415      If the key type supports it, if the description is NULL or an empty
416      string, the key type will try and generate a description from the content
417      of the payload.
418
419      The payload is optional, and the pointer can be NULL if not required by
420      the type. The payload is plen in size, and plen can be zero for an empty
421      payload.
422
423      A new keyring can be generated by setting type "keyring", the keyring name
424      as the description (or NULL) and setting the payload to NULL.
425
426      User defined keys can be created by specifying type "user". It is
427      recommended that a user defined key's description by prefixed with a type
428      ID and a colon, such as "krb5tgt:" for a Kerberos 5 ticket granting
429      ticket.
430
431      Any other type must have been registered with the kernel in advance by a
432      kernel service such as a filesystem.
433
434      The ID of the new or updated key is returned if successful.
435
436
437  (*) Search the process's keyrings for a key, potentially calling out to
438      userspace to create it.
439
440         key_serial_t request_key(const char *type, const char *description,
441                                  const char *callout_info,
442                                  key_serial_t dest_keyring);
443
444      This function searches all the process's keyrings in the order thread,
445      process, session for a matching key. This works very much like
446      KEYCTL_SEARCH, including the optional attachment of the discovered key to
447      a keyring.
448
449      If a key cannot be found, and if callout_info is not NULL, then
450      /sbin/request-key will be invoked in an attempt to obtain a key. The
451      callout_info string will be passed as an argument to the program.
452
453      See also Documentation/security/keys-request-key.txt.
454
455
456 The keyctl syscall functions are:
457
458  (*) Map a special key ID to a real key ID for this process:
459
460         key_serial_t keyctl(KEYCTL_GET_KEYRING_ID, key_serial_t id,
461                             int create);
462
463      The special key specified by "id" is looked up (with the key being created
464      if necessary) and the ID of the key or keyring thus found is returned if
465      it exists.
466
467      If the key does not yet exist, the key will be created if "create" is
468      non-zero; and the error ENOKEY will be returned if "create" is zero.
469
470
471  (*) Replace the session keyring this process subscribes to with a new one:
472
473         key_serial_t keyctl(KEYCTL_JOIN_SESSION_KEYRING, const char *name);
474
475      If name is NULL, an anonymous keyring is created attached to the process
476      as its session keyring, displacing the old session keyring.
477
478      If name is not NULL, if a keyring of that name exists, the process
479      attempts to attach it as the session keyring, returning an error if that
480      is not permitted; otherwise a new keyring of that name is created and
481      attached as the session keyring.
482
483      To attach to a named keyring, the keyring must have search permission for
484      the process's ownership.
485
486      The ID of the new session keyring is returned if successful.
487
488
489  (*) Update the specified key:
490
491         long keyctl(KEYCTL_UPDATE, key_serial_t key, const void *payload,
492                     size_t plen);
493
494      This will try to update the specified key with the given payload, or it
495      will return error EOPNOTSUPP if that function is not supported by the key
496      type. The process must also have permission to write to the key to be able
497      to update it.
498
499      The payload is of length plen, and may be absent or empty as for
500      add_key().
501
502
503  (*) Revoke a key:
504
505         long keyctl(KEYCTL_REVOKE, key_serial_t key);
506
507      This makes a key unavailable for further operations. Further attempts to
508      use the key will be met with error EKEYREVOKED, and the key will no longer
509      be findable.
510
511
512  (*) Change the ownership of a key:
513
514         long keyctl(KEYCTL_CHOWN, key_serial_t key, uid_t uid, gid_t gid);
515
516      This function permits a key's owner and group ID to be changed. Either one
517      of uid or gid can be set to -1 to suppress that change.
518
519      Only the superuser can change a key's owner to something other than the
520      key's current owner. Similarly, only the superuser can change a key's
521      group ID to something other than the calling process's group ID or one of
522      its group list members.
523
524
525  (*) Change the permissions mask on a key:
526
527         long keyctl(KEYCTL_SETPERM, key_serial_t key, key_perm_t perm);
528
529      This function permits the owner of a key or the superuser to change the
530      permissions mask on a key.
531
532      Only bits the available bits are permitted; if any other bits are set,
533      error EINVAL will be returned.
534
535
536  (*) Describe a key:
537
538         long keyctl(KEYCTL_DESCRIBE, key_serial_t key, char *buffer,
539                     size_t buflen);
540
541      This function returns a summary of the key's attributes (but not its
542      payload data) as a string in the buffer provided.
543
544      Unless there's an error, it always returns the amount of data it could
545      produce, even if that's too big for the buffer, but it won't copy more
546      than requested to userspace. If the buffer pointer is NULL then no copy
547      will take place.
548
549      A process must have view permission on the key for this function to be
550      successful.
551
552      If successful, a string is placed in the buffer in the following format:
553
554         <type>;<uid>;<gid>;<perm>;<description>
555
556      Where type and description are strings, uid and gid are decimal, and perm
557      is hexadecimal. A NUL character is included at the end of the string if
558      the buffer is sufficiently big.
559
560      This can be parsed with
561
562         sscanf(buffer, "%[^;];%d;%d;%o;%s", type, &uid, &gid, &mode, desc);
563
564
565  (*) Clear out a keyring:
566
567         long keyctl(KEYCTL_CLEAR, key_serial_t keyring);
568
569      This function clears the list of keys attached to a keyring. The calling
570      process must have write permission on the keyring, and it must be a
571      keyring (or else error ENOTDIR will result).
572
573      This function can also be used to clear special kernel keyrings if they
574      are appropriately marked if the user has CAP_SYS_ADMIN capability.  The
575      DNS resolver cache keyring is an example of this.
576
577
578  (*) Link a key into a keyring:
579
580         long keyctl(KEYCTL_LINK, key_serial_t keyring, key_serial_t key);
581
582      This function creates a link from the keyring to the key. The process must
583      have write permission on the keyring and must have link permission on the
584      key.
585
586      Should the keyring not be a keyring, error ENOTDIR will result; and if the
587      keyring is full, error ENFILE will result.
588
589      The link procedure checks the nesting of the keyrings, returning ELOOP if
590      it appears too deep or EDEADLK if the link would introduce a cycle.
591
592      Any links within the keyring to keys that match the new key in terms of
593      type and description will be discarded from the keyring as the new one is
594      added.
595
596
597  (*) Unlink a key or keyring from another keyring:
598
599         long keyctl(KEYCTL_UNLINK, key_serial_t keyring, key_serial_t key);
600
601      This function looks through the keyring for the first link to the
602      specified key, and removes it if found. Subsequent links to that key are
603      ignored. The process must have write permission on the keyring.
604
605      If the keyring is not a keyring, error ENOTDIR will result; and if the key
606      is not present, error ENOENT will be the result.
607
608
609  (*) Search a keyring tree for a key:
610
611         key_serial_t keyctl(KEYCTL_SEARCH, key_serial_t keyring,
612                             const char *type, const char *description,
613                             key_serial_t dest_keyring);
614
615      This searches the keyring tree headed by the specified keyring until a key
616      is found that matches the type and description criteria. Each keyring is
617      checked for keys before recursion into its children occurs.
618
619      The process must have search permission on the top level keyring, or else
620      error EACCES will result. Only keyrings that the process has search
621      permission on will be recursed into, and only keys and keyrings for which
622      a process has search permission can be matched. If the specified keyring
623      is not a keyring, ENOTDIR will result.
624
625      If the search succeeds, the function will attempt to link the found key
626      into the destination keyring if one is supplied (non-zero ID). All the
627      constraints applicable to KEYCTL_LINK apply in this case too.
628
629      Error ENOKEY, EKEYREVOKED or EKEYEXPIRED will be returned if the search
630      fails. On success, the resulting key ID will be returned.
631
632
633  (*) Read the payload data from a key:
634
635         long keyctl(KEYCTL_READ, key_serial_t keyring, char *buffer,
636                     size_t buflen);
637
638      This function attempts to read the payload data from the specified key
639      into the buffer. The process must have read permission on the key to
640      succeed.
641
642      The returned data will be processed for presentation by the key type. For
643      instance, a keyring will return an array of key_serial_t entries
644      representing the IDs of all the keys to which it is subscribed. The user
645      defined key type will return its data as is. If a key type does not
646      implement this function, error EOPNOTSUPP will result.
647
648      As much of the data as can be fitted into the buffer will be copied to
649      userspace if the buffer pointer is not NULL.
650
651      On a successful return, the function will always return the amount of data
652      available rather than the amount copied.
653
654
655  (*) Instantiate a partially constructed key.
656
657         long keyctl(KEYCTL_INSTANTIATE, key_serial_t key,
658                     const void *payload, size_t plen,
659                     key_serial_t keyring);
660         long keyctl(KEYCTL_INSTANTIATE_IOV, key_serial_t key,
661                     const struct iovec *payload_iov, unsigned ioc,
662                     key_serial_t keyring);
663
664      If the kernel calls back to userspace to complete the instantiation of a
665      key, userspace should use this call to supply data for the key before the
666      invoked process returns, or else the key will be marked negative
667      automatically.
668
669      The process must have write access on the key to be able to instantiate
670      it, and the key must be uninstantiated.
671
672      If a keyring is specified (non-zero), the key will also be linked into
673      that keyring, however all the constraints applying in KEYCTL_LINK apply in
674      this case too.
675
676      The payload and plen arguments describe the payload data as for add_key().
677
678      The payload_iov and ioc arguments describe the payload data in an iovec
679      array instead of a single buffer.
680
681
682  (*) Negatively instantiate a partially constructed key.
683
684         long keyctl(KEYCTL_NEGATE, key_serial_t key,
685                     unsigned timeout, key_serial_t keyring);
686         long keyctl(KEYCTL_REJECT, key_serial_t key,
687                     unsigned timeout, unsigned error, key_serial_t keyring);
688
689      If the kernel calls back to userspace to complete the instantiation of a
690      key, userspace should use this call mark the key as negative before the
691      invoked process returns if it is unable to fulfill the request.
692
693      The process must have write access on the key to be able to instantiate
694      it, and the key must be uninstantiated.
695
696      If a keyring is specified (non-zero), the key will also be linked into
697      that keyring, however all the constraints applying in KEYCTL_LINK apply in
698      this case too.
699
700      If the key is rejected, future searches for it will return the specified
701      error code until the rejected key expires.  Negating the key is the same
702      as rejecting the key with ENOKEY as the error code.
703
704
705  (*) Set the default request-key destination keyring.
706
707         long keyctl(KEYCTL_SET_REQKEY_KEYRING, int reqkey_defl);
708
709      This sets the default keyring to which implicitly requested keys will be
710      attached for this thread. reqkey_defl should be one of these constants:
711
712         CONSTANT                                VALUE   NEW DEFAULT KEYRING
713         ======================================  ======  =======================
714         KEY_REQKEY_DEFL_NO_CHANGE               -1      No change
715         KEY_REQKEY_DEFL_DEFAULT                 0       Default[1]
716         KEY_REQKEY_DEFL_THREAD_KEYRING          1       Thread keyring
717         KEY_REQKEY_DEFL_PROCESS_KEYRING         2       Process keyring
718         KEY_REQKEY_DEFL_SESSION_KEYRING         3       Session keyring
719         KEY_REQKEY_DEFL_USER_KEYRING            4       User keyring
720         KEY_REQKEY_DEFL_USER_SESSION_KEYRING    5       User session keyring
721         KEY_REQKEY_DEFL_GROUP_KEYRING           6       Group keyring
722
723      The old default will be returned if successful and error EINVAL will be
724      returned if reqkey_defl is not one of the above values.
725
726      The default keyring can be overridden by the keyring indicated to the
727      request_key() system call.
728
729      Note that this setting is inherited across fork/exec.
730
731      [1] The default is: the thread keyring if there is one, otherwise
732      the process keyring if there is one, otherwise the session keyring if
733      there is one, otherwise the user default session keyring.
734
735
736  (*) Set the timeout on a key.
737
738         long keyctl(KEYCTL_SET_TIMEOUT, key_serial_t key, unsigned timeout);
739
740      This sets or clears the timeout on a key. The timeout can be 0 to clear
741      the timeout or a number of seconds to set the expiry time that far into
742      the future.
743
744      The process must have attribute modification access on a key to set its
745      timeout. Timeouts may not be set with this function on negative, revoked
746      or expired keys.
747
748
749  (*) Assume the authority granted to instantiate a key
750
751         long keyctl(KEYCTL_ASSUME_AUTHORITY, key_serial_t key);
752
753      This assumes or divests the authority required to instantiate the
754      specified key. Authority can only be assumed if the thread has the
755      authorisation key associated with the specified key in its keyrings
756      somewhere.
757
758      Once authority is assumed, searches for keys will also search the
759      requester's keyrings using the requester's security label, UID, GID and
760      groups.
761
762      If the requested authority is unavailable, error EPERM will be returned,
763      likewise if the authority has been revoked because the target key is
764      already instantiated.
765
766      If the specified key is 0, then any assumed authority will be divested.
767
768      The assumed authoritative key is inherited across fork and exec.
769
770
771  (*) Get the LSM security context attached to a key.
772
773         long keyctl(KEYCTL_GET_SECURITY, key_serial_t key, char *buffer,
774                     size_t buflen)
775
776      This function returns a string that represents the LSM security context
777      attached to a key in the buffer provided.
778
779      Unless there's an error, it always returns the amount of data it could
780      produce, even if that's too big for the buffer, but it won't copy more
781      than requested to userspace. If the buffer pointer is NULL then no copy
782      will take place.
783
784      A NUL character is included at the end of the string if the buffer is
785      sufficiently big.  This is included in the returned count.  If no LSM is
786      in force then an empty string will be returned.
787
788      A process must have view permission on the key for this function to be
789      successful.
790
791
792  (*) Install the calling process's session keyring on its parent.
793
794         long keyctl(KEYCTL_SESSION_TO_PARENT);
795
796      This functions attempts to install the calling process's session keyring
797      on to the calling process's parent, replacing the parent's current session
798      keyring.
799
800      The calling process must have the same ownership as its parent, the
801      keyring must have the same ownership as the calling process, the calling
802      process must have LINK permission on the keyring and the active LSM module
803      mustn't deny permission, otherwise error EPERM will be returned.
804
805      Error ENOMEM will be returned if there was insufficient memory to complete
806      the operation, otherwise 0 will be returned to indicate success.
807
808      The keyring will be replaced next time the parent process leaves the
809      kernel and resumes executing userspace.
810
811
812  (*) Invalidate a key.
813
814         long keyctl(KEYCTL_INVALIDATE, key_serial_t key);
815
816      This function marks a key as being invalidated and then wakes up the
817      garbage collector.  The garbage collector immediately removes invalidated
818      keys from all keyrings and deletes the key when its reference count
819      reaches zero.
820
821      Keys that are marked invalidated become invisible to normal key operations
822      immediately, though they are still visible in /proc/keys until deleted
823      (they're marked with an 'i' flag).
824
825      A process must have search permission on the key for this function to be
826      successful.
827
828
829 ===============
830 KERNEL SERVICES
831 ===============
832
833 The kernel services for key management are fairly simple to deal with. They can
834 be broken down into two areas: keys and key types.
835
836 Dealing with keys is fairly straightforward. Firstly, the kernel service
837 registers its type, then it searches for a key of that type. It should retain
838 the key as long as it has need of it, and then it should release it. For a
839 filesystem or device file, a search would probably be performed during the open
840 call, and the key released upon close. How to deal with conflicting keys due to
841 two different users opening the same file is left to the filesystem author to
842 solve.
843
844 To access the key manager, the following header must be #included:
845
846         <linux/key.h>
847
848 Specific key types should have a header file under include/keys/ that should be
849 used to access that type.  For keys of type "user", for example, that would be:
850
851         <keys/user-type.h>
852
853 Note that there are two different types of pointers to keys that may be
854 encountered:
855
856  (*) struct key *
857
858      This simply points to the key structure itself. Key structures will be at
859      least four-byte aligned.
860
861  (*) key_ref_t
862
863      This is equivalent to a struct key *, but the least significant bit is set
864      if the caller "possesses" the key. By "possession" it is meant that the
865      calling processes has a searchable link to the key from one of its
866      keyrings. There are three functions for dealing with these:
867
868         key_ref_t make_key_ref(const struct key *key, bool possession);
869
870         struct key *key_ref_to_ptr(const key_ref_t key_ref);
871
872         bool is_key_possessed(const key_ref_t key_ref);
873
874      The first function constructs a key reference from a key pointer and
875      possession information (which must be true or false).
876
877      The second function retrieves the key pointer from a reference and the
878      third retrieves the possession flag.
879
880 When accessing a key's payload contents, certain precautions must be taken to
881 prevent access vs modification races. See the section "Notes on accessing
882 payload contents" for more information.
883
884 (*) To search for a key, call:
885
886         struct key *request_key(const struct key_type *type,
887                                 const char *description,
888                                 const char *callout_info);
889
890     This is used to request a key or keyring with a description that matches
891     the description specified according to the key type's match function. This
892     permits approximate matching to occur. If callout_string is not NULL, then
893     /sbin/request-key will be invoked in an attempt to obtain the key from
894     userspace. In that case, callout_string will be passed as an argument to
895     the program.
896
897     Should the function fail error ENOKEY, EKEYEXPIRED or EKEYREVOKED will be
898     returned.
899
900     If successful, the key will have been attached to the default keyring for
901     implicitly obtained request-key keys, as set by KEYCTL_SET_REQKEY_KEYRING.
902
903     See also Documentation/security/keys-request-key.txt.
904
905
906 (*) To search for a key, passing auxiliary data to the upcaller, call:
907
908         struct key *request_key_with_auxdata(const struct key_type *type,
909                                              const char *description,
910                                              const void *callout_info,
911                                              size_t callout_len,
912                                              void *aux);
913
914     This is identical to request_key(), except that the auxiliary data is
915     passed to the key_type->request_key() op if it exists, and the callout_info
916     is a blob of length callout_len, if given (the length may be 0).
917
918
919 (*) A key can be requested asynchronously by calling one of:
920
921         struct key *request_key_async(const struct key_type *type,
922                                       const char *description,
923                                       const void *callout_info,
924                                       size_t callout_len);
925
926     or:
927
928         struct key *request_key_async_with_auxdata(const struct key_type *type,
929                                                    const char *description,
930                                                    const char *callout_info,
931                                                    size_t callout_len,
932                                                    void *aux);
933
934     which are asynchronous equivalents of request_key() and
935     request_key_with_auxdata() respectively.
936
937     These two functions return with the key potentially still under
938     construction.  To wait for construction completion, the following should be
939     called:
940
941         int wait_for_key_construction(struct key *key, bool intr);
942
943     The function will wait for the key to finish being constructed and then
944     invokes key_validate() to return an appropriate value to indicate the state
945     of the key (0 indicates the key is usable).
946
947     If intr is true, then the wait can be interrupted by a signal, in which
948     case error ERESTARTSYS will be returned.
949
950
951 (*) When it is no longer required, the key should be released using:
952
953         void key_put(struct key *key);
954
955     Or:
956
957         void key_ref_put(key_ref_t key_ref);
958
959     These can be called from interrupt context. If CONFIG_KEYS is not set then
960     the argument will not be parsed.
961
962
963 (*) Extra references can be made to a key by calling one of the following
964     functions:
965
966         struct key *__key_get(struct key *key);
967         struct key *key_get(struct key *key);
968
969     Keys so references will need to be disposed of by calling key_put() when
970     they've been finished with.  The key pointer passed in will be returned.
971
972     In the case of key_get(), if the pointer is NULL or CONFIG_KEYS is not set
973     then the key will not be dereferenced and no increment will take place.
974
975
976 (*) A key's serial number can be obtained by calling:
977
978         key_serial_t key_serial(struct key *key);
979
980     If key is NULL or if CONFIG_KEYS is not set then 0 will be returned (in the
981     latter case without parsing the argument).
982
983
984 (*) If a keyring was found in the search, this can be further searched by:
985
986         key_ref_t keyring_search(key_ref_t keyring_ref,
987                                  const struct key_type *type,
988                                  const char *description)
989
990     This searches the keyring tree specified for a matching key. Error ENOKEY
991     is returned upon failure (use IS_ERR/PTR_ERR to determine). If successful,
992     the returned key will need to be released.
993
994     The possession attribute from the keyring reference is used to control
995     access through the permissions mask and is propagated to the returned key
996     reference pointer if successful.
997
998
999 (*) A keyring can be created by:
1000
1001         struct key *keyring_alloc(const char *description, uid_t uid, gid_t gid,
1002                                   const struct cred *cred,
1003                                   key_perm_t perm,
1004                                   unsigned long flags,
1005                                   struct key *dest);
1006
1007     This creates a keyring with the given attributes and returns it.  If dest
1008     is not NULL, the new keyring will be linked into the keyring to which it
1009     points.  No permission checks are made upon the destination keyring.
1010
1011     Error EDQUOT can be returned if the keyring would overload the quota (pass
1012     KEY_ALLOC_NOT_IN_QUOTA in flags if the keyring shouldn't be accounted
1013     towards the user's quota).  Error ENOMEM can also be returned.
1014
1015
1016 (*) To check the validity of a key, this function can be called:
1017
1018         int validate_key(struct key *key);
1019
1020     This checks that the key in question hasn't expired or and hasn't been
1021     revoked. Should the key be invalid, error EKEYEXPIRED or EKEYREVOKED will
1022     be returned. If the key is NULL or if CONFIG_KEYS is not set then 0 will be
1023     returned (in the latter case without parsing the argument).
1024
1025
1026 (*) To register a key type, the following function should be called:
1027
1028         int register_key_type(struct key_type *type);
1029
1030     This will return error EEXIST if a type of the same name is already
1031     present.
1032
1033
1034 (*) To unregister a key type, call:
1035
1036         void unregister_key_type(struct key_type *type);
1037
1038
1039 Under some circumstances, it may be desirable to deal with a bundle of keys.
1040 The facility provides access to the keyring type for managing such a bundle:
1041
1042         struct key_type key_type_keyring;
1043
1044 This can be used with a function such as request_key() to find a specific
1045 keyring in a process's keyrings.  A keyring thus found can then be searched
1046 with keyring_search().  Note that it is not possible to use request_key() to
1047 search a specific keyring, so using keyrings in this way is of limited utility.
1048
1049
1050 ===================================
1051 NOTES ON ACCESSING PAYLOAD CONTENTS
1052 ===================================
1053
1054 The simplest payload is just a number in key->payload.value. In this case,
1055 there's no need to indulge in RCU or locking when accessing the payload.
1056
1057 More complex payload contents must be allocated and a pointer to them set in
1058 key->payload.data. One of the following ways must be selected to access the
1059 data:
1060
1061  (1) Unmodifiable key type.
1062
1063      If the key type does not have a modify method, then the key's payload can
1064      be accessed without any form of locking, provided that it's known to be
1065      instantiated (uninstantiated keys cannot be "found").
1066
1067  (2) The key's semaphore.
1068
1069      The semaphore could be used to govern access to the payload and to control
1070      the payload pointer. It must be write-locked for modifications and would
1071      have to be read-locked for general access. The disadvantage of doing this
1072      is that the accessor may be required to sleep.
1073
1074  (3) RCU.
1075
1076      RCU must be used when the semaphore isn't already held; if the semaphore
1077      is held then the contents can't change under you unexpectedly as the
1078      semaphore must still be used to serialise modifications to the key. The
1079      key management code takes care of this for the key type.
1080
1081      However, this means using:
1082
1083         rcu_read_lock() ... rcu_dereference() ... rcu_read_unlock()
1084
1085      to read the pointer, and:
1086
1087         rcu_dereference() ... rcu_assign_pointer() ... call_rcu()
1088
1089      to set the pointer and dispose of the old contents after a grace period.
1090      Note that only the key type should ever modify a key's payload.
1091
1092      Furthermore, an RCU controlled payload must hold a struct rcu_head for the
1093      use of call_rcu() and, if the payload is of variable size, the length of
1094      the payload. key->datalen cannot be relied upon to be consistent with the
1095      payload just dereferenced if the key's semaphore is not held.
1096
1097
1098 ===================
1099 DEFINING A KEY TYPE
1100 ===================
1101
1102 A kernel service may want to define its own key type. For instance, an AFS
1103 filesystem might want to define a Kerberos 5 ticket key type. To do this, it
1104 author fills in a key_type struct and registers it with the system.
1105
1106 Source files that implement key types should include the following header file:
1107
1108         <linux/key-type.h>
1109
1110 The structure has a number of fields, some of which are mandatory:
1111
1112  (*) const char *name
1113
1114      The name of the key type. This is used to translate a key type name
1115      supplied by userspace into a pointer to the structure.
1116
1117
1118  (*) size_t def_datalen
1119
1120      This is optional - it supplies the default payload data length as
1121      contributed to the quota. If the key type's payload is always or almost
1122      always the same size, then this is a more efficient way to do things.
1123
1124      The data length (and quota) on a particular key can always be changed
1125      during instantiation or update by calling:
1126
1127         int key_payload_reserve(struct key *key, size_t datalen);
1128
1129      With the revised data length. Error EDQUOT will be returned if this is not
1130      viable.
1131
1132
1133  (*) int (*vet_description)(const char *description);
1134
1135      This optional method is called to vet a key description.  If the key type
1136      doesn't approve of the key description, it may return an error, otherwise
1137      it should return 0.
1138
1139
1140  (*) int (*preparse)(struct key_preparsed_payload *prep);
1141
1142      This optional method permits the key type to attempt to parse payload
1143      before a key is created (add key) or the key semaphore is taken (update or
1144      instantiate key).  The structure pointed to by prep looks like:
1145
1146         struct key_preparsed_payload {
1147                 char            *description;
1148                 void            *type_data[2];
1149                 void            *payload;
1150                 const void      *data;
1151                 size_t          datalen;
1152                 size_t          quotalen;
1153         };
1154
1155      Before calling the method, the caller will fill in data and datalen with
1156      the payload blob parameters; quotalen will be filled in with the default
1157      quota size from the key type and the rest will be cleared.
1158
1159      If a description can be proposed from the payload contents, that should be
1160      attached as a string to the description field.  This will be used for the
1161      key description if the caller of add_key() passes NULL or "".
1162
1163      The method can attach anything it likes to type_data[] and payload.  These
1164      are merely passed along to the instantiate() or update() operations.
1165
1166      The method should return 0 if success ful or a negative error code
1167      otherwise.
1168
1169      
1170  (*) void (*free_preparse)(struct key_preparsed_payload *prep);
1171
1172      This method is only required if the preparse() method is provided,
1173      otherwise it is unused.  It cleans up anything attached to the
1174      description, type_data and payload fields of the key_preparsed_payload
1175      struct as filled in by the preparse() method.
1176
1177
1178  (*) int (*instantiate)(struct key *key, struct key_preparsed_payload *prep);
1179
1180      This method is called to attach a payload to a key during construction.
1181      The payload attached need not bear any relation to the data passed to this
1182      function.
1183
1184      The prep->data and prep->datalen fields will define the original payload
1185      blob.  If preparse() was supplied then other fields may be filled in also.
1186
1187      If the amount of data attached to the key differs from the size in
1188      keytype->def_datalen, then key_payload_reserve() should be called.
1189
1190      This method does not have to lock the key in order to attach a payload.
1191      The fact that KEY_FLAG_INSTANTIATED is not set in key->flags prevents
1192      anything else from gaining access to the key.
1193
1194      It is safe to sleep in this method.
1195
1196
1197  (*) int (*update)(struct key *key, const void *data, size_t datalen);
1198
1199      If this type of key can be updated, then this method should be provided.
1200      It is called to update a key's payload from the blob of data provided.
1201
1202      The prep->data and prep->datalen fields will define the original payload
1203      blob.  If preparse() was supplied then other fields may be filled in also.
1204
1205      key_payload_reserve() should be called if the data length might change
1206      before any changes are actually made. Note that if this succeeds, the type
1207      is committed to changing the key because it's already been altered, so all
1208      memory allocation must be done first.
1209
1210      The key will have its semaphore write-locked before this method is called,
1211      but this only deters other writers; any changes to the key's payload must
1212      be made under RCU conditions, and call_rcu() must be used to dispose of
1213      the old payload.
1214
1215      key_payload_reserve() should be called before the changes are made, but
1216      after all allocations and other potentially failing function calls are
1217      made.
1218
1219      It is safe to sleep in this method.
1220
1221
1222  (*) int (*match)(const struct key *key, const void *desc);
1223
1224      This method is called to match a key against a description. It should
1225      return non-zero if the two match, zero if they don't.
1226
1227      This method should not need to lock the key in any way. The type and
1228      description can be considered invariant, and the payload should not be
1229      accessed (the key may not yet be instantiated).
1230
1231      It is not safe to sleep in this method; the caller may hold spinlocks.
1232
1233
1234  (*) void (*revoke)(struct key *key);
1235
1236      This method is optional.  It is called to discard part of the payload
1237      data upon a key being revoked.  The caller will have the key semaphore
1238      write-locked.
1239
1240      It is safe to sleep in this method, though care should be taken to avoid
1241      a deadlock against the key semaphore.
1242
1243
1244  (*) void (*destroy)(struct key *key);
1245
1246      This method is optional. It is called to discard the payload data on a key
1247      when it is being destroyed.
1248
1249      This method does not need to lock the key to access the payload; it can
1250      consider the key as being inaccessible at this time. Note that the key's
1251      type may have been changed before this function is called.
1252
1253      It is not safe to sleep in this method; the caller may hold spinlocks.
1254
1255
1256  (*) void (*describe)(const struct key *key, struct seq_file *p);
1257
1258      This method is optional. It is called during /proc/keys reading to
1259      summarise a key's description and payload in text form.
1260
1261      This method will be called with the RCU read lock held. rcu_dereference()
1262      should be used to read the payload pointer if the payload is to be
1263      accessed. key->datalen cannot be trusted to stay consistent with the
1264      contents of the payload.
1265
1266      The description will not change, though the key's state may.
1267
1268      It is not safe to sleep in this method; the RCU read lock is held by the
1269      caller.
1270
1271
1272  (*) long (*read)(const struct key *key, char __user *buffer, size_t buflen);
1273
1274      This method is optional. It is called by KEYCTL_READ to translate the
1275      key's payload into something a blob of data for userspace to deal with.
1276      Ideally, the blob should be in the same format as that passed in to the
1277      instantiate and update methods.
1278
1279      If successful, the blob size that could be produced should be returned
1280      rather than the size copied.
1281
1282      This method will be called with the key's semaphore read-locked. This will
1283      prevent the key's payload changing. It is not necessary to use RCU locking
1284      when accessing the key's payload. It is safe to sleep in this method, such
1285      as might happen when the userspace buffer is accessed.
1286
1287
1288  (*) int (*request_key)(struct key_construction *cons, const char *op,
1289                         void *aux);
1290
1291      This method is optional.  If provided, request_key() and friends will
1292      invoke this function rather than upcalling to /sbin/request-key to operate
1293      upon a key of this type.
1294
1295      The aux parameter is as passed to request_key_async_with_auxdata() and
1296      similar or is NULL otherwise.  Also passed are the construction record for
1297      the key to be operated upon and the operation type (currently only
1298      "create").
1299
1300      This method is permitted to return before the upcall is complete, but the
1301      following function must be called under all circumstances to complete the
1302      instantiation process, whether or not it succeeds, whether or not there's
1303      an error:
1304
1305         void complete_request_key(struct key_construction *cons, int error);
1306
1307      The error parameter should be 0 on success, -ve on error.  The
1308      construction record is destroyed by this action and the authorisation key
1309      will be revoked.  If an error is indicated, the key under construction
1310      will be negatively instantiated if it wasn't already instantiated.
1311
1312      If this method returns an error, that error will be returned to the
1313      caller of request_key*().  complete_request_key() must be called prior to
1314      returning.
1315
1316      The key under construction and the authorisation key can be found in the
1317      key_construction struct pointed to by cons:
1318
1319      (*) struct key *key;
1320
1321          The key under construction.
1322
1323      (*) struct key *authkey;
1324
1325          The authorisation key.
1326
1327
1328 ============================
1329 REQUEST-KEY CALLBACK SERVICE
1330 ============================
1331
1332 To create a new key, the kernel will attempt to execute the following command
1333 line:
1334
1335         /sbin/request-key create <key> <uid> <gid> \
1336                 <threadring> <processring> <sessionring> <callout_info>
1337
1338 <key> is the key being constructed, and the three keyrings are the process
1339 keyrings from the process that caused the search to be issued. These are
1340 included for two reasons:
1341
1342   (1) There may be an authentication token in one of the keyrings that is
1343       required to obtain the key, eg: a Kerberos Ticket-Granting Ticket.
1344
1345   (2) The new key should probably be cached in one of these rings.
1346
1347 This program should set it UID and GID to those specified before attempting to
1348 access any more keys. It may then look around for a user specific process to
1349 hand the request off to (perhaps a path held in placed in another key by, for
1350 example, the KDE desktop manager).
1351
1352 The program (or whatever it calls) should finish construction of the key by
1353 calling KEYCTL_INSTANTIATE or KEYCTL_INSTANTIATE_IOV, which also permits it to
1354 cache the key in one of the keyrings (probably the session ring) before
1355 returning.  Alternatively, the key can be marked as negative with KEYCTL_NEGATE
1356 or KEYCTL_REJECT; this also permits the key to be cached in one of the
1357 keyrings.
1358
1359 If it returns with the key remaining in the unconstructed state, the key will
1360 be marked as being negative, it will be added to the session keyring, and an
1361 error will be returned to the key requestor.
1362
1363 Supplementary information may be provided from whoever or whatever invoked this
1364 service. This will be passed as the <callout_info> parameter. If no such
1365 information was made available, then "-" will be passed as this parameter
1366 instead.
1367
1368
1369 Similarly, the kernel may attempt to update an expired or a soon to expire key
1370 by executing:
1371
1372         /sbin/request-key update <key> <uid> <gid> \
1373                 <threadring> <processring> <sessionring>
1374
1375 In this case, the program isn't required to actually attach the key to a ring;
1376 the rings are provided for reference.
1377
1378
1379 ==================
1380 GARBAGE COLLECTION
1381 ==================
1382
1383 Dead keys (for which the type has been removed) will be automatically unlinked
1384 from those keyrings that point to them and deleted as soon as possible by a
1385 background garbage collector.
1386
1387 Similarly, revoked and expired keys will be garbage collected, but only after a
1388 certain amount of time has passed.  This time is set as a number of seconds in:
1389
1390         /proc/sys/kernel/keys/gc_delay