]> nv-tegra.nvidia Code Review - linux-2.6.git/blob - net/mac80211/wpa.c
mac80211: fix sw crypto
[linux-2.6.git] / net / mac80211 / wpa.c
1 /*
2  * Copyright 2002-2004, Instant802 Networks, Inc.
3  * Copyright 2008, Jouni Malinen <j@w1.fi>
4  *
5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
6  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
7  * published by the Free Software Foundation.
8  */
9
10 #include <linux/netdevice.h>
11 #include <linux/types.h>
12 #include <linux/slab.h>
13 #include <linux/skbuff.h>
14 #include <linux/compiler.h>
15 #include <linux/ieee80211.h>
16 #include <asm/unaligned.h>
17 #include <net/mac80211.h>
18
19 #include "ieee80211_i.h"
20 #include "michael.h"
21 #include "tkip.h"
22 #include "aes_ccm.h"
23 #include "aes_cmac.h"
24 #include "wpa.h"
25
26 ieee80211_tx_result
27 ieee80211_tx_h_michael_mic_add(struct ieee80211_tx_data *tx)
28 {
29         u8 *data, *key, *mic, key_offset;
30         size_t data_len;
31         unsigned int hdrlen;
32         struct ieee80211_hdr *hdr;
33         struct sk_buff *skb = tx->skb;
34         struct ieee80211_tx_info *info = IEEE80211_SKB_CB(skb);
35         int authenticator;
36         int tail;
37
38         hdr = (struct ieee80211_hdr *)skb->data;
39         if (!tx->key || tx->key->conf.alg != ALG_TKIP || skb->len < 24 ||
40             !ieee80211_is_data_present(hdr->frame_control))
41                 return TX_CONTINUE;
42
43         hdrlen = ieee80211_hdrlen(hdr->frame_control);
44         if (skb->len < hdrlen)
45                 return TX_DROP;
46
47         data = skb->data + hdrlen;
48         data_len = skb->len - hdrlen;
49
50         if (info->control.hw_key &&
51             !(tx->flags & IEEE80211_TX_FRAGMENTED) &&
52             !(tx->key->conf.flags & IEEE80211_KEY_FLAG_GENERATE_MMIC)) {
53                 /* hwaccel - with no need for SW-generated MMIC */
54                 return TX_CONTINUE;
55         }
56
57         tail = MICHAEL_MIC_LEN;
58         if (!info->control.hw_key)
59                 tail += TKIP_ICV_LEN;
60
61         if (WARN_ON(skb_tailroom(skb) < tail ||
62                     skb_headroom(skb) < TKIP_IV_LEN))
63                 return TX_DROP;
64
65 #if 0
66         authenticator = fc & IEEE80211_FCTL_FROMDS; /* FIX */
67 #else
68         authenticator = 1;
69 #endif
70         key_offset = authenticator ?
71                 NL80211_TKIP_DATA_OFFSET_TX_MIC_KEY :
72                 NL80211_TKIP_DATA_OFFSET_RX_MIC_KEY;
73         key = &tx->key->conf.key[key_offset];
74         mic = skb_put(skb, MICHAEL_MIC_LEN);
75         michael_mic(key, hdr, data, data_len, mic);
76
77         return TX_CONTINUE;
78 }
79
80
81 ieee80211_rx_result
82 ieee80211_rx_h_michael_mic_verify(struct ieee80211_rx_data *rx)
83 {
84         u8 *data, *key = NULL, key_offset;
85         size_t data_len;
86         unsigned int hdrlen;
87         u8 mic[MICHAEL_MIC_LEN];
88         struct sk_buff *skb = rx->skb;
89         struct ieee80211_rx_status *status = IEEE80211_SKB_RXCB(skb);
90         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *)skb->data;
91         int authenticator = 1, wpa_test = 0;
92
93         /* No way to verify the MIC if the hardware stripped it */
94         if (status->flag & RX_FLAG_MMIC_STRIPPED)
95                 return RX_CONTINUE;
96
97         if (!rx->key || rx->key->conf.alg != ALG_TKIP ||
98             !ieee80211_has_protected(hdr->frame_control) ||
99             !ieee80211_is_data_present(hdr->frame_control))
100                 return RX_CONTINUE;
101
102         hdrlen = ieee80211_hdrlen(hdr->frame_control);
103         if (skb->len < hdrlen + MICHAEL_MIC_LEN)
104                 return RX_DROP_UNUSABLE;
105
106         data = skb->data + hdrlen;
107         data_len = skb->len - hdrlen - MICHAEL_MIC_LEN;
108
109 #if 0
110         authenticator = fc & IEEE80211_FCTL_TODS; /* FIX */
111 #else
112         authenticator = 1;
113 #endif
114         key_offset = authenticator ?
115                 NL80211_TKIP_DATA_OFFSET_RX_MIC_KEY :
116                 NL80211_TKIP_DATA_OFFSET_TX_MIC_KEY;
117         key = &rx->key->conf.key[key_offset];
118         michael_mic(key, hdr, data, data_len, mic);
119         if (memcmp(mic, data + data_len, MICHAEL_MIC_LEN) != 0 || wpa_test) {
120                 if (!(rx->flags & IEEE80211_RX_RA_MATCH))
121                         return RX_DROP_UNUSABLE;
122
123                 mac80211_ev_michael_mic_failure(rx->sdata, rx->key->conf.keyidx,
124                                                 (void *) skb->data, NULL,
125                                                 GFP_ATOMIC);
126                 return RX_DROP_UNUSABLE;
127         }
128
129         /* remove Michael MIC from payload */
130         skb_trim(skb, skb->len - MICHAEL_MIC_LEN);
131
132         /* update IV in key information to be able to detect replays */
133         rx->key->u.tkip.rx[rx->queue].iv32 = rx->tkip_iv32;
134         rx->key->u.tkip.rx[rx->queue].iv16 = rx->tkip_iv16;
135
136         return RX_CONTINUE;
137 }
138
139
140 static int tkip_encrypt_skb(struct ieee80211_tx_data *tx, struct sk_buff *skb)
141 {
142         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *) skb->data;
143         struct ieee80211_key *key = tx->key;
144         struct ieee80211_tx_info *info = IEEE80211_SKB_CB(skb);
145         unsigned int hdrlen;
146         int len, tail;
147         u8 *pos;
148
149         if (info->control.hw_key &&
150             !(info->control.hw_key->flags & IEEE80211_KEY_FLAG_GENERATE_IV)) {
151                 /* hwaccel - with no need for software-generated IV */
152                 return 0;
153         }
154
155         hdrlen = ieee80211_hdrlen(hdr->frame_control);
156         len = skb->len - hdrlen;
157
158         if (info->control.hw_key)
159                 tail = 0;
160         else
161                 tail = TKIP_ICV_LEN;
162
163         if (WARN_ON(skb_tailroom(skb) < tail ||
164                     skb_headroom(skb) < TKIP_IV_LEN))
165                 return -1;
166
167         pos = skb_push(skb, TKIP_IV_LEN);
168         memmove(pos, pos + TKIP_IV_LEN, hdrlen);
169         pos += hdrlen;
170
171         /* Increase IV for the frame */
172         key->u.tkip.tx.iv16++;
173         if (key->u.tkip.tx.iv16 == 0)
174                 key->u.tkip.tx.iv32++;
175
176         pos = ieee80211_tkip_add_iv(pos, key, key->u.tkip.tx.iv16);
177
178         /* hwaccel - with software IV */
179         if (info->control.hw_key)
180                 return 0;
181
182         /* Add room for ICV */
183         skb_put(skb, TKIP_ICV_LEN);
184
185         hdr = (struct ieee80211_hdr *) skb->data;
186         ieee80211_tkip_encrypt_data(tx->local->wep_tx_tfm,
187                                     key, pos, len, hdr->addr2);
188         return 0;
189 }
190
191
192 ieee80211_tx_result
193 ieee80211_crypto_tkip_encrypt(struct ieee80211_tx_data *tx)
194 {
195         struct sk_buff *skb = tx->skb;
196
197         ieee80211_tx_set_protected(tx);
198
199         do {
200                 if (tkip_encrypt_skb(tx, skb) < 0)
201                         return TX_DROP;
202         } while ((skb = skb->next));
203
204         return TX_CONTINUE;
205 }
206
207
208 ieee80211_rx_result
209 ieee80211_crypto_tkip_decrypt(struct ieee80211_rx_data *rx)
210 {
211         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *) rx->skb->data;
212         int hdrlen, res, hwaccel = 0, wpa_test = 0;
213         struct ieee80211_key *key = rx->key;
214         struct sk_buff *skb = rx->skb;
215         struct ieee80211_rx_status *status = IEEE80211_SKB_RXCB(skb);
216
217         hdrlen = ieee80211_hdrlen(hdr->frame_control);
218
219         if (!ieee80211_is_data(hdr->frame_control))
220                 return RX_CONTINUE;
221
222         if (!rx->sta || skb->len - hdrlen < 12)
223                 return RX_DROP_UNUSABLE;
224
225         if (status->flag & RX_FLAG_DECRYPTED) {
226                 if (status->flag & RX_FLAG_IV_STRIPPED) {
227                         /*
228                          * Hardware took care of all processing, including
229                          * replay protection, and stripped the ICV/IV so
230                          * we cannot do any checks here.
231                          */
232                         return RX_CONTINUE;
233                 }
234
235                 /* let TKIP code verify IV, but skip decryption */
236                 hwaccel = 1;
237         }
238
239         res = ieee80211_tkip_decrypt_data(rx->local->wep_rx_tfm,
240                                           key, skb->data + hdrlen,
241                                           skb->len - hdrlen, rx->sta->sta.addr,
242                                           hdr->addr1, hwaccel, rx->queue,
243                                           &rx->tkip_iv32,
244                                           &rx->tkip_iv16);
245         if (res != TKIP_DECRYPT_OK || wpa_test)
246                 return RX_DROP_UNUSABLE;
247
248         /* Trim ICV */
249         skb_trim(skb, skb->len - TKIP_ICV_LEN);
250
251         /* Remove IV */
252         memmove(skb->data + TKIP_IV_LEN, skb->data, hdrlen);
253         skb_pull(skb, TKIP_IV_LEN);
254
255         return RX_CONTINUE;
256 }
257
258
259 static void ccmp_special_blocks(struct sk_buff *skb, u8 *pn, u8 *scratch,
260                                 int encrypted)
261 {
262         __le16 mask_fc;
263         int a4_included, mgmt;
264         u8 qos_tid;
265         u8 *b_0, *aad;
266         u16 data_len, len_a;
267         unsigned int hdrlen;
268         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *)skb->data;
269
270         b_0 = scratch + 3 * AES_BLOCK_LEN;
271         aad = scratch + 4 * AES_BLOCK_LEN;
272
273         /*
274          * Mask FC: zero subtype b4 b5 b6 (if not mgmt)
275          * Retry, PwrMgt, MoreData; set Protected
276          */
277         mgmt = ieee80211_is_mgmt(hdr->frame_control);
278         mask_fc = hdr->frame_control;
279         mask_fc &= ~cpu_to_le16(IEEE80211_FCTL_RETRY |
280                                 IEEE80211_FCTL_PM | IEEE80211_FCTL_MOREDATA);
281         if (!mgmt)
282                 mask_fc &= ~cpu_to_le16(0x0070);
283         mask_fc |= cpu_to_le16(IEEE80211_FCTL_PROTECTED);
284
285         hdrlen = ieee80211_hdrlen(hdr->frame_control);
286         len_a = hdrlen - 2;
287         a4_included = ieee80211_has_a4(hdr->frame_control);
288
289         if (ieee80211_is_data_qos(hdr->frame_control))
290                 qos_tid = *ieee80211_get_qos_ctl(hdr) & IEEE80211_QOS_CTL_TID_MASK;
291         else
292                 qos_tid = 0;
293
294         data_len = skb->len - hdrlen - CCMP_HDR_LEN;
295         if (encrypted)
296                 data_len -= CCMP_MIC_LEN;
297
298         /* First block, b_0 */
299         b_0[0] = 0x59; /* flags: Adata: 1, M: 011, L: 001 */
300         /* Nonce: Nonce Flags | A2 | PN
301          * Nonce Flags: Priority (b0..b3) | Management (b4) | Reserved (b5..b7)
302          */
303         b_0[1] = qos_tid | (mgmt << 4);
304         memcpy(&b_0[2], hdr->addr2, ETH_ALEN);
305         memcpy(&b_0[8], pn, CCMP_PN_LEN);
306         /* l(m) */
307         put_unaligned_be16(data_len, &b_0[14]);
308
309         /* AAD (extra authenticate-only data) / masked 802.11 header
310          * FC | A1 | A2 | A3 | SC | [A4] | [QC] */
311         put_unaligned_be16(len_a, &aad[0]);
312         put_unaligned(mask_fc, (__le16 *)&aad[2]);
313         memcpy(&aad[4], &hdr->addr1, 3 * ETH_ALEN);
314
315         /* Mask Seq#, leave Frag# */
316         aad[22] = *((u8 *) &hdr->seq_ctrl) & 0x0f;
317         aad[23] = 0;
318
319         if (a4_included) {
320                 memcpy(&aad[24], hdr->addr4, ETH_ALEN);
321                 aad[30] = qos_tid;
322                 aad[31] = 0;
323         } else {
324                 memset(&aad[24], 0, ETH_ALEN + IEEE80211_QOS_CTL_LEN);
325                 aad[24] = qos_tid;
326         }
327 }
328
329
330 static inline void ccmp_pn2hdr(u8 *hdr, u8 *pn, int key_id)
331 {
332         hdr[0] = pn[5];
333         hdr[1] = pn[4];
334         hdr[2] = 0;
335         hdr[3] = 0x20 | (key_id << 6);
336         hdr[4] = pn[3];
337         hdr[5] = pn[2];
338         hdr[6] = pn[1];
339         hdr[7] = pn[0];
340 }
341
342
343 static inline void ccmp_hdr2pn(u8 *pn, u8 *hdr)
344 {
345         pn[0] = hdr[7];
346         pn[1] = hdr[6];
347         pn[2] = hdr[5];
348         pn[3] = hdr[4];
349         pn[4] = hdr[1];
350         pn[5] = hdr[0];
351 }
352
353
354 static int ccmp_encrypt_skb(struct ieee80211_tx_data *tx, struct sk_buff *skb)
355 {
356         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *) skb->data;
357         struct ieee80211_key *key = tx->key;
358         struct ieee80211_tx_info *info = IEEE80211_SKB_CB(skb);
359         int hdrlen, len, tail;
360         u8 *pos, *pn;
361         int i;
362
363         if (info->control.hw_key &&
364             !(info->control.hw_key->flags & IEEE80211_KEY_FLAG_GENERATE_IV)) {
365                 /*
366                  * hwaccel has no need for preallocated room for CCMP
367                  * header or MIC fields
368                  */
369                 return 0;
370         }
371
372         hdrlen = ieee80211_hdrlen(hdr->frame_control);
373         len = skb->len - hdrlen;
374
375         if (info->control.hw_key)
376                 tail = 0;
377         else
378                 tail = CCMP_MIC_LEN;
379
380         if (WARN_ON(skb_tailroom(skb) < tail ||
381                     skb_headroom(skb) < CCMP_HDR_LEN))
382                 return -1;
383
384         pos = skb_push(skb, CCMP_HDR_LEN);
385         memmove(pos, pos + CCMP_HDR_LEN, hdrlen);
386         hdr = (struct ieee80211_hdr *) pos;
387         pos += hdrlen;
388
389         /* PN = PN + 1 */
390         pn = key->u.ccmp.tx_pn;
391
392         for (i = CCMP_PN_LEN - 1; i >= 0; i--) {
393                 pn[i]++;
394                 if (pn[i])
395                         break;
396         }
397
398         ccmp_pn2hdr(pos, pn, key->conf.keyidx);
399
400         /* hwaccel - with software CCMP header */
401         if (info->control.hw_key)
402                 return 0;
403
404         pos += CCMP_HDR_LEN;
405         ccmp_special_blocks(skb, pn, key->u.ccmp.tx_crypto_buf, 0);
406         ieee80211_aes_ccm_encrypt(key->u.ccmp.tfm, key->u.ccmp.tx_crypto_buf, pos, len,
407                                   pos, skb_put(skb, CCMP_MIC_LEN));
408
409         return 0;
410 }
411
412
413 ieee80211_tx_result
414 ieee80211_crypto_ccmp_encrypt(struct ieee80211_tx_data *tx)
415 {
416         struct sk_buff *skb = tx->skb;
417
418         ieee80211_tx_set_protected(tx);
419
420         do {
421                 if (ccmp_encrypt_skb(tx, skb) < 0)
422                         return TX_DROP;
423         } while ((skb = skb->next));
424
425         return TX_CONTINUE;
426 }
427
428
429 ieee80211_rx_result
430 ieee80211_crypto_ccmp_decrypt(struct ieee80211_rx_data *rx)
431 {
432         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *)rx->skb->data;
433         int hdrlen;
434         struct ieee80211_key *key = rx->key;
435         struct sk_buff *skb = rx->skb;
436         struct ieee80211_rx_status *status = IEEE80211_SKB_RXCB(skb);
437         u8 pn[CCMP_PN_LEN];
438         int data_len;
439
440         hdrlen = ieee80211_hdrlen(hdr->frame_control);
441
442         if (!ieee80211_is_data(hdr->frame_control) &&
443             !ieee80211_is_robust_mgmt_frame(hdr))
444                 return RX_CONTINUE;
445
446         data_len = skb->len - hdrlen - CCMP_HDR_LEN - CCMP_MIC_LEN;
447         if (!rx->sta || data_len < 0)
448                 return RX_DROP_UNUSABLE;
449
450         if ((status->flag & RX_FLAG_DECRYPTED) &&
451             (status->flag & RX_FLAG_IV_STRIPPED))
452                 return RX_CONTINUE;
453
454         ccmp_hdr2pn(pn, skb->data + hdrlen);
455
456         if (memcmp(pn, key->u.ccmp.rx_pn[rx->queue], CCMP_PN_LEN) <= 0) {
457                 key->u.ccmp.replays++;
458                 return RX_DROP_UNUSABLE;
459         }
460
461         if (!(status->flag & RX_FLAG_DECRYPTED)) {
462                 /* hardware didn't decrypt/verify MIC */
463                 ccmp_special_blocks(skb, pn, key->u.ccmp.rx_crypto_buf, 1);
464
465                 if (ieee80211_aes_ccm_decrypt(
466                             key->u.ccmp.tfm, key->u.ccmp.rx_crypto_buf,
467                             skb->data + hdrlen + CCMP_HDR_LEN, data_len,
468                             skb->data + skb->len - CCMP_MIC_LEN,
469                             skb->data + hdrlen + CCMP_HDR_LEN))
470                         return RX_DROP_UNUSABLE;
471         }
472
473         memcpy(key->u.ccmp.rx_pn[rx->queue], pn, CCMP_PN_LEN);
474
475         /* Remove CCMP header and MIC */
476         skb_trim(skb, skb->len - CCMP_MIC_LEN);
477         memmove(skb->data + CCMP_HDR_LEN, skb->data, hdrlen);
478         skb_pull(skb, CCMP_HDR_LEN);
479
480         return RX_CONTINUE;
481 }
482
483
484 static void bip_aad(struct sk_buff *skb, u8 *aad)
485 {
486         /* BIP AAD: FC(masked) || A1 || A2 || A3 */
487
488         /* FC type/subtype */
489         aad[0] = skb->data[0];
490         /* Mask FC Retry, PwrMgt, MoreData flags to zero */
491         aad[1] = skb->data[1] & ~(BIT(4) | BIT(5) | BIT(6));
492         /* A1 || A2 || A3 */
493         memcpy(aad + 2, skb->data + 4, 3 * ETH_ALEN);
494 }
495
496
497 static inline void bip_ipn_swap(u8 *d, const u8 *s)
498 {
499         *d++ = s[5];
500         *d++ = s[4];
501         *d++ = s[3];
502         *d++ = s[2];
503         *d++ = s[1];
504         *d = s[0];
505 }
506
507
508 ieee80211_tx_result
509 ieee80211_crypto_aes_cmac_encrypt(struct ieee80211_tx_data *tx)
510 {
511         struct sk_buff *skb = tx->skb;
512         struct ieee80211_tx_info *info = IEEE80211_SKB_CB(skb);
513         struct ieee80211_key *key = tx->key;
514         struct ieee80211_mmie *mmie;
515         u8 *pn, aad[20];
516         int i;
517
518         if (info->control.hw_key)
519                 return 0;
520
521         if (WARN_ON(skb_tailroom(skb) < sizeof(*mmie)))
522                 return TX_DROP;
523
524         mmie = (struct ieee80211_mmie *) skb_put(skb, sizeof(*mmie));
525         mmie->element_id = WLAN_EID_MMIE;
526         mmie->length = sizeof(*mmie) - 2;
527         mmie->key_id = cpu_to_le16(key->conf.keyidx);
528
529         /* PN = PN + 1 */
530         pn = key->u.aes_cmac.tx_pn;
531
532         for (i = sizeof(key->u.aes_cmac.tx_pn) - 1; i >= 0; i--) {
533                 pn[i]++;
534                 if (pn[i])
535                         break;
536         }
537         bip_ipn_swap(mmie->sequence_number, pn);
538
539         bip_aad(skb, aad);
540
541         /*
542          * MIC = AES-128-CMAC(IGTK, AAD || Management Frame Body || MMIE, 64)
543          */
544         ieee80211_aes_cmac(key->u.aes_cmac.tfm, key->u.aes_cmac.tx_crypto_buf,
545                            aad, skb->data + 24, skb->len - 24, mmie->mic);
546
547         return TX_CONTINUE;
548 }
549
550
551 ieee80211_rx_result
552 ieee80211_crypto_aes_cmac_decrypt(struct ieee80211_rx_data *rx)
553 {
554         struct sk_buff *skb = rx->skb;
555         struct ieee80211_rx_status *status = IEEE80211_SKB_RXCB(skb);
556         struct ieee80211_key *key = rx->key;
557         struct ieee80211_mmie *mmie;
558         u8 aad[20], mic[8], ipn[6];
559         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *) skb->data;
560
561         if (!ieee80211_is_mgmt(hdr->frame_control))
562                 return RX_CONTINUE;
563
564         if ((status->flag & RX_FLAG_DECRYPTED) &&
565             (status->flag & RX_FLAG_IV_STRIPPED))
566                 return RX_CONTINUE;
567
568         if (skb->len < 24 + sizeof(*mmie))
569                 return RX_DROP_UNUSABLE;
570
571         mmie = (struct ieee80211_mmie *)
572                 (skb->data + skb->len - sizeof(*mmie));
573         if (mmie->element_id != WLAN_EID_MMIE ||
574             mmie->length != sizeof(*mmie) - 2)
575                 return RX_DROP_UNUSABLE; /* Invalid MMIE */
576
577         bip_ipn_swap(ipn, mmie->sequence_number);
578
579         if (memcmp(ipn, key->u.aes_cmac.rx_pn, 6) <= 0) {
580                 key->u.aes_cmac.replays++;
581                 return RX_DROP_UNUSABLE;
582         }
583
584         if (!(status->flag & RX_FLAG_DECRYPTED)) {
585                 /* hardware didn't decrypt/verify MIC */
586                 bip_aad(skb, aad);
587                 ieee80211_aes_cmac(key->u.aes_cmac.tfm,
588                                    key->u.aes_cmac.rx_crypto_buf, aad,
589                                    skb->data + 24, skb->len - 24, mic);
590                 if (memcmp(mic, mmie->mic, sizeof(mmie->mic)) != 0) {
591                         key->u.aes_cmac.icverrors++;
592                         return RX_DROP_UNUSABLE;
593                 }
594         }
595
596         memcpy(key->u.aes_cmac.rx_pn, ipn, 6);
597
598         /* Remove MMIE */
599         skb_trim(skb, skb->len - sizeof(*mmie));
600
601         return RX_CONTINUE;
602 }