test: vboot: Parameterise the test
[oweals/u-boot.git] / test / py / tests / test_vboot.py
index 021892bb3dac917458e95904e3336312aca45d2a..b1badaad7372c9dc4544eb3e11d3e710be73d978 100644 (file)
@@ -1,6 +1,5 @@
-# Copyright (c) 2016, Google Inc.
-#
 # SPDX-License-Identifier:     GPL-2.0+
+# Copyright (c) 2016, Google Inc.
 #
 # U-Boot Verified Boot Test
 
@@ -27,11 +26,26 @@ Tests run with both SHA1 and SHA256 hashing.
 
 import pytest
 import sys
+import struct
 import u_boot_utils as util
+import vboot_forge
+
+TESTDATA = [
+    ['sha1', '', False],
+    ['sha1', '-pss', False],
+    ['sha256', '', False],
+    ['sha256', '-pss', False],
+    ['sha256', '-pss', True],
+]
 
 @pytest.mark.boardspec('sandbox')
 @pytest.mark.buildconfigspec('fit_signature')
-def test_vboot(u_boot_console):
+@pytest.mark.requiredtool('dtc')
+@pytest.mark.requiredtool('fdtget')
+@pytest.mark.requiredtool('fdtput')
+@pytest.mark.requiredtool('openssl')
+@pytest.mark.parametrize("sha_algo,padding,required", TESTDATA)
+def test_vboot(u_boot_console, sha_algo, padding, 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
@@ -53,7 +67,7 @@ def test_vboot(u_boot_console):
         util.run_and_log(cons, 'dtc %s %s%s -O dtb '
                          '-o %s%s' % (dtc_args, datadir, dts, tmpdir, dtb))
 
-    def run_bootm(sha_algo, test_type, expect_string):
+    def run_bootm(sha_algo, test_type, expect_string, boots):
         """Run a 'bootm' command U-Boot.
 
         This always starts a fresh U-Boot instance since the device tree may
@@ -64,14 +78,20 @@ def test_vboot(u_boot_console):
             expect_string: A string which is expected in the output.
             sha_algo: Either 'sha1' or 'sha256', to select the algorithm to
                     use.
+            boots: A boolean that is True if Linux should boot and False if
+                    we are expected to not boot
         """
         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,
+                ['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))
+        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.
@@ -98,7 +118,41 @@ def test_vboot(u_boot_console):
         util.run_and_log(cons, [mkimage, '-F', '-k', tmpdir, '-K', dtb,
                                 '-r', fit])
 
-    def test_with_algo(sha_algo):
+    def sign_fit_norequire(sha_algo):
+        """Sign the FIT
+
+        Signs the FIT and writes the signature into it. It also writes the
+        public key into the dtb.
+
+        Args:
+            sha_algo: Either 'sha1' or 'sha256', to select the algorithm to
+                    use.
+        """
+        cons.log.action('%s: Sign images' % sha_algo)
+        util.run_and_log(cons, [mkimage, '-F', '-k', tmpdir, '-K', dtb,
+                                fit])
+
+    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 test_with_algo(sha_algo, padding):
         """Test verified boot with the given hash algorithm.
 
         This is the main part of the test code. The same procedure is followed
@@ -116,28 +170,54 @@ 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)
-        run_bootm(sha_algo, 'unsigned images', 'dev-')
+        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)
-        run_bootm(sha_algo, 'signed images', 'dev+')
+        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)
-        run_bootm(sha_algo, 'unsigned config', '%s+ OK' % 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)
-        run_bootm(sha_algo, 'signed config', 'dev+')
+        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 fp:
+            root, strblock = vboot_forge.read_fdt(fp)
+        root, strblock = vboot_forge.manipulate(root, strblock)
+        with open(fit, 'w+b') as fp:
+            vboot_forge.write_fdt(root, strblock, fp)
+        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)
+        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' %
@@ -149,12 +229,41 @@ 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')
+        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')
 
+    def test_required_key(sha_algo, padding):
+        """Test verified boot with the given hash algorithm.
+
+        This function test if u-boot reject 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.
+        """
+        # 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')
+
+        # Build the FIT with prod key (keys required)
+        # Build the FIT with dev key (keys NOT required)
+        # The dtb contain the key prod and dev and the key prod are set as required.
+        # Then try to boot the FIT with dev key
+        # This FIT should not be accepted by u-boot because the key prod is required
+        cons.log.action('%s: Test FIT with configs images' % sha_algo)
+        make_fit('sign-configs-%s%s-prod.its' % (sha_algo , padding))
+        sign_fit(sha_algo)
+        make_fit('sign-configs-%s%s.its' % (sha_algo , padding))
+        sign_fit(sha_algo)
+
+        run_bootm(sha_algo, 'signed configs', '', False)
+
     cons = u_boot_console
     tmpdir = cons.config.result_dir + '/'
     tmp = tmpdir + 'vboot.tmp'
@@ -164,19 +273,30 @@ def test_vboot(u_boot_console):
     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'
+    sig_node = '/configurations/conf-1/signature'
 
     # 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 '
-                     '2>/dev/null'  % (tmpdir, public_exponent))
+                     '-pkeyopt rsa_keygen_pubexp:%d' %
+                     (tmpdir, public_exponent))
 
     # 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 an RSA key pair (prod)
+    public_exponent = 65537
+    util.run_and_log(cons, 'openssl genpkey -algorithm RSA -out %sprod.key '
+                     '-pkeyopt rsa_keygen_bits:2048 '
+                     '-pkeyopt rsa_keygen_pubexp:%d' %
+                     (tmpdir, public_exponent))
+
+    # Create a certificate containing the public key (prod)
+    util.run_and_log(cons, 'openssl req -batch -new -x509 -key %sprod.key -out '
+                     '%sprod.crt' % (tmpdir, tmpdir))
+
     # Create a number kernel image with zeroes
     with open('%stest-kernel.bin' % tmpdir, 'w') as fd:
         fd.write(5000 * chr(0))
@@ -186,8 +306,10 @@ def test_vboot(u_boot_console):
         # 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)
+        else:
+            test_with_algo(sha_algo, padding)
     finally:
         # Go back to the original U-Boot with the correct dtb.
         cons.config.dtb = old_dtb