Linux kernel crypto的介绍

1、linux kernel crypto的软件框图

（软件层级图）

af_alg是linux kernel crypto算法接口
实现了底层算法的调用(skcipher、aead、hash、rng)，并且：

• 将这些接口export出去，给linux kernel其它模块使用(如tcrypt.c使用);
• 将这些接口注册sock_register, 用户程序通过sock通信来调用这些底层接口

在linux kernel中，仅支下四种crypto算法:

• algif_skcipher 对称加解密算法
• algif_aead 也算一种对称的加解密算法，具体介绍参见什么是AEAD加密
• algif_hash 数字摘要算法
• algif_rng 随机数产生

(软件结构图)

在Linux kernel的module_init阶段会将algif_type_skcipher、algif_type_aead、algif_type_hash、algif_type_rng 四种算法注册.
也就是添加到af_alg维护的alg_types链表种. alg_types链表种仅有这四个数据.

在userspace通过netlink调用了，kernel种的af_alg模块收到消息后, 根据上层传来的算法种类名字来选择走哪一个结构体(alg_type_xxx)的ops函数

2、sendmsg/recvmsg如何调用到底层encrypt/decrypt

以skcipher为例, 在userspace调用send()和recive()函数，对应的底层调用recvmsg和sendmsg函数

先看skcipher_recvmsg()函数，接受数据然后再调用encrypt/decrypt处理数据

static int skcipher_recvmsg(struct socket *sock, struct msghdr *msg,
			    size_t ignored, int flags)
{
     
	return (msg->msg_iocb && !is_sync_kiocb(msg->msg_iocb)) ?
		skcipher_recvmsg_async(sock, msg, flags) :
		skcipher_recvmsg_sync(sock, msg, flags);
}

而skcipher_sendmsg()函数就是将处理后的数据，在发送到sock端.

3、算法的底层实现(以为aes/hash为例)

在linux crypto底层，实现aes/hash的算法有四种方式

• （1）、cpu的纯软实现，使用cpu的ALU,x0-x30等寄存器，加加减减的计算。（本文不讨论此项）
• （2）、ARM-CE，就是The Armv8 Cryptographic Extension了，调用arm-ce的指令和寄存器，进行加加减减计算
• （3）、ARM-NEON ： 调用arm neon指令（128bit的寄存器v0-v31），进行加加减减计算
• （4）、SOC crypto engine的实现