[PATCH] remove gcc-2 checks
[linux-2.6.git] / net / ieee80211 / ieee80211_crypt_ccmp.c
1 /*
2  * Host AP crypt: host-based CCMP encryption implementation for Host AP driver
3  *
4  * Copyright (c) 2003-2004, Jouni Malinen <jkmaline@cc.hut.fi>
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
8  * published by the Free Software Foundation. See README and COPYING for
9  * more details.
10  */
11
12 #include <linux/config.h>
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/init.h>
15 #include <linux/slab.h>
16 #include <linux/random.h>
17 #include <linux/skbuff.h>
18 #include <linux/netdevice.h>
19 #include <linux/if_ether.h>
20 #include <linux/if_arp.h>
21 #include <asm/string.h>
22 #include <linux/wireless.h>
23
24 #include <net/ieee80211.h>
25
26 #include <linux/crypto.h>
27 #include <asm/scatterlist.h>
28
29 MODULE_AUTHOR("Jouni Malinen");
30 MODULE_DESCRIPTION("Host AP crypt: CCMP");
31 MODULE_LICENSE("GPL");
32
33 #define AES_BLOCK_LEN 16
34 #define CCMP_HDR_LEN 8
35 #define CCMP_MIC_LEN 8
36 #define CCMP_TK_LEN 16
37 #define CCMP_PN_LEN 6
38
39 struct ieee80211_ccmp_data {
40         u8 key[CCMP_TK_LEN];
41         int key_set;
42
43         u8 tx_pn[CCMP_PN_LEN];
44         u8 rx_pn[CCMP_PN_LEN];
45
46         u32 dot11RSNAStatsCCMPFormatErrors;
47         u32 dot11RSNAStatsCCMPReplays;
48         u32 dot11RSNAStatsCCMPDecryptErrors;
49
50         int key_idx;
51
52         struct crypto_tfm *tfm;
53
54         /* scratch buffers for virt_to_page() (crypto API) */
55         u8 tx_b0[AES_BLOCK_LEN], tx_b[AES_BLOCK_LEN],
56             tx_e[AES_BLOCK_LEN], tx_s0[AES_BLOCK_LEN];
57         u8 rx_b0[AES_BLOCK_LEN], rx_b[AES_BLOCK_LEN], rx_a[AES_BLOCK_LEN];
58 };
59
60 static void ieee80211_ccmp_aes_encrypt(struct crypto_tfm *tfm,
61                                        const u8 pt[16], u8 ct[16])
62 {
63         struct scatterlist src, dst;
64
65         src.page = virt_to_page(pt);
66         src.offset = offset_in_page(pt);
67         src.length = AES_BLOCK_LEN;
68
69         dst.page = virt_to_page(ct);
70         dst.offset = offset_in_page(ct);
71         dst.length = AES_BLOCK_LEN;
72
73         crypto_cipher_encrypt(tfm, &dst, &src, AES_BLOCK_LEN);
74 }
75
76 static void *ieee80211_ccmp_init(int key_idx)
77 {
78         struct ieee80211_ccmp_data *priv;
79
80         priv = kmalloc(sizeof(*priv), GFP_ATOMIC);
81         if (priv == NULL)
82                 goto fail;
83         memset(priv, 0, sizeof(*priv));
84         priv->key_idx = key_idx;
85
86         priv->tfm = crypto_alloc_tfm("aes", 0);
87         if (priv->tfm == NULL) {
88                 printk(KERN_DEBUG "ieee80211_crypt_ccmp: could not allocate "
89                        "crypto API aes\n");
90                 goto fail;
91         }
92
93         return priv;
94
95       fail:
96         if (priv) {
97                 if (priv->tfm)
98                         crypto_free_tfm(priv->tfm);
99                 kfree(priv);
100         }
101
102         return NULL;
103 }
104
105 static void ieee80211_ccmp_deinit(void *priv)
106 {
107         struct ieee80211_ccmp_data *_priv = priv;
108         if (_priv && _priv->tfm)
109                 crypto_free_tfm(_priv->tfm);
110         kfree(priv);
111 }
112
113 static inline void xor_block(u8 * b, u8 * a, size_t len)
114 {
115         int i;
116         for (i = 0; i < len; i++)
117                 b[i] ^= a[i];
118 }
119
120 static void ccmp_init_blocks(struct crypto_tfm *tfm,
121                              struct ieee80211_hdr_4addr *hdr,
122                              u8 * pn, size_t dlen, u8 * b0, u8 * auth, u8 * s0)
123 {
124         u8 *pos, qc = 0;
125         size_t aad_len;
126         u16 fc;
127         int a4_included, qc_included;
128         u8 aad[2 * AES_BLOCK_LEN];
129
130         fc = le16_to_cpu(hdr->frame_ctl);
131         a4_included = ((fc & (IEEE80211_FCTL_TODS | IEEE80211_FCTL_FROMDS)) ==
132                        (IEEE80211_FCTL_TODS | IEEE80211_FCTL_FROMDS));
133         qc_included = ((WLAN_FC_GET_TYPE(fc) == IEEE80211_FTYPE_DATA) &&
134                        (WLAN_FC_GET_STYPE(fc) & 0x08));
135         aad_len = 22;
136         if (a4_included)
137                 aad_len += 6;
138         if (qc_included) {
139                 pos = (u8 *) & hdr->addr4;
140                 if (a4_included)
141                         pos += 6;
142                 qc = *pos & 0x0f;
143                 aad_len += 2;
144         }
145
146         /* CCM Initial Block:
147          * Flag (Include authentication header, M=3 (8-octet MIC),
148          *       L=1 (2-octet Dlen))
149          * Nonce: 0x00 | A2 | PN
150          * Dlen */
151         b0[0] = 0x59;
152         b0[1] = qc;
153         memcpy(b0 + 2, hdr->addr2, ETH_ALEN);
154         memcpy(b0 + 8, pn, CCMP_PN_LEN);
155         b0[14] = (dlen >> 8) & 0xff;
156         b0[15] = dlen & 0xff;
157
158         /* AAD:
159          * FC with bits 4..6 and 11..13 masked to zero; 14 is always one
160          * A1 | A2 | A3
161          * SC with bits 4..15 (seq#) masked to zero
162          * A4 (if present)
163          * QC (if present)
164          */
165         pos = (u8 *) hdr;
166         aad[0] = 0;             /* aad_len >> 8 */
167         aad[1] = aad_len & 0xff;
168         aad[2] = pos[0] & 0x8f;
169         aad[3] = pos[1] & 0xc7;
170         memcpy(aad + 4, hdr->addr1, 3 * ETH_ALEN);
171         pos = (u8 *) & hdr->seq_ctl;
172         aad[22] = pos[0] & 0x0f;
173         aad[23] = 0;            /* all bits masked */
174         memset(aad + 24, 0, 8);
175         if (a4_included)
176                 memcpy(aad + 24, hdr->addr4, ETH_ALEN);
177         if (qc_included) {
178                 aad[a4_included ? 30 : 24] = qc;
179                 /* rest of QC masked */
180         }
181
182         /* Start with the first block and AAD */
183         ieee80211_ccmp_aes_encrypt(tfm, b0, auth);
184         xor_block(auth, aad, AES_BLOCK_LEN);
185         ieee80211_ccmp_aes_encrypt(tfm, auth, auth);
186         xor_block(auth, &aad[AES_BLOCK_LEN], AES_BLOCK_LEN);
187         ieee80211_ccmp_aes_encrypt(tfm, auth, auth);
188         b0[0] &= 0x07;
189         b0[14] = b0[15] = 0;
190         ieee80211_ccmp_aes_encrypt(tfm, b0, s0);
191 }
192
193 static int ieee80211_ccmp_hdr(struct sk_buff *skb, int hdr_len, void *priv)
194 {
195         struct ieee80211_ccmp_data *key = priv;
196         int i;
197         u8 *pos;
198
199         if (skb_headroom(skb) < CCMP_HDR_LEN || skb->len < hdr_len)
200                 return -1;
201
202         pos = skb_push(skb, CCMP_HDR_LEN);
203         memmove(pos, pos + CCMP_HDR_LEN, hdr_len);
204         pos += hdr_len;
205
206         i = CCMP_PN_LEN - 1;
207         while (i >= 0) {
208                 key->tx_pn[i]++;
209                 if (key->tx_pn[i] != 0)
210                         break;
211                 i--;
212         }
213
214         *pos++ = key->tx_pn[5];
215         *pos++ = key->tx_pn[4];
216         *pos++ = 0;
217         *pos++ = (key->key_idx << 6) | (1 << 5) /* Ext IV included */ ;
218         *pos++ = key->tx_pn[3];
219         *pos++ = key->tx_pn[2];
220         *pos++ = key->tx_pn[1];
221         *pos++ = key->tx_pn[0];
222
223         return CCMP_HDR_LEN;
224 }
225
226 static int ieee80211_ccmp_encrypt(struct sk_buff *skb, int hdr_len, void *priv)
227 {
228         struct ieee80211_ccmp_data *key = priv;
229         int data_len, i, blocks, last, len;
230         u8 *pos, *mic;
231         struct ieee80211_hdr_4addr *hdr;
232         u8 *b0 = key->tx_b0;
233         u8 *b = key->tx_b;
234         u8 *e = key->tx_e;
235         u8 *s0 = key->tx_s0;
236
237         if (skb_tailroom(skb) < CCMP_MIC_LEN || skb->len < hdr_len)
238                 return -1;
239
240         data_len = skb->len - hdr_len;
241         len = ieee80211_ccmp_hdr(skb, hdr_len, priv);
242         if (len < 0)
243                 return -1;
244
245         pos = skb->data + hdr_len + CCMP_HDR_LEN;
246         mic = skb_put(skb, CCMP_MIC_LEN);
247         hdr = (struct ieee80211_hdr_4addr *)skb->data;
248         ccmp_init_blocks(key->tfm, hdr, key->tx_pn, data_len, b0, b, s0);
249
250         blocks = (data_len + AES_BLOCK_LEN - 1) / AES_BLOCK_LEN;
251         last = data_len % AES_BLOCK_LEN;
252
253         for (i = 1; i <= blocks; i++) {
254                 len = (i == blocks && last) ? last : AES_BLOCK_LEN;
255                 /* Authentication */
256                 xor_block(b, pos, len);
257                 ieee80211_ccmp_aes_encrypt(key->tfm, b, b);
258                 /* Encryption, with counter */
259                 b0[14] = (i >> 8) & 0xff;
260                 b0[15] = i & 0xff;
261                 ieee80211_ccmp_aes_encrypt(key->tfm, b0, e);
262                 xor_block(pos, e, len);
263                 pos += len;
264         }
265
266         for (i = 0; i < CCMP_MIC_LEN; i++)
267                 mic[i] = b[i] ^ s0[i];
268
269         return 0;
270 }
271
272 static int ieee80211_ccmp_decrypt(struct sk_buff *skb, int hdr_len, void *priv)
273 {
274         struct ieee80211_ccmp_data *key = priv;
275         u8 keyidx, *pos;
276         struct ieee80211_hdr_4addr *hdr;
277         u8 *b0 = key->rx_b0;
278         u8 *b = key->rx_b;
279         u8 *a = key->rx_a;
280         u8 pn[6];
281         int i, blocks, last, len;
282         size_t data_len = skb->len - hdr_len - CCMP_HDR_LEN - CCMP_MIC_LEN;
283         u8 *mic = skb->data + skb->len - CCMP_MIC_LEN;
284
285         if (skb->len < hdr_len + CCMP_HDR_LEN + CCMP_MIC_LEN) {
286                 key->dot11RSNAStatsCCMPFormatErrors++;
287                 return -1;
288         }
289
290         hdr = (struct ieee80211_hdr_4addr *)skb->data;
291         pos = skb->data + hdr_len;
292         keyidx = pos[3];
293         if (!(keyidx & (1 << 5))) {
294                 if (net_ratelimit()) {
295                         printk(KERN_DEBUG "CCMP: received packet without ExtIV"
296                                " flag from " MAC_FMT "\n", MAC_ARG(hdr->addr2));
297                 }
298                 key->dot11RSNAStatsCCMPFormatErrors++;
299                 return -2;
300         }
301         keyidx >>= 6;
302         if (key->key_idx != keyidx) {
303                 printk(KERN_DEBUG "CCMP: RX tkey->key_idx=%d frame "
304                        "keyidx=%d priv=%p\n", key->key_idx, keyidx, priv);
305                 return -6;
306         }
307         if (!key->key_set) {
308                 if (net_ratelimit()) {
309                         printk(KERN_DEBUG "CCMP: received packet from " MAC_FMT
310                                " with keyid=%d that does not have a configured"
311                                " key\n", MAC_ARG(hdr->addr2), keyidx);
312                 }
313                 return -3;
314         }
315
316         pn[0] = pos[7];
317         pn[1] = pos[6];
318         pn[2] = pos[5];
319         pn[3] = pos[4];
320         pn[4] = pos[1];
321         pn[5] = pos[0];
322         pos += 8;
323
324         if (memcmp(pn, key->rx_pn, CCMP_PN_LEN) <= 0) {
325                 if (net_ratelimit()) {
326                         printk(KERN_DEBUG "CCMP: replay detected: STA=" MAC_FMT
327                                " previous PN %02x%02x%02x%02x%02x%02x "
328                                "received PN %02x%02x%02x%02x%02x%02x\n",
329                                MAC_ARG(hdr->addr2), MAC_ARG(key->rx_pn),
330                                MAC_ARG(pn));
331                 }
332                 key->dot11RSNAStatsCCMPReplays++;
333                 return -4;
334         }
335
336         ccmp_init_blocks(key->tfm, hdr, pn, data_len, b0, a, b);
337         xor_block(mic, b, CCMP_MIC_LEN);
338
339         blocks = (data_len + AES_BLOCK_LEN - 1) / AES_BLOCK_LEN;
340         last = data_len % AES_BLOCK_LEN;
341
342         for (i = 1; i <= blocks; i++) {
343                 len = (i == blocks && last) ? last : AES_BLOCK_LEN;
344                 /* Decrypt, with counter */
345                 b0[14] = (i >> 8) & 0xff;
346                 b0[15] = i & 0xff;
347                 ieee80211_ccmp_aes_encrypt(key->tfm, b0, b);
348                 xor_block(pos, b, len);
349                 /* Authentication */
350                 xor_block(a, pos, len);
351                 ieee80211_ccmp_aes_encrypt(key->tfm, a, a);
352                 pos += len;
353         }
354
355         if (memcmp(mic, a, CCMP_MIC_LEN) != 0) {
356                 if (net_ratelimit()) {
357                         printk(KERN_DEBUG "CCMP: decrypt failed: STA="
358                                MAC_FMT "\n", MAC_ARG(hdr->addr2));
359                 }
360                 key->dot11RSNAStatsCCMPDecryptErrors++;
361                 return -5;
362         }
363
364         memcpy(key->rx_pn, pn, CCMP_PN_LEN);
365
366         /* Remove hdr and MIC */
367         memmove(skb->data + CCMP_HDR_LEN, skb->data, hdr_len);
368         skb_pull(skb, CCMP_HDR_LEN);
369         skb_trim(skb, skb->len - CCMP_MIC_LEN);
370
371         return keyidx;
372 }
373
374 static int ieee80211_ccmp_set_key(void *key, int len, u8 * seq, void *priv)
375 {
376         struct ieee80211_ccmp_data *data = priv;
377         int keyidx;
378         struct crypto_tfm *tfm = data->tfm;
379
380         keyidx = data->key_idx;
381         memset(data, 0, sizeof(*data));
382         data->key_idx = keyidx;
383         data->tfm = tfm;
384         if (len == CCMP_TK_LEN) {
385                 memcpy(data->key, key, CCMP_TK_LEN);
386                 data->key_set = 1;
387                 if (seq) {
388                         data->rx_pn[0] = seq[5];
389                         data->rx_pn[1] = seq[4];
390                         data->rx_pn[2] = seq[3];
391                         data->rx_pn[3] = seq[2];
392                         data->rx_pn[4] = seq[1];
393                         data->rx_pn[5] = seq[0];
394                 }
395                 crypto_cipher_setkey(data->tfm, data->key, CCMP_TK_LEN);
396         } else if (len == 0)
397                 data->key_set = 0;
398         else
399                 return -1;
400
401         return 0;
402 }
403
404 static int ieee80211_ccmp_get_key(void *key, int len, u8 * seq, void *priv)
405 {
406         struct ieee80211_ccmp_data *data = priv;
407
408         if (len < CCMP_TK_LEN)
409                 return -1;
410
411         if (!data->key_set)
412                 return 0;
413         memcpy(key, data->key, CCMP_TK_LEN);
414
415         if (seq) {
416                 seq[0] = data->tx_pn[5];
417                 seq[1] = data->tx_pn[4];
418                 seq[2] = data->tx_pn[3];
419                 seq[3] = data->tx_pn[2];
420                 seq[4] = data->tx_pn[1];
421                 seq[5] = data->tx_pn[0];
422         }
423
424         return CCMP_TK_LEN;
425 }
426
427 static char *ieee80211_ccmp_print_stats(char *p, void *priv)
428 {
429         struct ieee80211_ccmp_data *ccmp = priv;
430         p += sprintf(p, "key[%d] alg=CCMP key_set=%d "
431                      "tx_pn=%02x%02x%02x%02x%02x%02x "
432                      "rx_pn=%02x%02x%02x%02x%02x%02x "
433                      "format_errors=%d replays=%d decrypt_errors=%d\n",
434                      ccmp->key_idx, ccmp->key_set,
435                      MAC_ARG(ccmp->tx_pn), MAC_ARG(ccmp->rx_pn),
436                      ccmp->dot11RSNAStatsCCMPFormatErrors,
437                      ccmp->dot11RSNAStatsCCMPReplays,
438                      ccmp->dot11RSNAStatsCCMPDecryptErrors);
439
440         return p;
441 }
442
443 static struct ieee80211_crypto_ops ieee80211_crypt_ccmp = {
444         .name = "CCMP",
445         .init = ieee80211_ccmp_init,
446         .deinit = ieee80211_ccmp_deinit,
447         .build_iv = ieee80211_ccmp_hdr,
448         .encrypt_mpdu = ieee80211_ccmp_encrypt,
449         .decrypt_mpdu = ieee80211_ccmp_decrypt,
450         .encrypt_msdu = NULL,
451         .decrypt_msdu = NULL,
452         .set_key = ieee80211_ccmp_set_key,
453         .get_key = ieee80211_ccmp_get_key,
454         .print_stats = ieee80211_ccmp_print_stats,
455         .extra_mpdu_prefix_len = CCMP_HDR_LEN,
456         .extra_mpdu_postfix_len = CCMP_MIC_LEN,
457         .owner = THIS_MODULE,
458 };
459
460 static int __init ieee80211_crypto_ccmp_init(void)
461 {
462         return ieee80211_register_crypto_ops(&ieee80211_crypt_ccmp);
463 }
464
465 static void __exit ieee80211_crypto_ccmp_exit(void)
466 {
467         ieee80211_unregister_crypto_ops(&ieee80211_crypt_ccmp);
468 }
469
470 module_init(ieee80211_crypto_ccmp_init);
471 module_exit(ieee80211_crypto_ccmp_exit);