Merge tag 'u-boot-rockchip-20200501' of https://gitlab.denx.de/u-boot/custodians...
[oweals/u-boot.git] / test / py / tests / test_vboot.py
index 3009529c6dc070538129494ca88dce3e4615c703..6b998cfd70e8c6997d6d921e0439ac94f67ff1e0 100644 (file)
@@ -24,9 +24,23 @@ For configuration verification:
 Tests run with both SHA1 and SHA256 hashing.
 """
 
+import struct
 import pytest
-import sys
 import u_boot_utils as util
+import vboot_forge
+
+TESTDATA = [
+    ['sha1', '', None, False],
+    ['sha1', '', '-E -p 0x10000', False],
+    ['sha1', '-pss', None, False],
+    ['sha1', '-pss', '-E -p 0x10000', False],
+    ['sha256', '', None, False],
+    ['sha256', '', '-E -p 0x10000', False],
+    ['sha256', '-pss', None, False],
+    ['sha256', '-pss', '-E -p 0x10000', False],
+    ['sha256', '-pss', None, True],
+    ['sha256', '-pss', '-E -p 0x10000', True],
+]
 
 @pytest.mark.boardspec('sandbox')
 @pytest.mark.buildconfigspec('fit_signature')
@@ -34,7 +48,8 @@ import u_boot_utils as util
 @pytest.mark.requiredtool('fdtget')
 @pytest.mark.requiredtool('fdtput')
 @pytest.mark.requiredtool('openssl')
-def test_vboot(u_boot_console):
+@pytest.mark.parametrize("sha_algo,padding,sign_options,required", TESTDATA)
+def test_vboot(u_boot_console, sha_algo, padding, sign_options, required):
     """Test verified boot signing with mkimage and verification with 'bootm'.
 
     This works using sandbox only as it needs to update the device tree used
@@ -73,12 +88,15 @@ def test_vboot(u_boot_console):
         cons.restart_uboot()
         with cons.log.section('Verified boot %s %s' % (sha_algo, test_type)):
             output = cons.run_command_list(
-                ['sb load hostfs - 100 %stest.fit' % tmpdir,
-                'fdt addr 100',
-                'bootm 100'])
-        assert(expect_string in ''.join(output))
+                ['host load hostfs - 100 %stest.fit' % tmpdir,
+                 'fdt addr 100',
+                 'bootm 100'])
+        assert expect_string in ''.join(output)
         if boots:
-            assert('sandbox: continuing, as we cannot run' in ''.join(output))
+            assert 'sandbox: continuing, as we cannot run' in ''.join(output)
+        else:
+            assert('sandbox: continuing, as we cannot run'
+                   not in ''.join(output))
 
     def make_fit(its):
         """Make a new FIT from the .its source file.
@@ -91,7 +109,7 @@ def test_vboot(u_boot_console):
         util.run_and_log(cons, [mkimage, '-D', dtc_args, '-f',
                                 '%s%s' % (datadir, its), fit])
 
-    def sign_fit(sha_algo):
+    def sign_fit(sha_algo, options):
         """Sign the FIT
 
         Signs the FIT and writes the signature into it. It also writes the
@@ -100,12 +118,51 @@ def test_vboot(u_boot_console):
         Args:
             sha_algo: Either 'sha1' or 'sha256', to select the algorithm to
                     use.
+            options: Options to provide to mkimage.
         """
+        args = [mkimage, '-F', '-k', tmpdir, '-K', dtb, '-r', fit]
+        if options:
+            args += options.split(' ')
         cons.log.action('%s: Sign images' % sha_algo)
-        util.run_and_log(cons, [mkimage, '-F', '-k', tmpdir, '-K', dtb,
-                                '-r', fit])
+        util.run_and_log(cons, args)
 
-    def test_with_algo(sha_algo):
+    def replace_fit_totalsize(size):
+        """Replace FIT header's totalsize with something greater.
+
+        The totalsize must be less than or equal to FIT_SIGNATURE_MAX_SIZE.
+        If the size is greater, the signature verification should return false.
+
+        Args:
+            size: The new totalsize of the header
+
+        Returns:
+            prev_size: The previous totalsize read from the header
+        """
+        total_size = 0
+        with open(fit, 'r+b') as handle:
+            handle.seek(4)
+            total_size = handle.read(4)
+            handle.seek(4)
+            handle.write(struct.pack(">I", size))
+        return struct.unpack(">I", total_size)[0]
+
+    def create_rsa_pair(name):
+        """Generate a new RSA key paid and certificate
+
+        Args:
+            name: Name of of the key (e.g. 'dev')
+        """
+        public_exponent = 65537
+        util.run_and_log(cons, 'openssl genpkey -algorithm RSA -out %s%s.key '
+                     '-pkeyopt rsa_keygen_bits:2048 '
+                     '-pkeyopt rsa_keygen_pubexp:%d' %
+                     (tmpdir, name, public_exponent))
+
+        # Create a certificate containing the public key
+        util.run_and_log(cons, 'openssl req -batch -new -x509 -key %s%s.key '
+                         '-out %s%s.crt' % (tmpdir, name, tmpdir, name))
+
+    def test_with_algo(sha_algo, padding, sign_options):
         """Test verified boot with the given hash algorithm.
 
         This is the main part of the test code. The same procedure is followed
@@ -114,6 +171,9 @@ def test_vboot(u_boot_console):
         Args:
             sha_algo: Either 'sha1' or 'sha256', to select the algorithm to
                     use.
+            padding: Either '' or '-pss', to select the padding to use for the
+                    rsa signature algorithm.
+            sign_options: Options to mkimage when signing a fit image.
         """
         # Compile our device tree files for kernel and U-Boot. These are
         # regenerated here since mkimage will modify them (by adding a
@@ -123,28 +183,55 @@ def test_vboot(u_boot_console):
 
         # Build the FIT, but don't sign anything yet
         cons.log.action('%s: Test FIT with signed images' % sha_algo)
-        make_fit('sign-images-%s.its' % sha_algo)
+        make_fit('sign-images-%s%s.its' % (sha_algo, padding))
         run_bootm(sha_algo, 'unsigned images', 'dev-', True)
 
         # Sign images with our dev keys
-        sign_fit(sha_algo)
+        sign_fit(sha_algo, sign_options)
         run_bootm(sha_algo, 'signed images', 'dev+', True)
 
         # Create a fresh .dtb without the public keys
         dtc('sandbox-u-boot.dts')
 
         cons.log.action('%s: Test FIT with signed configuration' % sha_algo)
-        make_fit('sign-configs-%s.its' % sha_algo)
+        make_fit('sign-configs-%s%s.its' % (sha_algo, padding))
         run_bootm(sha_algo, 'unsigned config', '%s+ OK' % sha_algo, True)
 
         # Sign images with our dev keys
-        sign_fit(sha_algo)
+        sign_fit(sha_algo, sign_options)
         run_bootm(sha_algo, 'signed config', 'dev+', True)
 
         cons.log.action('%s: Check signed config on the host' % sha_algo)
 
-        util.run_and_log(cons, [fit_check_sign, '-f', fit, '-k', tmpdir,
-                                '-k', dtb])
+        util.run_and_log(cons, [fit_check_sign, '-f', fit, '-k', dtb])
+
+        # Make sure that U-Boot checks that the config is in the list of hashed
+        # nodes. If it isn't, a security bypass is possible.
+        with open(fit, 'rb') as fd:
+            root, strblock = vboot_forge.read_fdt(fd)
+        root, strblock = vboot_forge.manipulate(root, strblock)
+        with open(fit, 'w+b') as fd:
+            vboot_forge.write_fdt(root, strblock, fd)
+        util.run_and_log_expect_exception(
+            cons, [fit_check_sign, '-f', fit, '-k', dtb],
+            1, 'Failed to verify required signature')
+
+        run_bootm(sha_algo, 'forged config', 'Bad Data Hash', False)
+
+        # Create a new properly signed fit and replace header bytes
+        make_fit('sign-configs-%s%s.its' % (sha_algo, padding))
+        sign_fit(sha_algo, sign_options)
+        bcfg = u_boot_console.config.buildconfig
+        max_size = int(bcfg.get('config_fit_signature_max_size', 0x10000000), 0)
+        existing_size = replace_fit_totalsize(max_size + 1)
+        run_bootm(sha_algo, 'Signed config with bad hash', 'Bad Data Hash',
+                  False)
+        cons.log.action('%s: Check overflowed FIT header totalsize' % sha_algo)
+
+        # Replace with existing header bytes
+        replace_fit_totalsize(existing_size)
+        run_bootm(sha_algo, 'signed config', 'dev+', True)
+        cons.log.action('%s: Check default FIT header totalsize' % sha_algo)
 
         # Increment the first byte of the signature, which should cause failure
         sig = util.run_and_log(cons, 'fdtget -t bx %s %s value' %
@@ -156,45 +243,77 @@ def test_vboot(u_boot_console):
         util.run_and_log(cons, 'fdtput -t bx %s %s value %s' %
                          (fit, sig_node, sig))
 
-        run_bootm(sha_algo, 'Signed config with bad hash', 'Bad Data Hash', False)
+        run_bootm(sha_algo, 'Signed config with bad hash', 'Bad Data Hash',
+                  False)
 
         cons.log.action('%s: Check bad config on the host' % sha_algo)
-        util.run_and_log_expect_exception(cons, [fit_check_sign, '-f', fit,
-                '-k', dtb], 1, 'Failed to verify required signature')
+        util.run_and_log_expect_exception(
+            cons, [fit_check_sign, '-f', fit, '-k', dtb],
+            1, 'Failed to verify required signature')
+
+    def test_required_key(sha_algo, padding, sign_options):
+        """Test verified boot with the given hash algorithm.
+
+        This function tests if U-Boot rejects an image when a required key isn't
+        used to sign a FIT.
+
+        Args:
+            sha_algo: Either 'sha1' or 'sha256', to select the algorithm to use
+            padding: Either '' or '-pss', to select the padding to use for the
+                    rsa signature algorithm.
+            sign_options: Options to mkimage when signing a fit image.
+        """
+        # Compile our device tree files for kernel and U-Boot. These are
+        # regenerated here since mkimage will modify them (by adding a
+        # public key) below.
+        dtc('sandbox-kernel.dts')
+        dtc('sandbox-u-boot.dts')
+
+        cons.log.action('%s: Test FIT with configs images' % sha_algo)
+
+        # Build the FIT with prod key (keys required) and sign it. This puts the
+        # signature into sandbox-u-boot.dtb, marked 'required'
+        make_fit('sign-configs-%s%s-prod.its' % (sha_algo, padding))
+        sign_fit(sha_algo, sign_options)
+
+        # Build the FIT with dev key (keys NOT required). This adds the
+        # signature into sandbox-u-boot.dtb, NOT marked 'required'.
+        make_fit('sign-configs-%s%s.its' % (sha_algo, padding))
+        sign_fit(sha_algo, sign_options)
+
+        # So now sandbox-u-boot.dtb two signatures, for the prod and dev keys.
+        # Only the prod key is set as 'required'. But FIT we just built has
+        # a dev signature only (sign_fit() overwrites the FIT).
+        # Try to boot the FIT with dev key. This FIT should not be accepted by
+        # U-Boot because the prod key is required.
+        run_bootm(sha_algo, 'required key', '', False)
 
     cons = u_boot_console
     tmpdir = cons.config.result_dir + '/'
-    tmp = tmpdir + 'vboot.tmp'
     datadir = cons.config.source_dir + '/test/py/tests/vboot/'
     fit = '%stest.fit' % tmpdir
     mkimage = cons.config.build_dir + '/tools/mkimage'
     fit_check_sign = cons.config.build_dir + '/tools/fit_check_sign'
     dtc_args = '-I dts -O dtb -i %s' % tmpdir
     dtb = '%ssandbox-u-boot.dtb' % tmpdir
-    sig_node = '/configurations/conf@1/signature@1'
-
-    # Create an RSA key pair
-    public_exponent = 65537
-    util.run_and_log(cons, 'openssl genpkey -algorithm RSA -out %sdev.key '
-                     '-pkeyopt rsa_keygen_bits:2048 '
-                     '-pkeyopt rsa_keygen_pubexp:%d' %
-                     (tmpdir, public_exponent))
+    sig_node = '/configurations/conf-1/signature'
 
-    # Create a certificate containing the public key
-    util.run_and_log(cons, 'openssl req -batch -new -x509 -key %sdev.key -out '
-                     '%sdev.crt' % (tmpdir, tmpdir))
+    create_rsa_pair('dev')
+    create_rsa_pair('prod')
 
     # Create a number kernel image with zeroes
     with open('%stest-kernel.bin' % tmpdir, 'w') as fd:
-        fd.write(5000 * chr(0))
+        fd.write(500 * chr(0))
 
     try:
         # We need to use our own device tree file. Remember to restore it
         # afterwards.
         old_dtb = cons.config.dtb
         cons.config.dtb = dtb
-        test_with_algo('sha1')
-        test_with_algo('sha256')
+        if required:
+            test_required_key(sha_algo, padding, sign_options)
+        else:
+            test_with_algo(sha_algo, padding, sign_options)
     finally:
         # Go back to the original U-Boot with the correct dtb.
         cons.config.dtb = old_dtb