ronnie
2022-10-14 1504bb53e29d3d46222c0b3ea994fc494b48e153
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
650
651
652
653
654
655
656
657
658
659
660
661
662
663
664
665
666
667
668
669
670
671
672
673
674
675
676
677
678
679
680
681
682
683
684
685
686
687
688
689
690
691
692
693
694
695
696
697
698
699
700
701
702
703
704
705
706
707
708
709
710
711
712
713
714
715
716
717
718
719
720
721
722
723
724
725
726
727
728
729
730
731
732
733
734
735
736
737
738
739
740
741
742
743
744
745
746
747
748
749
750
751
752
753
754
755
756
757
758
759
760
761
762
763
764
765
766
767
768
769
770
771
772
773
/*
 * Copyright (C) 2015 The Android Open Source Project
 *
 * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
 * you may not use this file except in compliance with the License.
 * You may obtain a copy of the License at
 *
 *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
 *
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
 * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
 * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
 * See the License for the specific language governing permissions and
 * limitations under the License.
 */
 
#define LOG_TAG "keystore"
 
#include <arpa/inet.h>
#include <errno.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
 
#include <log/log.h>
 
#include "blob.h"
 
#include "keystore_utils.h"
 
#include <openssl/evp.h>
#include <openssl/rand.h>
 
#include <istream>
#include <ostream>
#include <streambuf>
#include <string>
 
#include <android-base/logging.h>
 
namespace {
 
constexpr size_t kGcmIvSizeBytes = 96 / 8;
 
template <typename T, void (*FreeFunc)(T*)> struct OpenSslObjectDeleter {
    void operator()(T* p) { FreeFunc(p); }
};
 
#define DEFINE_OPENSSL_OBJECT_POINTER(name)                                                        \
    typedef OpenSslObjectDeleter<name, name##_free> name##_Delete;                                 \
    typedef std::unique_ptr<name, name##_Delete> name##_Ptr;
 
DEFINE_OPENSSL_OBJECT_POINTER(EVP_CIPHER_CTX);
 
#if defined(__clang__)
#define OPTNONE __attribute__((optnone))
#elif defined(__GNUC__)
#define OPTNONE __attribute__((optimize("O0")))
#else
#error Need a definition for OPTNONE
#endif
 
class ArrayEraser {
  public:
    ArrayEraser(uint8_t* arr, size_t size) : mArr(arr), mSize(size) {}
    OPTNONE ~ArrayEraser() { std::fill(mArr, mArr + mSize, 0); }
 
  private:
    volatile uint8_t* mArr;
    size_t mSize;
};
 
/**
 * Returns a EVP_CIPHER appropriate for the given key, based on the key's size.
 */
const EVP_CIPHER* getAesCipherForKey(const std::vector<uint8_t>& key) {
    const EVP_CIPHER* cipher = EVP_aes_256_gcm();
    if (key.size() == kAes128KeySizeBytes) {
        cipher = EVP_aes_128_gcm();
    }
    return cipher;
}
 
/*
 * Encrypt 'len' data at 'in' with AES-GCM, using 128-bit or 256-bit key at 'key', 96-bit IV at
 * 'iv' and write output to 'out' (which may be the same location as 'in') and 128-bit tag to
 * 'tag'.
 */
ResponseCode AES_gcm_encrypt(const uint8_t* in, uint8_t* out, size_t len,
                             const std::vector<uint8_t>& key, const uint8_t* iv, uint8_t* tag) {
 
    // There can be 128-bit and 256-bit keys
    const EVP_CIPHER* cipher = getAesCipherForKey(key);
 
    EVP_CIPHER_CTX_Ptr ctx(EVP_CIPHER_CTX_new());
 
    EVP_EncryptInit_ex(ctx.get(), cipher, nullptr /* engine */, key.data(), iv);
    EVP_CIPHER_CTX_set_padding(ctx.get(), 0 /* no padding needed with GCM */);
 
    std::unique_ptr<uint8_t[]> out_tmp(new uint8_t[len]);
    uint8_t* out_pos = out_tmp.get();
    int out_len;
 
    EVP_EncryptUpdate(ctx.get(), out_pos, &out_len, in, len);
    out_pos += out_len;
    EVP_EncryptFinal_ex(ctx.get(), out_pos, &out_len);
    out_pos += out_len;
    if (out_pos - out_tmp.get() != static_cast<ssize_t>(len)) {
        ALOGD("Encrypted ciphertext is the wrong size, expected %zu, got %zd", len,
              out_pos - out_tmp.get());
        return ResponseCode::SYSTEM_ERROR;
    }
 
    std::copy(out_tmp.get(), out_pos, out);
    EVP_CIPHER_CTX_ctrl(ctx.get(), EVP_CTRL_GCM_GET_TAG, kGcmTagLength, tag);
 
    return ResponseCode::NO_ERROR;
}
 
/*
 * Decrypt 'len' data at 'in' with AES-GCM, using 128-bit or 256-bit key at 'key', 96-bit IV at
 * 'iv', checking 128-bit tag at 'tag' and writing plaintext to 'out'(which may be the same
 * location as 'in').
 */
ResponseCode AES_gcm_decrypt(const uint8_t* in, uint8_t* out, size_t len,
                             const std::vector<uint8_t> key, const uint8_t* iv,
                             const uint8_t* tag) {
 
    // There can be 128-bit and 256-bit keys
    const EVP_CIPHER* cipher = getAesCipherForKey(key);
 
    EVP_CIPHER_CTX_Ptr ctx(EVP_CIPHER_CTX_new());
 
    EVP_DecryptInit_ex(ctx.get(), cipher, nullptr /* engine */, key.data(), iv);
    EVP_CIPHER_CTX_set_padding(ctx.get(), 0 /* no padding needed with GCM */);
    EVP_CIPHER_CTX_ctrl(ctx.get(), EVP_CTRL_GCM_SET_TAG, kGcmTagLength, const_cast<uint8_t*>(tag));
 
    std::unique_ptr<uint8_t[]> out_tmp(new uint8_t[len]);
    ArrayEraser out_eraser(out_tmp.get(), len);
    uint8_t* out_pos = out_tmp.get();
    int out_len;
 
    EVP_DecryptUpdate(ctx.get(), out_pos, &out_len, in, len);
    out_pos += out_len;
    if (!EVP_DecryptFinal_ex(ctx.get(), out_pos, &out_len)) {
        ALOGD("Failed to decrypt blob; ciphertext or tag is likely corrupted");
        return ResponseCode::VALUE_CORRUPTED;
    }
    out_pos += out_len;
    if (out_pos - out_tmp.get() != static_cast<ssize_t>(len)) {
        ALOGD("Encrypted plaintext is the wrong size, expected %zu, got %zd", len,
              out_pos - out_tmp.get());
        return ResponseCode::VALUE_CORRUPTED;
    }
 
    std::copy(out_tmp.get(), out_pos, out);
 
    return ResponseCode::NO_ERROR;
}
 
class ArrayStreamBuffer : public std::streambuf {
  public:
    template <typename T, size_t size> explicit ArrayStreamBuffer(const T (&data)[size]) {
        static_assert(sizeof(T) == 1, "Array element size too large");
        std::streambuf::char_type* d = const_cast<std::streambuf::char_type*>(
            reinterpret_cast<const std::streambuf::char_type*>(&data[0]));
        setg(d, d, d + size);
        setp(d, d + size);
    }
 
  protected:
    pos_type seekoff(off_type off, std::ios_base::seekdir dir,
                     std::ios_base::openmode which = std::ios_base::in |
                                                     std::ios_base::out) override {
        bool in = which & std::ios_base::in;
        bool out = which & std::ios_base::out;
        if ((!in && !out) || (in && out && dir == std::ios_base::cur)) return -1;
        std::streambuf::char_type* newPosPtr;
        switch (dir) {
        case std::ios_base::beg:
            newPosPtr = pbase();
            break;
        case std::ios_base::cur:
            // if dir == cur then in xor out due to
            // if ((!in && !out) || (in && out && dir == std::ios_base::cur)) return -1; above
            if (in)
                newPosPtr = gptr();
            else
                newPosPtr = pptr();
            break;
        case std::ios_base::end:
            // in and out bounds are the same and cannot change, so we can take either range
            // regardless of the value of "which"
            newPosPtr = epptr();
            break;
        }
        newPosPtr += off;
        if (newPosPtr < pbase() || newPosPtr > epptr()) return -1;
        if (in) {
            gbump(newPosPtr - gptr());
        }
        if (out) {
            pbump(newPosPtr - pptr());
        }
        return newPosPtr - pbase();
    }
};
 
}  // namespace
 
Blob::Blob(const uint8_t* value, size_t valueLength, const uint8_t* info, uint8_t infoLength,
           BlobType type) {
    mBlob = std::make_unique<blobv3>();
    memset(mBlob.get(), 0, sizeof(blobv3));
    if (valueLength > kValueSize) {
        valueLength = kValueSize;
        ALOGW("Provided blob length too large");
    }
    if (infoLength + valueLength > kValueSize) {
        infoLength = kValueSize - valueLength;
        ALOGW("Provided info length too large");
    }
    mBlob->length = valueLength;
    memcpy(mBlob->value, value, valueLength);
 
    mBlob->info = infoLength;
    memcpy(mBlob->value + valueLength, info, infoLength);
 
    mBlob->version = CURRENT_BLOB_VERSION;
    mBlob->type = uint8_t(type);
 
    if (type == TYPE_MASTER_KEY || type == TYPE_MASTER_KEY_AES256) {
        mBlob->flags = KEYSTORE_FLAG_ENCRYPTED;
    } else {
        mBlob->flags = KEYSTORE_FLAG_NONE;
    }
}
 
Blob::Blob(blobv3 b) {
    mBlob = std::make_unique<blobv3>(b);
}
 
Blob::Blob() {
    if (mBlob) *mBlob = {};
}
 
Blob::Blob(const Blob& rhs) {
    if (rhs.mBlob) {
        mBlob = std::make_unique<blobv3>(*rhs.mBlob);
    }
}
 
Blob::Blob(Blob&& rhs) : mBlob(std::move(rhs.mBlob)) {}
 
Blob& Blob::operator=(const Blob& rhs) {
    if (&rhs != this) {
        if (mBlob) *mBlob = {};
        if (rhs) {
            mBlob = std::make_unique<blobv3>(*rhs.mBlob);
        } else {
            mBlob = {};
        }
    }
    return *this;
}
 
Blob& Blob::operator=(Blob&& rhs) {
    if (mBlob) *mBlob = {};
    mBlob = std::move(rhs.mBlob);
    return *this;
}
 
template <typename BlobType> static bool rawBlobIsEncrypted(const BlobType& blob) {
    if (blob.version < 2) return true;
 
    return blob.flags & (KEYSTORE_FLAG_ENCRYPTED | KEYSTORE_FLAG_SUPER_ENCRYPTED);
}
 
bool Blob::isEncrypted() const {
    if (mBlob->version < 2) {
        return true;
    }
 
    return mBlob->flags & KEYSTORE_FLAG_ENCRYPTED;
}
 
bool Blob::isSuperEncrypted() const {
    return mBlob->flags & KEYSTORE_FLAG_SUPER_ENCRYPTED;
}
 
bool Blob::isCriticalToDeviceEncryption() const {
    return mBlob->flags & KEYSTORE_FLAG_CRITICAL_TO_DEVICE_ENCRYPTION;
}
 
inline uint8_t setFlag(uint8_t flags, bool set, KeyStoreFlag flag) {
    return set ? (flags | flag) : (flags & ~flag);
}
 
void Blob::setEncrypted(bool encrypted) {
    mBlob->flags = setFlag(mBlob->flags, encrypted, KEYSTORE_FLAG_ENCRYPTED);
}
 
void Blob::setSuperEncrypted(bool superEncrypted) {
    mBlob->flags = setFlag(mBlob->flags, superEncrypted, KEYSTORE_FLAG_SUPER_ENCRYPTED);
}
 
void Blob::setCriticalToDeviceEncryption(bool critical) {
    mBlob->flags = setFlag(mBlob->flags, critical, KEYSTORE_FLAG_CRITICAL_TO_DEVICE_ENCRYPTION);
}
 
void Blob::setFallback(bool fallback) {
    if (fallback) {
        mBlob->flags |= KEYSTORE_FLAG_FALLBACK;
    } else {
        mBlob->flags &= ~KEYSTORE_FLAG_FALLBACK;
    }
}
 
static ResponseCode writeBlob(const std::string& filename, Blob blob, blobv3* rawBlob,
                              const std::vector<uint8_t>& aes_key, State state) {
    ALOGV("writing blob %s", filename.c_str());
 
    const size_t dataLength = rawBlob->length;
    rawBlob->length = htonl(rawBlob->length);
 
    if (blob.isEncrypted() || blob.isSuperEncrypted()) {
        if (state != STATE_NO_ERROR) {
            ALOGD("couldn't insert encrypted blob while not unlocked");
            return ResponseCode::LOCKED;
        }
 
        memset(rawBlob->initialization_vector, 0, AES_BLOCK_SIZE);
        if (!RAND_bytes(rawBlob->initialization_vector, kGcmIvSizeBytes)) {
            ALOGW("Could not read random data for: %s", filename.c_str());
            return ResponseCode::SYSTEM_ERROR;
        }
 
        auto rc = AES_gcm_encrypt(rawBlob->value /* in */, rawBlob->value /* out */, dataLength,
                                  aes_key, rawBlob->initialization_vector, rawBlob->aead_tag);
        if (rc != ResponseCode::NO_ERROR) return rc;
    }
 
    size_t fileLength = offsetof(blobv3, value) + dataLength + rawBlob->info;
 
    int out =
        TEMP_FAILURE_RETRY(open(filename.c_str(), O_WRONLY | O_TRUNC | O_CREAT, S_IRUSR | S_IWUSR));
    if (out < 0) {
        ALOGW("could not open file: %s: %s", filename.c_str(), strerror(errno));
        return ResponseCode::SYSTEM_ERROR;
    }
 
    const size_t writtenBytes = writeFully(out, reinterpret_cast<uint8_t*>(rawBlob), fileLength);
    if (close(out) != 0) {
        return ResponseCode::SYSTEM_ERROR;
    }
    if (writtenBytes != fileLength) {
        ALOGW("blob not fully written %zu != %zu", writtenBytes, fileLength);
        unlink(filename.c_str());
        return ResponseCode::SYSTEM_ERROR;
    }
    return ResponseCode::NO_ERROR;
}
 
ResponseCode LockedKeyBlobEntry::writeBlobs(Blob keyBlob, Blob characteristicsBlob,
                                            const std::vector<uint8_t>& aes_key,
                                            State state) const {
    if (entry_ == nullptr) {
        return ResponseCode::SYSTEM_ERROR;
    }
    ResponseCode rc;
    if (keyBlob) {
        blobv3* rawBlob = keyBlob.mBlob.get();
        rc = writeBlob(entry_->getKeyBlobPath(), std::move(keyBlob), rawBlob, aes_key, state);
        if (rc != ResponseCode::NO_ERROR) {
            return rc;
        }
    }
 
    if (characteristicsBlob) {
        blobv3* rawBlob = characteristicsBlob.mBlob.get();
        rc = writeBlob(entry_->getCharacteristicsBlobPath(), std::move(characteristicsBlob),
                       rawBlob, aes_key, state);
    }
    return rc;
}
 
ResponseCode Blob::readBlob(const std::string& filename, const std::vector<uint8_t>& aes_key,
                            State state) {
    ResponseCode rc;
    ALOGV("reading blob %s", filename.c_str());
    std::unique_ptr<blobv3> rawBlob = std::make_unique<blobv3>();
 
    const int in = TEMP_FAILURE_RETRY(open(filename.c_str(), O_RDONLY));
    if (in < 0) {
        return (errno == ENOENT) ? ResponseCode::KEY_NOT_FOUND : ResponseCode::SYSTEM_ERROR;
    }
 
    // fileLength may be less than sizeof(mBlob)
    const size_t fileLength = readFully(in, (uint8_t*)rawBlob.get(), sizeof(blobv3));
    if (close(in) != 0) {
        return ResponseCode::SYSTEM_ERROR;
    }
 
    if (fileLength == 0) {
        return ResponseCode::VALUE_CORRUPTED;
    }
 
    if (rawBlobIsEncrypted(*rawBlob)) {
        if (state == STATE_LOCKED) {
            mBlob = std::move(rawBlob);
            return ResponseCode::LOCKED;
        }
        if (state == STATE_UNINITIALIZED) return ResponseCode::UNINITIALIZED;
    }
 
    if (fileLength < offsetof(blobv3, value)) return ResponseCode::VALUE_CORRUPTED;
 
    if (rawBlob->version == 3) {
        const ssize_t encryptedLength = ntohl(rawBlob->length);
 
        if (rawBlobIsEncrypted(*rawBlob)) {
            rc = AES_gcm_decrypt(rawBlob->value /* in */, rawBlob->value /* out */, encryptedLength,
                                 aes_key, rawBlob->initialization_vector, rawBlob->aead_tag);
            if (rc != ResponseCode::NO_ERROR) {
                // If the blob was superencrypted and decryption failed, it is
                // almost certain that decryption is failing due to a user's
                // changed master key.
                if ((rawBlob->flags & KEYSTORE_FLAG_SUPER_ENCRYPTED) &&
                    (rc == ResponseCode::VALUE_CORRUPTED)) {
                    return ResponseCode::KEY_PERMANENTLY_INVALIDATED;
                }
                return rc;
            }
        }
    } else if (rawBlob->version < 3) {
        blobv2& v2blob = reinterpret_cast<blobv2&>(*rawBlob);
        const size_t headerLength = offsetof(blobv2, encrypted);
        const ssize_t encryptedLength = fileLength - headerLength - v2blob.info;
        if (encryptedLength < 0) return ResponseCode::VALUE_CORRUPTED;
 
        if (rawBlobIsEncrypted(*rawBlob)) {
            if (encryptedLength % AES_BLOCK_SIZE != 0) {
                return ResponseCode::VALUE_CORRUPTED;
            }
 
            AES_KEY key;
            AES_set_decrypt_key(aes_key.data(), kAesKeySize * 8, &key);
            AES_cbc_encrypt(v2blob.encrypted, v2blob.encrypted, encryptedLength, &key,
                            v2blob.vector, AES_DECRYPT);
            key = {};  // clear key
 
            uint8_t computedDigest[MD5_DIGEST_LENGTH];
            ssize_t digestedLength = encryptedLength - MD5_DIGEST_LENGTH;
            MD5(v2blob.digested, digestedLength, computedDigest);
            if (memcmp(v2blob.digest, computedDigest, MD5_DIGEST_LENGTH) != 0) {
                return ResponseCode::VALUE_CORRUPTED;
            }
        }
    }
 
    const ssize_t maxValueLength = fileLength - offsetof(blobv3, value) - rawBlob->info;
    rawBlob->length = ntohl(rawBlob->length);
    if (rawBlob->length < 0 || rawBlob->length > maxValueLength ||
        rawBlob->length + rawBlob->info + AES_BLOCK_SIZE >
            static_cast<ssize_t>(sizeof(rawBlob->value))) {
        return ResponseCode::VALUE_CORRUPTED;
    }
 
    if (rawBlob->info != 0 && rawBlob->version < 3) {
        // move info from after padding to after data
        memmove(rawBlob->value + rawBlob->length, rawBlob->value + maxValueLength, rawBlob->info);
    }
 
    mBlob = std::move(rawBlob);
    return ResponseCode::NO_ERROR;
}
 
std::tuple<ResponseCode, Blob, Blob>
LockedKeyBlobEntry::readBlobs(const std::vector<uint8_t>& aes_key, State state) const {
    std::tuple<ResponseCode, Blob, Blob> result;
    auto& [rc, keyBlob, characteristicsBlob] = result;
    if (entry_ == nullptr) return rc = ResponseCode::SYSTEM_ERROR, result;
 
    rc = keyBlob.readBlob(entry_->getKeyBlobPath(), aes_key, state);
    if (rc != ResponseCode::NO_ERROR && rc != ResponseCode::UNINITIALIZED) {
        return result;
    }
 
    if (entry_->hasCharacteristicsBlob()) {
        characteristicsBlob.readBlob(entry_->getCharacteristicsBlobPath(), aes_key, state);
    }
    return result;
}
 
ResponseCode LockedKeyBlobEntry::deleteBlobs() const {
    if (entry_ == nullptr) return ResponseCode::NO_ERROR;
 
    // always try to delete both
    ResponseCode rc1 = (unlink(entry_->getKeyBlobPath().c_str()) && errno != ENOENT)
                           ? ResponseCode::SYSTEM_ERROR
                           : ResponseCode::NO_ERROR;
    if (rc1 != ResponseCode::NO_ERROR) {
        ALOGW("Failed to delete key blob file \"%s\"", entry_->getKeyBlobPath().c_str());
    }
    ResponseCode rc2 = (unlink(entry_->getCharacteristicsBlobPath().c_str()) && errno != ENOENT)
                           ? ResponseCode::SYSTEM_ERROR
                           : ResponseCode::NO_ERROR;
    if (rc2 != ResponseCode::NO_ERROR) {
        ALOGW("Failed to delete key characteristics file \"%s\"",
              entry_->getCharacteristicsBlobPath().c_str());
    }
    // then report the first error that occured
    if (rc1 != ResponseCode::NO_ERROR) return rc1;
    return rc2;
}
 
keystore::SecurityLevel Blob::getSecurityLevel() const {
    return keystore::flagsToSecurityLevel(mBlob->flags);
}
 
void Blob::setSecurityLevel(keystore::SecurityLevel secLevel) {
    mBlob->flags &= ~(KEYSTORE_FLAG_FALLBACK | KEYSTORE_FLAG_STRONGBOX);
    mBlob->flags |= keystore::securityLevelToFlags(secLevel);
}
 
std::tuple<bool, keystore::AuthorizationSet, keystore::AuthorizationSet>
Blob::getKeyCharacteristics() const {
    std::tuple<bool, keystore::AuthorizationSet, keystore::AuthorizationSet> result;
    auto& [success, hwEnforced, swEnforced] = result;
    success = false;
    ArrayStreamBuffer buf(mBlob->value);
    std::istream in(&buf);
 
    // only the characteristics cache has both sets
    if (getType() == TYPE_KEY_CHARACTERISTICS_CACHE) {
        hwEnforced.Deserialize(&in);
    } else if (getType() != TYPE_KEY_CHARACTERISTICS) {
        // if its not the cache and not the legacy characteristics file we have no business
        // here
        return result;
    }
    swEnforced.Deserialize(&in);
    success = !in.bad();
 
    return result;
}
bool Blob::putKeyCharacteristics(const keystore::AuthorizationSet& hwEnforced,
                                 const keystore::AuthorizationSet& swEnforced) {
    if (!mBlob) mBlob = std::make_unique<blobv3>();
    mBlob->version = CURRENT_BLOB_VERSION;
    ArrayStreamBuffer buf(mBlob->value);
    std::ostream out(&buf);
    hwEnforced.Serialize(&out);
    swEnforced.Serialize(&out);
    if (out.bad()) return false;
    setType(TYPE_KEY_CHARACTERISTICS_CACHE);
    mBlob->length = out.tellp();
    return true;
}
 
void LockedKeyBlobEntry::put(const KeyBlobEntry& entry) {
    std::unique_lock<std::mutex> lock(locked_blobs_mutex_);
    locked_blobs_.erase(entry);
    lock.unlock();
    locked_blobs_mutex_cond_var_.notify_all();
}
 
LockedKeyBlobEntry::~LockedKeyBlobEntry() {
    if (entry_ != nullptr) put(*entry_);
}
 
LockedKeyBlobEntry LockedKeyBlobEntry::get(KeyBlobEntry entry) {
    std::unique_lock<std::mutex> lock(locked_blobs_mutex_);
    locked_blobs_mutex_cond_var_.wait(
        lock, [&] { return locked_blobs_.find(entry) == locked_blobs_.end(); });
    auto [iterator, success] = locked_blobs_.insert(std::move(entry));
    if (!success) return {};
    return LockedKeyBlobEntry(*iterator);
}
 
std::set<KeyBlobEntry> LockedKeyBlobEntry::locked_blobs_;
std::mutex LockedKeyBlobEntry::locked_blobs_mutex_;
std::condition_variable LockedKeyBlobEntry::locked_blobs_mutex_cond_var_;
 
/* Here is the encoding of key names. This is necessary in order to allow arbitrary
 * characters in key names. Characters in [0-~] are not encoded. Others are encoded
 * into two bytes. The first byte is one of [+-.] which represents the first
 * two bits of the character. The second byte encodes the rest of the bits into
 * [0-o]. Therefore in the worst case the length of a key gets doubled. Note
 * that Base64 cannot be used here due to the need of prefix match on keys. */
 
std::string encodeKeyName(const std::string& keyName) {
    std::string encodedName;
    encodedName.reserve(keyName.size() * 2);
    auto in = keyName.begin();
    while (in != keyName.end()) {
        // Input character needs to be encoded.
        if (*in < '0' || *in > '~') {
            // Encode the two most-significant bits of the input char in the first
            // output character, by counting up from 43 ('+').
            encodedName.append(1, '+' + (uint8_t(*in) >> 6));
            // Encode the six least-significant bits of the input char in the second
            // output character, by counting up from 48 ('0').
            // This is safe because the maximum value is 112, which is the
            // character 'p'.
            encodedName.append(1, '0' + (*in & 0x3F));
        } else {
            // No need to encode input char - append as-is.
            encodedName.append(1, *in);
        }
        ++in;
    }
    return encodedName;
}
 
std::string decodeKeyName(const std::string& encodedName) {
    std::string decodedName;
    decodedName.reserve(encodedName.size());
    auto in = encodedName.begin();
    bool multichar = false;
    char c;
    while (in != encodedName.end()) {
        if (multichar) {
            // Second part of a multi-character encoding. Turn off the multichar
            // flag and set the six least-significant bits of c to the value originally
            // encoded by counting up from '0'.
            multichar = false;
            decodedName.append(1, c | (uint8_t(*in) - '0'));
        } else if (*in >= '+' && *in <= '.') {
            // First part of a multi-character encoding. Set the multichar flag
            // and set the two most-significant bits of c to be the two bits originally
            // encoded by counting up from '+'.
            multichar = true;
            c = (*in - '+') << 6;
        } else {
            // Regular character, append as-is.
            decodedName.append(1, *in);
        }
        ++in;
    }
    // mulitchars at the end get truncated
    return decodedName;
}
 
std::string KeyBlobEntry::getKeyBlobBaseName() const {
    std::stringstream s;
    if (masterkey_) {
        s << alias_;
    } else {
        s << uid_ << "_" << encodeKeyName(alias_);
    }
    return s.str();
}
 
std::string KeyBlobEntry::getKeyBlobPath() const {
    std::stringstream s;
    if (masterkey_) {
        s << user_dir_ << "/" << alias_;
    } else {
        s << user_dir_ << "/" << uid_ << "_" << encodeKeyName(alias_);
    }
    return s.str();
}
 
std::string KeyBlobEntry::getCharacteristicsBlobBaseName() const {
    std::stringstream s;
    if (!masterkey_) s << "." << uid_ << "_chr_" << encodeKeyName(alias_);
    return s.str();
}
 
std::string KeyBlobEntry::getCharacteristicsBlobPath() const {
    std::stringstream s;
    if (!masterkey_)
        s << user_dir_ << "/"
          << "." << uid_ << "_chr_" << encodeKeyName(alias_);
    return s.str();
}
 
bool KeyBlobEntry::hasKeyBlob() const {
    int trys = 3;
    while (trys--) {
        if (!access(getKeyBlobPath().c_str(), R_OK | W_OK)) return true;
        if (errno == ENOENT) return false;
        LOG(WARNING) << "access encountered " << strerror(errno) << " (" << errno << ")"
                     << " while checking for key blob";
        if (errno != EAGAIN) break;
    }
    return false;
}
 
bool KeyBlobEntry::hasCharacteristicsBlob() const {
    int trys = 3;
    while (trys--) {
        if (!access(getCharacteristicsBlobPath().c_str(), R_OK | W_OK)) return true;
        if (errno == ENOENT) return false;
        LOG(WARNING) << "access encountered " << strerror(errno) << " (" << errno << ")"
                     << " while checking for key characteristics blob";
        if (errno != EAGAIN) break;
    }
    return false;
}
 
static std::tuple<bool, uid_t, std::string> filename2UidAlias(const std::string& filepath) {
    std::tuple<bool, uid_t, std::string> result;
 
    auto& [success, uid, alias] = result;
 
    success = false;
 
    auto filenamebase = filepath.find_last_of('/');
    std::string filename =
        filenamebase == std::string::npos ? filepath : filepath.substr(filenamebase + 1);
 
    if (filename[0] == '.') return result;
 
    auto sep = filename.find('_');
    if (sep == std::string::npos) return result;
 
    std::stringstream s(filename.substr(0, sep));
    s >> uid;
    if (!s) return result;
 
    alias = decodeKeyName(filename.substr(sep + 1));
    success = true;
    return result;
}
 
std::tuple<ResponseCode, std::list<LockedKeyBlobEntry>>
LockedKeyBlobEntry::list(const std::string& user_dir,
                         std::function<bool(uid_t, const std::string&)> filter) {
    std::list<LockedKeyBlobEntry> matches;
 
    // This is a fence against any concurrent database accesses during database iteration.
    // Only the keystore thread can lock entries. So it cannot be starved
    // by workers grabbing new individual locks. We just wait here until all
    // workers have relinquished their locked files.
    std::unique_lock<std::mutex> lock(locked_blobs_mutex_);
    locked_blobs_mutex_cond_var_.wait(lock, [&] { return locked_blobs_.empty(); });
 
    DIR* dir = opendir(user_dir.c_str());
    if (!dir) {
        ALOGW("can't open directory for user: %s", strerror(errno));
        return std::tuple<ResponseCode, std::list<LockedKeyBlobEntry>&&>{ResponseCode::SYSTEM_ERROR,
                                                                         std::move(matches)};
    }
 
    struct dirent* file;
    while ((file = readdir(dir)) != nullptr) {
        // We only care about files.
        if (file->d_type != DT_REG) {
            continue;
        }
 
        // Skip anything that starts with a "."
        if (file->d_name[0] == '.') {
            continue;
        }
 
        auto [success, uid, alias] = filename2UidAlias(file->d_name);
 
        if (!success) {
            ALOGW("could not parse key filename \"%s\"", file->d_name);
            continue;
        }
 
        if (!filter(uid, alias)) continue;
 
        auto [iterator, dummy] = locked_blobs_.emplace(alias, user_dir, uid);
        matches.push_back(*iterator);
    }
    closedir(dir);
    return std::tuple<ResponseCode, std::list<LockedKeyBlobEntry>&&>{ResponseCode::NO_ERROR,
                                                                     std::move(matches)};
}