Linux 4.1.18
[linux/fpc-iii.git] / Documentation / security / keys.txt
blobc9e7f4f223a55b6fed9e740cc2f17a4a773e02da
1                          ============================
2                          KERNEL KEY RETENTION SERVICE
3                          ============================
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.
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.
13 The key service can be configured on by enabling:
15         "Security options"/"Enable access key retention support" (CONFIG_KEYS)
17 This document has the following sections:
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
32 ============
33 KEY OVERVIEW
34 ============
36 In this context, keys represent units of cryptographic data, authentication
37 tokens, keyrings, etc.. These are represented in the kernel by struct key.
39 Each key has a number of attributes:
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.
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.
54      Userspace programs can use a key's serial numbers as a way to gain access
55      to it, subject to permission checking.
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.
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.
64      Should a type be removed from the system, all the keys of that type will
65      be invalidated.
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.
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.
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.
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.
83      Having a payload is not required; and the payload can, in fact, just be a
84      value stored in the struct key itself.
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.
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.
94  (*) Each key can be in one of a number of basic states:
96      (*) Uninstantiated. The key exists, but does not have any data attached.
97          Keys being requested from userspace will be in this state.
99      (*) Instantiated. This is the normal state. The key is fully formed, and
100          has data attached.
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.
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.
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).
114      (*) Dead. The key's type was unregistered, and so the key is now useless.
116 Keys in the last three states are subject to garbage collection.  See the
117 section on "Garbage collection".
120 ====================
121 KEY SERVICE OVERVIEW
122 ====================
124 The key service provides a number of features besides keys:
126  (*) The key service defines three special key types:
128      (+) "keyring"
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.
134      (+) "user"
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.
140      (+) "logon"
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.
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.
152  (*) Each process subscribes to three keyrings: a thread-specific keyring, a
153      process-specific keyring, and a session-specific keyring.
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.
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.
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.
170      The ownership of the thread keyring changes when the real UID and GID of
171      the thread changes.
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.
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.
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.
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.
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").
191      Process-specific and thread-specific keyrings are not counted towards a
192      user's quota.
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.
197  (*) There's a system call interface by which userspace programs can create and
198      manipulate keys and keyrings.
200  (*) There's a kernel interface by which services can register types and search
201      for keys.
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.
206  (*) An optional filesystem is available through which the key database can be
207      viewed and manipulated.
210 ======================
211 KEY ACCESS PERMISSIONS
212 ======================
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:
218  (*) View
220      This permits a key or keyring's attributes to be viewed - including key
221      type and description.
223  (*) Read
225      This permits a key's payload to be viewed or a keyring's list of linked
226      keys.
228  (*) Write
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.
233  (*) Search
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.
238  (*) Link
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.
244  (*) Set Attribute
246      This permits a key's UID, GID and permissions mask to be changed.
248 For changing the ownership, group ID or permissions mask, being the owner of
249 the key or having the sysadmin capability is sufficient.
252 ===============
253 SELINUX SUPPORT
254 ===============
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.
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.
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.
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.
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.
285 ================
286 NEW PROCFS FILES
287 ================
289 Two files have been added to procfs by which an administrator can find out
290 about the status of the key service:
292  (*) /proc/keys
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.
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.
304      The contents of the file look like this:
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
317      The flags are:
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
327  (*) /proc/key-users
329      This file lists the tracking data for each user that has at least one key
330      on the system.  Such data includes quota information and statistics:
332         [root@andromeda root]# cat /proc/key-users
333         0:     46 45/45 1/100 13/10000
334         29:     2 2/2 2/100 40/10000
335         32:     2 2/2 2/100 40/10000
336         38:     2 2/2 2/100 40/10000
338      The format of each line is
339         <UID>:                  User ID to which this applies
340         <usage>                 Structure refcount
341         <inst>/<keys>           Total number of keys and number instantiated
342         <keys>/<max>            Key count quota
343         <bytes>/<max>           Key size quota
346 Four new sysctl files have been added also for the purpose of controlling the
347 quota limits on keys:
349  (*) /proc/sys/kernel/keys/root_maxkeys
350      /proc/sys/kernel/keys/root_maxbytes
352      These files hold the maximum number of keys that root may have and the
353      maximum total number of bytes of data that root may have stored in those
354      keys.
356  (*) /proc/sys/kernel/keys/maxkeys
357      /proc/sys/kernel/keys/maxbytes
359      These files hold the maximum number of keys that each non-root user may
360      have and the maximum total number of bytes of data that each of those
361      users may have stored in their keys.
363 Root may alter these by writing each new limit as a decimal number string to
364 the appropriate file.
367 ===============================
368 USERSPACE SYSTEM CALL INTERFACE
369 ===============================
371 Userspace can manipulate keys directly through three new syscalls: add_key,
372 request_key and keyctl. The latter provides a number of functions for
373 manipulating keys.
375 When referring to a key directly, userspace programs should use the key's
376 serial number (a positive 32-bit integer). However, there are some special
377 values available for referring to special keys and keyrings that relate to the
378 process making the call:
380         CONSTANT                        VALUE   KEY REFERENCED
381         ==============================  ======  ===========================
382         KEY_SPEC_THREAD_KEYRING         -1      thread-specific keyring
383         KEY_SPEC_PROCESS_KEYRING        -2      process-specific keyring
384         KEY_SPEC_SESSION_KEYRING        -3      session-specific keyring
385         KEY_SPEC_USER_KEYRING           -4      UID-specific keyring
386         KEY_SPEC_USER_SESSION_KEYRING   -5      UID-session keyring
387         KEY_SPEC_GROUP_KEYRING          -6      GID-specific keyring
388         KEY_SPEC_REQKEY_AUTH_KEY        -7      assumed request_key()
389                                                   authorisation key
392 The main syscalls are:
394  (*) Create a new key of given type, description and payload and add it to the
395      nominated keyring:
397         key_serial_t add_key(const char *type, const char *desc,
398                              const void *payload, size_t plen,
399                              key_serial_t keyring);
401      If a key of the same type and description as that proposed already exists
402      in the keyring, this will try to update it with the given payload, or it
403      will return error EEXIST if that function is not supported by the key
404      type. The process must also have permission to write to the key to be able
405      to update it. The new key will have all user permissions granted and no
406      group or third party permissions.
408      Otherwise, this will attempt to create a new key of the specified type and
409      description, and to instantiate it with the supplied payload and attach it
410      to the keyring. In this case, an error will be generated if the process
411      does not have permission to write to the keyring.
413      If the key type supports it, if the description is NULL or an empty
414      string, the key type will try and generate a description from the content
415      of the payload.
417      The payload is optional, and the pointer can be NULL if not required by
418      the type. The payload is plen in size, and plen can be zero for an empty
419      payload.
421      A new keyring can be generated by setting type "keyring", the keyring name
422      as the description (or NULL) and setting the payload to NULL.
424      User defined keys can be created by specifying type "user". It is
425      recommended that a user defined key's description by prefixed with a type
426      ID and a colon, such as "krb5tgt:" for a Kerberos 5 ticket granting
427      ticket.
429      Any other type must have been registered with the kernel in advance by a
430      kernel service such as a filesystem.
432      The ID of the new or updated key is returned if successful.
435  (*) Search the process's keyrings for a key, potentially calling out to
436      userspace to create it.
438         key_serial_t request_key(const char *type, const char *description,
439                                  const char *callout_info,
440                                  key_serial_t dest_keyring);
442      This function searches all the process's keyrings in the order thread,
443      process, session for a matching key. This works very much like
444      KEYCTL_SEARCH, including the optional attachment of the discovered key to
445      a keyring.
447      If a key cannot be found, and if callout_info is not NULL, then
448      /sbin/request-key will be invoked in an attempt to obtain a key. The
449      callout_info string will be passed as an argument to the program.
451      See also Documentation/security/keys-request-key.txt.
454 The keyctl syscall functions are:
456  (*) Map a special key ID to a real key ID for this process:
458         key_serial_t keyctl(KEYCTL_GET_KEYRING_ID, key_serial_t id,
459                             int create);
461      The special key specified by "id" is looked up (with the key being created
462      if necessary) and the ID of the key or keyring thus found is returned if
463      it exists.
465      If the key does not yet exist, the key will be created if "create" is
466      non-zero; and the error ENOKEY will be returned if "create" is zero.
469  (*) Replace the session keyring this process subscribes to with a new one:
471         key_serial_t keyctl(KEYCTL_JOIN_SESSION_KEYRING, const char *name);
473      If name is NULL, an anonymous keyring is created attached to the process
474      as its session keyring, displacing the old session keyring.
476      If name is not NULL, if a keyring of that name exists, the process
477      attempts to attach it as the session keyring, returning an error if that
478      is not permitted; otherwise a new keyring of that name is created and
479      attached as the session keyring.
481      To attach to a named keyring, the keyring must have search permission for
482      the process's ownership.
484      The ID of the new session keyring is returned if successful.
487  (*) Update the specified key:
489         long keyctl(KEYCTL_UPDATE, key_serial_t key, const void *payload,
490                     size_t plen);
492      This will try to update the specified key with the given payload, or it
493      will return error EOPNOTSUPP if that function is not supported by the key
494      type. The process must also have permission to write to the key to be able
495      to update it.
497      The payload is of length plen, and may be absent or empty as for
498      add_key().
501  (*) Revoke a key:
503         long keyctl(KEYCTL_REVOKE, key_serial_t key);
505      This makes a key unavailable for further operations. Further attempts to
506      use the key will be met with error EKEYREVOKED, and the key will no longer
507      be findable.
510  (*) Change the ownership of a key:
512         long keyctl(KEYCTL_CHOWN, key_serial_t key, uid_t uid, gid_t gid);
514      This function permits a key's owner and group ID to be changed. Either one
515      of uid or gid can be set to -1 to suppress that change.
517      Only the superuser can change a key's owner to something other than the
518      key's current owner. Similarly, only the superuser can change a key's
519      group ID to something other than the calling process's group ID or one of
520      its group list members.
523  (*) Change the permissions mask on a key:
525         long keyctl(KEYCTL_SETPERM, key_serial_t key, key_perm_t perm);
527      This function permits the owner of a key or the superuser to change the
528      permissions mask on a key.
530      Only bits the available bits are permitted; if any other bits are set,
531      error EINVAL will be returned.
534  (*) Describe a key:
536         long keyctl(KEYCTL_DESCRIBE, key_serial_t key, char *buffer,
537                     size_t buflen);
539      This function returns a summary of the key's attributes (but not its
540      payload data) as a string in the buffer provided.
542      Unless there's an error, it always returns the amount of data it could
543      produce, even if that's too big for the buffer, but it won't copy more
544      than requested to userspace. If the buffer pointer is NULL then no copy
545      will take place.
547      A process must have view permission on the key for this function to be
548      successful.
550      If successful, a string is placed in the buffer in the following format:
552         <type>;<uid>;<gid>;<perm>;<description>
554      Where type and description are strings, uid and gid are decimal, and perm
555      is hexadecimal. A NUL character is included at the end of the string if
556      the buffer is sufficiently big.
558      This can be parsed with
560         sscanf(buffer, "%[^;];%d;%d;%o;%s", type, &uid, &gid, &mode, desc);
563  (*) Clear out a keyring:
565         long keyctl(KEYCTL_CLEAR, key_serial_t keyring);
567      This function clears the list of keys attached to a keyring. The calling
568      process must have write permission on the keyring, and it must be a
569      keyring (or else error ENOTDIR will result).
571      This function can also be used to clear special kernel keyrings if they
572      are appropriately marked if the user has CAP_SYS_ADMIN capability.  The
573      DNS resolver cache keyring is an example of this.
576  (*) Link a key into a keyring:
578         long keyctl(KEYCTL_LINK, key_serial_t keyring, key_serial_t key);
580      This function creates a link from the keyring to the key. The process must
581      have write permission on the keyring and must have link permission on the
582      key.
584      Should the keyring not be a keyring, error ENOTDIR will result; and if the
585      keyring is full, error ENFILE will result.
587      The link procedure checks the nesting of the keyrings, returning ELOOP if
588      it appears too deep or EDEADLK if the link would introduce a cycle.
590      Any links within the keyring to keys that match the new key in terms of
591      type and description will be discarded from the keyring as the new one is
592      added.
595  (*) Unlink a key or keyring from another keyring:
597         long keyctl(KEYCTL_UNLINK, key_serial_t keyring, key_serial_t key);
599      This function looks through the keyring for the first link to the
600      specified key, and removes it if found. Subsequent links to that key are
601      ignored. The process must have write permission on the keyring.
603      If the keyring is not a keyring, error ENOTDIR will result; and if the key
604      is not present, error ENOENT will be the result.
607  (*) Search a keyring tree for a key:
609         key_serial_t keyctl(KEYCTL_SEARCH, key_serial_t keyring,
610                             const char *type, const char *description,
611                             key_serial_t dest_keyring);
613      This searches the keyring tree headed by the specified keyring until a key
614      is found that matches the type and description criteria. Each keyring is
615      checked for keys before recursion into its children occurs.
617      The process must have search permission on the top level keyring, or else
618      error EACCES will result. Only keyrings that the process has search
619      permission on will be recursed into, and only keys and keyrings for which
620      a process has search permission can be matched. If the specified keyring
621      is not a keyring, ENOTDIR will result.
623      If the search succeeds, the function will attempt to link the found key
624      into the destination keyring if one is supplied (non-zero ID). All the
625      constraints applicable to KEYCTL_LINK apply in this case too.
627      Error ENOKEY, EKEYREVOKED or EKEYEXPIRED will be returned if the search
628      fails. On success, the resulting key ID will be returned.
631  (*) Read the payload data from a key:
633         long keyctl(KEYCTL_READ, key_serial_t keyring, char *buffer,
634                     size_t buflen);
636      This function attempts to read the payload data from the specified key
637      into the buffer. The process must have read permission on the key to
638      succeed.
640      The returned data will be processed for presentation by the key type. For
641      instance, a keyring will return an array of key_serial_t entries
642      representing the IDs of all the keys to which it is subscribed. The user
643      defined key type will return its data as is. If a key type does not
644      implement this function, error EOPNOTSUPP will result.
646      As much of the data as can be fitted into the buffer will be copied to
647      userspace if the buffer pointer is not NULL.
649      On a successful return, the function will always return the amount of data
650      available rather than the amount copied.
653  (*) Instantiate a partially constructed key.
655         long keyctl(KEYCTL_INSTANTIATE, key_serial_t key,
656                     const void *payload, size_t plen,
657                     key_serial_t keyring);
658         long keyctl(KEYCTL_INSTANTIATE_IOV, key_serial_t key,
659                     const struct iovec *payload_iov, unsigned ioc,
660                     key_serial_t keyring);
662      If the kernel calls back to userspace to complete the instantiation of a
663      key, userspace should use this call to supply data for the key before the
664      invoked process returns, or else the key will be marked negative
665      automatically.
667      The process must have write access on the key to be able to instantiate
668      it, and the key must be uninstantiated.
670      If a keyring is specified (non-zero), the key will also be linked into
671      that keyring, however all the constraints applying in KEYCTL_LINK apply in
672      this case too.
674      The payload and plen arguments describe the payload data as for add_key().
676      The payload_iov and ioc arguments describe the payload data in an iovec
677      array instead of a single buffer.
680  (*) Negatively instantiate a partially constructed key.
682         long keyctl(KEYCTL_NEGATE, key_serial_t key,
683                     unsigned timeout, key_serial_t keyring);
684         long keyctl(KEYCTL_REJECT, key_serial_t key,
685                     unsigned timeout, unsigned error, key_serial_t keyring);
687      If the kernel calls back to userspace to complete the instantiation of a
688      key, userspace should use this call mark the key as negative before the
689      invoked process returns if it is unable to fulfill the request.
691      The process must have write access on the key to be able to instantiate
692      it, and the key must be uninstantiated.
694      If a keyring is specified (non-zero), the key will also be linked into
695      that keyring, however all the constraints applying in KEYCTL_LINK apply in
696      this case too.
698      If the key is rejected, future searches for it will return the specified
699      error code until the rejected key expires.  Negating the key is the same
700      as rejecting the key with ENOKEY as the error code.
703  (*) Set the default request-key destination keyring.
705         long keyctl(KEYCTL_SET_REQKEY_KEYRING, int reqkey_defl);
707      This sets the default keyring to which implicitly requested keys will be
708      attached for this thread. reqkey_defl should be one of these constants:
710         CONSTANT                                VALUE   NEW DEFAULT KEYRING
711         ======================================  ======  =======================
712         KEY_REQKEY_DEFL_NO_CHANGE               -1      No change
713         KEY_REQKEY_DEFL_DEFAULT                 0       Default[1]
714         KEY_REQKEY_DEFL_THREAD_KEYRING          1       Thread keyring
715         KEY_REQKEY_DEFL_PROCESS_KEYRING         2       Process keyring
716         KEY_REQKEY_DEFL_SESSION_KEYRING         3       Session keyring
717         KEY_REQKEY_DEFL_USER_KEYRING            4       User keyring
718         KEY_REQKEY_DEFL_USER_SESSION_KEYRING    5       User session keyring
719         KEY_REQKEY_DEFL_GROUP_KEYRING           6       Group keyring
721      The old default will be returned if successful and error EINVAL will be
722      returned if reqkey_defl is not one of the above values.
724      The default keyring can be overridden by the keyring indicated to the
725      request_key() system call.
727      Note that this setting is inherited across fork/exec.
729      [1] The default is: the thread keyring if there is one, otherwise
730      the process keyring if there is one, otherwise the session keyring if
731      there is one, otherwise the user default session keyring.
734  (*) Set the timeout on a key.
736         long keyctl(KEYCTL_SET_TIMEOUT, key_serial_t key, unsigned timeout);
738      This sets or clears the timeout on a key. The timeout can be 0 to clear
739      the timeout or a number of seconds to set the expiry time that far into
740      the future.
742      The process must have attribute modification access on a key to set its
743      timeout. Timeouts may not be set with this function on negative, revoked
744      or expired keys.
747  (*) Assume the authority granted to instantiate a key
749         long keyctl(KEYCTL_ASSUME_AUTHORITY, key_serial_t key);
751      This assumes or divests the authority required to instantiate the
752      specified key. Authority can only be assumed if the thread has the
753      authorisation key associated with the specified key in its keyrings
754      somewhere.
756      Once authority is assumed, searches for keys will also search the
757      requester's keyrings using the requester's security label, UID, GID and
758      groups.
760      If the requested authority is unavailable, error EPERM will be returned,
761      likewise if the authority has been revoked because the target key is
762      already instantiated.
764      If the specified key is 0, then any assumed authority will be divested.
766      The assumed authoritative key is inherited across fork and exec.
769  (*) Get the LSM security context attached to a key.
771         long keyctl(KEYCTL_GET_SECURITY, key_serial_t key, char *buffer,
772                     size_t buflen)
774      This function returns a string that represents the LSM security context
775      attached to a key in the buffer provided.
777      Unless there's an error, it always returns the amount of data it could
778      produce, even if that's too big for the buffer, but it won't copy more
779      than requested to userspace. If the buffer pointer is NULL then no copy
780      will take place.
782      A NUL character is included at the end of the string if the buffer is
783      sufficiently big.  This is included in the returned count.  If no LSM is
784      in force then an empty string will be returned.
786      A process must have view permission on the key for this function to be
787      successful.
790  (*) Install the calling process's session keyring on its parent.
792         long keyctl(KEYCTL_SESSION_TO_PARENT);
794      This functions attempts to install the calling process's session keyring
795      on to the calling process's parent, replacing the parent's current session
796      keyring.
798      The calling process must have the same ownership as its parent, the
799      keyring must have the same ownership as the calling process, the calling
800      process must have LINK permission on the keyring and the active LSM module
801      mustn't deny permission, otherwise error EPERM will be returned.
803      Error ENOMEM will be returned if there was insufficient memory to complete
804      the operation, otherwise 0 will be returned to indicate success.
806      The keyring will be replaced next time the parent process leaves the
807      kernel and resumes executing userspace.
810  (*) Invalidate a key.
812         long keyctl(KEYCTL_INVALIDATE, key_serial_t key);
814      This function marks a key as being invalidated and then wakes up the
815      garbage collector.  The garbage collector immediately removes invalidated
816      keys from all keyrings and deletes the key when its reference count
817      reaches zero.
819      Keys that are marked invalidated become invisible to normal key operations
820      immediately, though they are still visible in /proc/keys until deleted
821      (they're marked with an 'i' flag).
823      A process must have search permission on the key for this function to be
824      successful.
827 ===============
828 KERNEL SERVICES
829 ===============
831 The kernel services for key management are fairly simple to deal with. They can
832 be broken down into two areas: keys and key types.
834 Dealing with keys is fairly straightforward. Firstly, the kernel service
835 registers its type, then it searches for a key of that type. It should retain
836 the key as long as it has need of it, and then it should release it. For a
837 filesystem or device file, a search would probably be performed during the open
838 call, and the key released upon close. How to deal with conflicting keys due to
839 two different users opening the same file is left to the filesystem author to
840 solve.
842 To access the key manager, the following header must be #included:
844         <linux/key.h>
846 Specific key types should have a header file under include/keys/ that should be
847 used to access that type.  For keys of type "user", for example, that would be:
849         <keys/user-type.h>
851 Note that there are two different types of pointers to keys that may be
852 encountered:
854  (*) struct key *
856      This simply points to the key structure itself. Key structures will be at
857      least four-byte aligned.
859  (*) key_ref_t
861      This is equivalent to a struct key *, but the least significant bit is set
862      if the caller "possesses" the key. By "possession" it is meant that the
863      calling processes has a searchable link to the key from one of its
864      keyrings. There are three functions for dealing with these:
866         key_ref_t make_key_ref(const struct key *key, bool possession);
868         struct key *key_ref_to_ptr(const key_ref_t key_ref);
870         bool is_key_possessed(const key_ref_t key_ref);
872      The first function constructs a key reference from a key pointer and
873      possession information (which must be true or false).
875      The second function retrieves the key pointer from a reference and the
876      third retrieves the possession flag.
878 When accessing a key's payload contents, certain precautions must be taken to
879 prevent access vs modification races. See the section "Notes on accessing
880 payload contents" for more information.
882 (*) To search for a key, call:
884         struct key *request_key(const struct key_type *type,
885                                 const char *description,
886                                 const char *callout_info);
888     This is used to request a key or keyring with a description that matches
889     the description specified according to the key type's match_preparse()
890     method. This permits approximate matching to occur. If callout_string is
891     not NULL, then /sbin/request-key will be invoked in an attempt to obtain
892     the key from userspace. In that case, callout_string will be passed as an
893     argument to the program.
895     Should the function fail error ENOKEY, EKEYEXPIRED or EKEYREVOKED will be
896     returned.
898     If successful, the key will have been attached to the default keyring for
899     implicitly obtained request-key keys, as set by KEYCTL_SET_REQKEY_KEYRING.
901     See also Documentation/security/keys-request-key.txt.
904 (*) To search for a key, passing auxiliary data to the upcaller, call:
906         struct key *request_key_with_auxdata(const struct key_type *type,
907                                              const char *description,
908                                              const void *callout_info,
909                                              size_t callout_len,
910                                              void *aux);
912     This is identical to request_key(), except that the auxiliary data is
913     passed to the key_type->request_key() op if it exists, and the callout_info
914     is a blob of length callout_len, if given (the length may be 0).
917 (*) A key can be requested asynchronously by calling one of:
919         struct key *request_key_async(const struct key_type *type,
920                                       const char *description,
921                                       const void *callout_info,
922                                       size_t callout_len);
924     or:
926         struct key *request_key_async_with_auxdata(const struct key_type *type,
927                                                    const char *description,
928                                                    const char *callout_info,
929                                                    size_t callout_len,
930                                                    void *aux);
932     which are asynchronous equivalents of request_key() and
933     request_key_with_auxdata() respectively.
935     These two functions return with the key potentially still under
936     construction.  To wait for construction completion, the following should be
937     called:
939         int wait_for_key_construction(struct key *key, bool intr);
941     The function will wait for the key to finish being constructed and then
942     invokes key_validate() to return an appropriate value to indicate the state
943     of the key (0 indicates the key is usable).
945     If intr is true, then the wait can be interrupted by a signal, in which
946     case error ERESTARTSYS will be returned.
949 (*) When it is no longer required, the key should be released using:
951         void key_put(struct key *key);
953     Or:
955         void key_ref_put(key_ref_t key_ref);
957     These can be called from interrupt context. If CONFIG_KEYS is not set then
958     the argument will not be parsed.
961 (*) Extra references can be made to a key by calling one of the following
962     functions:
964         struct key *__key_get(struct key *key);
965         struct key *key_get(struct key *key);
967     Keys so references will need to be disposed of by calling key_put() when
968     they've been finished with.  The key pointer passed in will be returned.
970     In the case of key_get(), if the pointer is NULL or CONFIG_KEYS is not set
971     then the key will not be dereferenced and no increment will take place.
974 (*) A key's serial number can be obtained by calling:
976         key_serial_t key_serial(struct key *key);
978     If key is NULL or if CONFIG_KEYS is not set then 0 will be returned (in the
979     latter case without parsing the argument).
982 (*) If a keyring was found in the search, this can be further searched by:
984         key_ref_t keyring_search(key_ref_t keyring_ref,
985                                  const struct key_type *type,
986                                  const char *description)
988     This searches the keyring tree specified for a matching key. Error ENOKEY
989     is returned upon failure (use IS_ERR/PTR_ERR to determine). If successful,
990     the returned key will need to be released.
992     The possession attribute from the keyring reference is used to control
993     access through the permissions mask and is propagated to the returned key
994     reference pointer if successful.
997 (*) A keyring can be created by:
999         struct key *keyring_alloc(const char *description, uid_t uid, gid_t gid,
1000                                   const struct cred *cred,
1001                                   key_perm_t perm,
1002                                   unsigned long flags,
1003                                   struct key *dest);
1005     This creates a keyring with the given attributes and returns it.  If dest
1006     is not NULL, the new keyring will be linked into the keyring to which it
1007     points.  No permission checks are made upon the destination keyring.
1009     Error EDQUOT can be returned if the keyring would overload the quota (pass
1010     KEY_ALLOC_NOT_IN_QUOTA in flags if the keyring shouldn't be accounted
1011     towards the user's quota).  Error ENOMEM can also be returned.
1014 (*) To check the validity of a key, this function can be called:
1016         int validate_key(struct key *key);
1018     This checks that the key in question hasn't expired or and hasn't been
1019     revoked. Should the key be invalid, error EKEYEXPIRED or EKEYREVOKED will
1020     be returned. If the key is NULL or if CONFIG_KEYS is not set then 0 will be
1021     returned (in the latter case without parsing the argument).
1024 (*) To register a key type, the following function should be called:
1026         int register_key_type(struct key_type *type);
1028     This will return error EEXIST if a type of the same name is already
1029     present.
1032 (*) To unregister a key type, call:
1034         void unregister_key_type(struct key_type *type);
1037 Under some circumstances, it may be desirable to deal with a bundle of keys.
1038 The facility provides access to the keyring type for managing such a bundle:
1040         struct key_type key_type_keyring;
1042 This can be used with a function such as request_key() to find a specific
1043 keyring in a process's keyrings.  A keyring thus found can then be searched
1044 with keyring_search().  Note that it is not possible to use request_key() to
1045 search a specific keyring, so using keyrings in this way is of limited utility.
1048 ===================================
1049 NOTES ON ACCESSING PAYLOAD CONTENTS
1050 ===================================
1052 The simplest payload is just a number in key->payload.value. In this case,
1053 there's no need to indulge in RCU or locking when accessing the payload.
1055 More complex payload contents must be allocated and a pointer to them set in
1056 key->payload.data. One of the following ways must be selected to access the
1057 data:
1059  (1) Unmodifiable key type.
1061      If the key type does not have a modify method, then the key's payload can
1062      be accessed without any form of locking, provided that it's known to be
1063      instantiated (uninstantiated keys cannot be "found").
1065  (2) The key's semaphore.
1067      The semaphore could be used to govern access to the payload and to control
1068      the payload pointer. It must be write-locked for modifications and would
1069      have to be read-locked for general access. The disadvantage of doing this
1070      is that the accessor may be required to sleep.
1072  (3) RCU.
1074      RCU must be used when the semaphore isn't already held; if the semaphore
1075      is held then the contents can't change under you unexpectedly as the
1076      semaphore must still be used to serialise modifications to the key. The
1077      key management code takes care of this for the key type.
1079      However, this means using:
1081         rcu_read_lock() ... rcu_dereference() ... rcu_read_unlock()
1083      to read the pointer, and:
1085         rcu_dereference() ... rcu_assign_pointer() ... call_rcu()
1087      to set the pointer and dispose of the old contents after a grace period.
1088      Note that only the key type should ever modify a key's payload.
1090      Furthermore, an RCU controlled payload must hold a struct rcu_head for the
1091      use of call_rcu() and, if the payload is of variable size, the length of
1092      the payload. key->datalen cannot be relied upon to be consistent with the
1093      payload just dereferenced if the key's semaphore is not held.
1096 ===================
1097 DEFINING A KEY TYPE
1098 ===================
1100 A kernel service may want to define its own key type. For instance, an AFS
1101 filesystem might want to define a Kerberos 5 ticket key type. To do this, it
1102 author fills in a key_type struct and registers it with the system.
1104 Source files that implement key types should include the following header file:
1106         <linux/key-type.h>
1108 The structure has a number of fields, some of which are mandatory:
1110  (*) const char *name
1112      The name of the key type. This is used to translate a key type name
1113      supplied by userspace into a pointer to the structure.
1116  (*) size_t def_datalen
1118      This is optional - it supplies the default payload data length as
1119      contributed to the quota. If the key type's payload is always or almost
1120      always the same size, then this is a more efficient way to do things.
1122      The data length (and quota) on a particular key can always be changed
1123      during instantiation or update by calling:
1125         int key_payload_reserve(struct key *key, size_t datalen);
1127      With the revised data length. Error EDQUOT will be returned if this is not
1128      viable.
1131  (*) int (*vet_description)(const char *description);
1133      This optional method is called to vet a key description.  If the key type
1134      doesn't approve of the key description, it may return an error, otherwise
1135      it should return 0.
1138  (*) int (*preparse)(struct key_preparsed_payload *prep);
1140      This optional method permits the key type to attempt to parse payload
1141      before a key is created (add key) or the key semaphore is taken (update or
1142      instantiate key).  The structure pointed to by prep looks like:
1144         struct key_preparsed_payload {
1145                 char            *description;
1146                 void            *type_data[2];
1147                 void            *payload;
1148                 const void      *data;
1149                 size_t          datalen;
1150                 size_t          quotalen;
1151                 time_t          expiry;
1152         };
1154      Before calling the method, the caller will fill in data and datalen with
1155      the payload blob parameters; quotalen will be filled in with the default
1156      quota size from the key type; expiry will be set to TIME_T_MAX and the
1157      rest will be cleared.
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 "".
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.  If
1165      set, the expiry time will be applied to the key if it is instantiated from
1166      this data.
1168      The method should return 0 if successful or a negative error code
1169      otherwise.
1172  (*) void (*free_preparse)(struct key_preparsed_payload *prep);
1174      This method is only required if the preparse() method is provided,
1175      otherwise it is unused.  It cleans up anything attached to the
1176      description, type_data and payload fields of the key_preparsed_payload
1177      struct as filled in by the preparse() method.  It will always be called
1178      after preparse() returns successfully, even if instantiate() or update()
1179      succeed.
1182  (*) int (*instantiate)(struct key *key, struct key_preparsed_payload *prep);
1184      This method is called to attach a payload to a key during construction.
1185      The payload attached need not bear any relation to the data passed to this
1186      function.
1188      The prep->data and prep->datalen fields will define the original payload
1189      blob.  If preparse() was supplied then other fields may be filled in also.
1191      If the amount of data attached to the key differs from the size in
1192      keytype->def_datalen, then key_payload_reserve() should be called.
1194      This method does not have to lock the key in order to attach a payload.
1195      The fact that KEY_FLAG_INSTANTIATED is not set in key->flags prevents
1196      anything else from gaining access to the key.
1198      It is safe to sleep in this method.
1201  (*) int (*update)(struct key *key, const void *data, size_t datalen);
1203      If this type of key can be updated, then this method should be provided.
1204      It is called to update a key's payload from the blob of data provided.
1206      The prep->data and prep->datalen fields will define the original payload
1207      blob.  If preparse() was supplied then other fields may be filled in also.
1209      key_payload_reserve() should be called if the data length might change
1210      before any changes are actually made. Note that if this succeeds, the type
1211      is committed to changing the key because it's already been altered, so all
1212      memory allocation must be done first.
1214      The key will have its semaphore write-locked before this method is called,
1215      but this only deters other writers; any changes to the key's payload must
1216      be made under RCU conditions, and call_rcu() must be used to dispose of
1217      the old payload.
1219      key_payload_reserve() should be called before the changes are made, but
1220      after all allocations and other potentially failing function calls are
1221      made.
1223      It is safe to sleep in this method.
1226  (*) int (*match_preparse)(struct key_match_data *match_data);
1228      This method is optional.  It is called when a key search is about to be
1229      performed.  It is given the following structure:
1231         struct key_match_data {
1232                 bool (*cmp)(const struct key *key,
1233                             const struct key_match_data *match_data);
1234                 const void      *raw_data;
1235                 void            *preparsed;
1236                 unsigned        lookup_type;
1237         };
1239      On entry, raw_data will be pointing to the criteria to be used in matching
1240      a key by the caller and should not be modified.  (*cmp)() will be pointing
1241      to the default matcher function (which does an exact description match
1242      against raw_data) and lookup_type will be set to indicate a direct lookup.
1244      The following lookup_type values are available:
1246       [*] KEYRING_SEARCH_LOOKUP_DIRECT - A direct lookup hashes the type and
1247           description to narrow down the search to a small number of keys.
1249       [*] KEYRING_SEARCH_LOOKUP_ITERATE - An iterative lookup walks all the
1250           keys in the keyring until one is matched.  This must be used for any
1251           search that's not doing a simple direct match on the key description.
1253      The method may set cmp to point to a function of its choice that does some
1254      other form of match, may set lookup_type to KEYRING_SEARCH_LOOKUP_ITERATE
1255      and may attach something to the preparsed pointer for use by (*cmp)().
1256      (*cmp)() should return true if a key matches and false otherwise.
1258      If preparsed is set, it may be necessary to use the match_free() method to
1259      clean it up.
1261      The method should return 0 if successful or a negative error code
1262      otherwise.
1264      It is permitted to sleep in this method, but (*cmp)() may not sleep as
1265      locks will be held over it.
1267      If match_preparse() is not provided, keys of this type will be matched
1268      exactly by their description.
1271  (*) void (*match_free)(struct key_match_data *match_data);
1273      This method is optional.  If given, it called to clean up
1274      match_data->preparsed after a successful call to match_preparse().
1277  (*) void (*revoke)(struct key *key);
1279      This method is optional.  It is called to discard part of the payload
1280      data upon a key being revoked.  The caller will have the key semaphore
1281      write-locked.
1283      It is safe to sleep in this method, though care should be taken to avoid
1284      a deadlock against the key semaphore.
1287  (*) void (*destroy)(struct key *key);
1289      This method is optional. It is called to discard the payload data on a key
1290      when it is being destroyed.
1292      This method does not need to lock the key to access the payload; it can
1293      consider the key as being inaccessible at this time. Note that the key's
1294      type may have been changed before this function is called.
1296      It is not safe to sleep in this method; the caller may hold spinlocks.
1299  (*) void (*describe)(const struct key *key, struct seq_file *p);
1301      This method is optional. It is called during /proc/keys reading to
1302      summarise a key's description and payload in text form.
1304      This method will be called with the RCU read lock held. rcu_dereference()
1305      should be used to read the payload pointer if the payload is to be
1306      accessed. key->datalen cannot be trusted to stay consistent with the
1307      contents of the payload.
1309      The description will not change, though the key's state may.
1311      It is not safe to sleep in this method; the RCU read lock is held by the
1312      caller.
1315  (*) long (*read)(const struct key *key, char __user *buffer, size_t buflen);
1317      This method is optional. It is called by KEYCTL_READ to translate the
1318      key's payload into something a blob of data for userspace to deal with.
1319      Ideally, the blob should be in the same format as that passed in to the
1320      instantiate and update methods.
1322      If successful, the blob size that could be produced should be returned
1323      rather than the size copied.
1325      This method will be called with the key's semaphore read-locked. This will
1326      prevent the key's payload changing. It is not necessary to use RCU locking
1327      when accessing the key's payload. It is safe to sleep in this method, such
1328      as might happen when the userspace buffer is accessed.
1331  (*) int (*request_key)(struct key_construction *cons, const char *op,
1332                         void *aux);
1334      This method is optional.  If provided, request_key() and friends will
1335      invoke this function rather than upcalling to /sbin/request-key to operate
1336      upon a key of this type.
1338      The aux parameter is as passed to request_key_async_with_auxdata() and
1339      similar or is NULL otherwise.  Also passed are the construction record for
1340      the key to be operated upon and the operation type (currently only
1341      "create").
1343      This method is permitted to return before the upcall is complete, but the
1344      following function must be called under all circumstances to complete the
1345      instantiation process, whether or not it succeeds, whether or not there's
1346      an error:
1348         void complete_request_key(struct key_construction *cons, int error);
1350      The error parameter should be 0 on success, -ve on error.  The
1351      construction record is destroyed by this action and the authorisation key
1352      will be revoked.  If an error is indicated, the key under construction
1353      will be negatively instantiated if it wasn't already instantiated.
1355      If this method returns an error, that error will be returned to the
1356      caller of request_key*().  complete_request_key() must be called prior to
1357      returning.
1359      The key under construction and the authorisation key can be found in the
1360      key_construction struct pointed to by cons:
1362      (*) struct key *key;
1364          The key under construction.
1366      (*) struct key *authkey;
1368          The authorisation key.
1371 ============================
1372 REQUEST-KEY CALLBACK SERVICE
1373 ============================
1375 To create a new key, the kernel will attempt to execute the following command
1376 line:
1378         /sbin/request-key create <key> <uid> <gid> \
1379                 <threadring> <processring> <sessionring> <callout_info>
1381 <key> is the key being constructed, and the three keyrings are the process
1382 keyrings from the process that caused the search to be issued. These are
1383 included for two reasons:
1385   (1) There may be an authentication token in one of the keyrings that is
1386       required to obtain the key, eg: a Kerberos Ticket-Granting Ticket.
1388   (2) The new key should probably be cached in one of these rings.
1390 This program should set it UID and GID to those specified before attempting to
1391 access any more keys. It may then look around for a user specific process to
1392 hand the request off to (perhaps a path held in placed in another key by, for
1393 example, the KDE desktop manager).
1395 The program (or whatever it calls) should finish construction of the key by
1396 calling KEYCTL_INSTANTIATE or KEYCTL_INSTANTIATE_IOV, which also permits it to
1397 cache the key in one of the keyrings (probably the session ring) before
1398 returning.  Alternatively, the key can be marked as negative with KEYCTL_NEGATE
1399 or KEYCTL_REJECT; this also permits the key to be cached in one of the
1400 keyrings.
1402 If it returns with the key remaining in the unconstructed state, the key will
1403 be marked as being negative, it will be added to the session keyring, and an
1404 error will be returned to the key requestor.
1406 Supplementary information may be provided from whoever or whatever invoked this
1407 service. This will be passed as the <callout_info> parameter. If no such
1408 information was made available, then "-" will be passed as this parameter
1409 instead.
1412 Similarly, the kernel may attempt to update an expired or a soon to expire key
1413 by executing:
1415         /sbin/request-key update <key> <uid> <gid> \
1416                 <threadring> <processring> <sessionring>
1418 In this case, the program isn't required to actually attach the key to a ring;
1419 the rings are provided for reference.
1422 ==================
1423 GARBAGE COLLECTION
1424 ==================
1426 Dead keys (for which the type has been removed) will be automatically unlinked
1427 from those keyrings that point to them and deleted as soon as possible by a
1428 background garbage collector.
1430 Similarly, revoked and expired keys will be garbage collected, but only after a
1431 certain amount of time has passed.  This time is set as a number of seconds in:
1433         /proc/sys/kernel/keys/gc_delay