]> bbs.cooldavid.org Git - net-next-2.6.git/blob - net/mac80211/wpa.c
mac80211: remove wep dependency
[net-next-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/skbuff.h>
13 #include <linux/compiler.h>
14 #include <linux/ieee80211.h>
15 #include <linux/gfp.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         return ieee80211_tkip_encrypt_data(tx->local->wep_tx_tfm,
187                                            key, pos, len, hdr->addr2);
188 }
189
190
191 ieee80211_tx_result
192 ieee80211_crypto_tkip_encrypt(struct ieee80211_tx_data *tx)
193 {
194         struct sk_buff *skb = tx->skb;
195
196         ieee80211_tx_set_protected(tx);
197
198         do {
199                 if (tkip_encrypt_skb(tx, skb) < 0)
200                         return TX_DROP;
201         } while ((skb = skb->next));
202
203         return TX_CONTINUE;
204 }
205
206
207 ieee80211_rx_result
208 ieee80211_crypto_tkip_decrypt(struct ieee80211_rx_data *rx)
209 {
210         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *) rx->skb->data;
211         int hdrlen, res, hwaccel = 0, wpa_test = 0;
212         struct ieee80211_key *key = rx->key;
213         struct sk_buff *skb = rx->skb;
214         struct ieee80211_rx_status *status = IEEE80211_SKB_RXCB(skb);
215
216         hdrlen = ieee80211_hdrlen(hdr->frame_control);
217
218         if (!ieee80211_is_data(hdr->frame_control))
219                 return RX_CONTINUE;
220
221         if (!rx->sta || skb->len - hdrlen < 12)
222                 return RX_DROP_UNUSABLE;
223
224         if (status->flag & RX_FLAG_DECRYPTED) {
225                 if (status->flag & RX_FLAG_IV_STRIPPED) {
226                         /*
227                          * Hardware took care of all processing, including
228                          * replay protection, and stripped the ICV/IV so
229                          * we cannot do any checks here.
230                          */
231                         return RX_CONTINUE;
232                 }
233
234                 /* let TKIP code verify IV, but skip decryption */
235                 hwaccel = 1;
236         }
237
238         res = ieee80211_tkip_decrypt_data(rx->local->wep_rx_tfm,
239                                           key, skb->data + hdrlen,
240                                           skb->len - hdrlen, rx->sta->sta.addr,
241                                           hdr->addr1, hwaccel, rx->queue,
242                                           &rx->tkip_iv32,
243                                           &rx->tkip_iv16);
244         if (res != TKIP_DECRYPT_OK || wpa_test)
245                 return RX_DROP_UNUSABLE;
246
247         /* Trim ICV */
248         skb_trim(skb, skb->len - TKIP_ICV_LEN);
249
250         /* Remove IV */
251         memmove(skb->data + TKIP_IV_LEN, skb->data, hdrlen);
252         skb_pull(skb, TKIP_IV_LEN);
253
254         return RX_CONTINUE;
255 }
256
257
258 static void ccmp_special_blocks(struct sk_buff *skb, u8 *pn, u8 *scratch,
259                                 int encrypted)
260 {
261         __le16 mask_fc;
262         int a4_included, mgmt;
263         u8 qos_tid;
264         u8 *b_0, *aad;
265         u16 data_len, len_a;
266         unsigned int hdrlen;
267         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *)skb->data;
268
269         b_0 = scratch + 3 * AES_BLOCK_LEN;
270         aad = scratch + 4 * AES_BLOCK_LEN;
271
272         /*
273          * Mask FC: zero subtype b4 b5 b6 (if not mgmt)
274          * Retry, PwrMgt, MoreData; set Protected
275          */
276         mgmt = ieee80211_is_mgmt(hdr->frame_control);
277         mask_fc = hdr->frame_control;
278         mask_fc &= ~cpu_to_le16(IEEE80211_FCTL_RETRY |
279                                 IEEE80211_FCTL_PM | IEEE80211_FCTL_MOREDATA);
280         if (!mgmt)
281                 mask_fc &= ~cpu_to_le16(0x0070);
282         mask_fc |= cpu_to_le16(IEEE80211_FCTL_PROTECTED);
283
284         hdrlen = ieee80211_hdrlen(hdr->frame_control);
285         len_a = hdrlen - 2;
286         a4_included = ieee80211_has_a4(hdr->frame_control);
287
288         if (ieee80211_is_data_qos(hdr->frame_control))
289                 qos_tid = *ieee80211_get_qos_ctl(hdr) & IEEE80211_QOS_CTL_TID_MASK;
290         else
291                 qos_tid = 0;
292
293         data_len = skb->len - hdrlen - CCMP_HDR_LEN;
294         if (encrypted)
295                 data_len -= CCMP_MIC_LEN;
296
297         /* First block, b_0 */
298         b_0[0] = 0x59; /* flags: Adata: 1, M: 011, L: 001 */
299         /* Nonce: Nonce Flags | A2 | PN
300          * Nonce Flags: Priority (b0..b3) | Management (b4) | Reserved (b5..b7)
301          */
302         b_0[1] = qos_tid | (mgmt << 4);
303         memcpy(&b_0[2], hdr->addr2, ETH_ALEN);
304         memcpy(&b_0[8], pn, CCMP_PN_LEN);
305         /* l(m) */
306         put_unaligned_be16(data_len, &b_0[14]);
307
308         /* AAD (extra authenticate-only data) / masked 802.11 header
309          * FC | A1 | A2 | A3 | SC | [A4] | [QC] */
310         put_unaligned_be16(len_a, &aad[0]);
311         put_unaligned(mask_fc, (__le16 *)&aad[2]);
312         memcpy(&aad[4], &hdr->addr1, 3 * ETH_ALEN);
313
314         /* Mask Seq#, leave Frag# */
315         aad[22] = *((u8 *) &hdr->seq_ctrl) & 0x0f;
316         aad[23] = 0;
317
318         if (a4_included) {
319                 memcpy(&aad[24], hdr->addr4, ETH_ALEN);
320                 aad[30] = qos_tid;
321                 aad[31] = 0;
322         } else {
323                 memset(&aad[24], 0, ETH_ALEN + IEEE80211_QOS_CTL_LEN);
324                 aad[24] = qos_tid;
325         }
326 }
327
328
329 static inline void ccmp_pn2hdr(u8 *hdr, u8 *pn, int key_id)
330 {
331         hdr[0] = pn[5];
332         hdr[1] = pn[4];
333         hdr[2] = 0;
334         hdr[3] = 0x20 | (key_id << 6);
335         hdr[4] = pn[3];
336         hdr[5] = pn[2];
337         hdr[6] = pn[1];
338         hdr[7] = pn[0];
339 }
340
341
342 static inline void ccmp_hdr2pn(u8 *pn, u8 *hdr)
343 {
344         pn[0] = hdr[7];
345         pn[1] = hdr[6];
346         pn[2] = hdr[5];
347         pn[3] = hdr[4];
348         pn[4] = hdr[1];
349         pn[5] = hdr[0];
350 }
351
352
353 static int ccmp_encrypt_skb(struct ieee80211_tx_data *tx, struct sk_buff *skb)
354 {
355         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *) skb->data;
356         struct ieee80211_key *key = tx->key;
357         struct ieee80211_tx_info *info = IEEE80211_SKB_CB(skb);
358         int hdrlen, len, tail;
359         u8 *pos, *pn;
360         int i;
361
362         if (info->control.hw_key &&
363             !(info->control.hw_key->flags & IEEE80211_KEY_FLAG_GENERATE_IV)) {
364                 /*
365                  * hwaccel has no need for preallocated room for CCMP
366                  * header or MIC fields
367                  */
368                 return 0;
369         }
370
371         hdrlen = ieee80211_hdrlen(hdr->frame_control);
372         len = skb->len - hdrlen;
373
374         if (info->control.hw_key)
375                 tail = 0;
376         else
377                 tail = CCMP_MIC_LEN;
378
379         if (WARN_ON(skb_tailroom(skb) < tail ||
380                     skb_headroom(skb) < CCMP_HDR_LEN))
381                 return -1;
382
383         pos = skb_push(skb, CCMP_HDR_LEN);
384         memmove(pos, pos + CCMP_HDR_LEN, hdrlen);
385         hdr = (struct ieee80211_hdr *) pos;
386         pos += hdrlen;
387
388         /* PN = PN + 1 */
389         pn = key->u.ccmp.tx_pn;
390
391         for (i = CCMP_PN_LEN - 1; i >= 0; i--) {
392                 pn[i]++;
393                 if (pn[i])
394                         break;
395         }
396
397         ccmp_pn2hdr(pos, pn, key->conf.keyidx);
398
399         /* hwaccel - with software CCMP header */
400         if (info->control.hw_key)
401                 return 0;
402
403         pos += CCMP_HDR_LEN;
404         ccmp_special_blocks(skb, pn, key->u.ccmp.tx_crypto_buf, 0);
405         ieee80211_aes_ccm_encrypt(key->u.ccmp.tfm, key->u.ccmp.tx_crypto_buf, pos, len,
406                                   pos, skb_put(skb, CCMP_MIC_LEN));
407
408         return 0;
409 }
410
411
412 ieee80211_tx_result
413 ieee80211_crypto_ccmp_encrypt(struct ieee80211_tx_data *tx)
414 {
415         struct sk_buff *skb = tx->skb;
416
417         ieee80211_tx_set_protected(tx);
418
419         do {
420                 if (ccmp_encrypt_skb(tx, skb) < 0)
421                         return TX_DROP;
422         } while ((skb = skb->next));
423
424         return TX_CONTINUE;
425 }
426
427
428 ieee80211_rx_result
429 ieee80211_crypto_ccmp_decrypt(struct ieee80211_rx_data *rx)
430 {
431         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *)rx->skb->data;
432         int hdrlen;
433         struct ieee80211_key *key = rx->key;
434         struct sk_buff *skb = rx->skb;
435         struct ieee80211_rx_status *status = IEEE80211_SKB_RXCB(skb);
436         u8 pn[CCMP_PN_LEN];
437         int data_len;
438         int queue;
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         queue = ieee80211_is_mgmt(hdr->frame_control) ?
457                 NUM_RX_DATA_QUEUES : rx->queue;
458
459         if (memcmp(pn, key->u.ccmp.rx_pn[queue], CCMP_PN_LEN) <= 0) {
460                 key->u.ccmp.replays++;
461                 return RX_DROP_UNUSABLE;
462         }
463
464         if (!(status->flag & RX_FLAG_DECRYPTED)) {
465                 /* hardware didn't decrypt/verify MIC */
466                 ccmp_special_blocks(skb, pn, key->u.ccmp.rx_crypto_buf, 1);
467
468                 if (ieee80211_aes_ccm_decrypt(
469                             key->u.ccmp.tfm, key->u.ccmp.rx_crypto_buf,
470                             skb->data + hdrlen + CCMP_HDR_LEN, data_len,
471                             skb->data + skb->len - CCMP_MIC_LEN,
472                             skb->data + hdrlen + CCMP_HDR_LEN))
473                         return RX_DROP_UNUSABLE;
474         }
475
476         memcpy(key->u.ccmp.rx_pn[queue], pn, CCMP_PN_LEN);
477
478         /* Remove CCMP header and MIC */
479         skb_trim(skb, skb->len - CCMP_MIC_LEN);
480         memmove(skb->data + CCMP_HDR_LEN, skb->data, hdrlen);
481         skb_pull(skb, CCMP_HDR_LEN);
482
483         return RX_CONTINUE;
484 }
485
486
487 static void bip_aad(struct sk_buff *skb, u8 *aad)
488 {
489         /* BIP AAD: FC(masked) || A1 || A2 || A3 */
490
491         /* FC type/subtype */
492         aad[0] = skb->data[0];
493         /* Mask FC Retry, PwrMgt, MoreData flags to zero */
494         aad[1] = skb->data[1] & ~(BIT(4) | BIT(5) | BIT(6));
495         /* A1 || A2 || A3 */
496         memcpy(aad + 2, skb->data + 4, 3 * ETH_ALEN);
497 }
498
499
500 static inline void bip_ipn_swap(u8 *d, const u8 *s)
501 {
502         *d++ = s[5];
503         *d++ = s[4];
504         *d++ = s[3];
505         *d++ = s[2];
506         *d++ = s[1];
507         *d = s[0];
508 }
509
510
511 ieee80211_tx_result
512 ieee80211_crypto_aes_cmac_encrypt(struct ieee80211_tx_data *tx)
513 {
514         struct sk_buff *skb = tx->skb;
515         struct ieee80211_tx_info *info = IEEE80211_SKB_CB(skb);
516         struct ieee80211_key *key = tx->key;
517         struct ieee80211_mmie *mmie;
518         u8 *pn, aad[20];
519         int i;
520
521         if (info->control.hw_key)
522                 return 0;
523
524         if (WARN_ON(skb_tailroom(skb) < sizeof(*mmie)))
525                 return TX_DROP;
526
527         mmie = (struct ieee80211_mmie *) skb_put(skb, sizeof(*mmie));
528         mmie->element_id = WLAN_EID_MMIE;
529         mmie->length = sizeof(*mmie) - 2;
530         mmie->key_id = cpu_to_le16(key->conf.keyidx);
531
532         /* PN = PN + 1 */
533         pn = key->u.aes_cmac.tx_pn;
534
535         for (i = sizeof(key->u.aes_cmac.tx_pn) - 1; i >= 0; i--) {
536                 pn[i]++;
537                 if (pn[i])
538                         break;
539         }
540         bip_ipn_swap(mmie->sequence_number, pn);
541
542         bip_aad(skb, aad);
543
544         /*
545          * MIC = AES-128-CMAC(IGTK, AAD || Management Frame Body || MMIE, 64)
546          */
547         ieee80211_aes_cmac(key->u.aes_cmac.tfm, key->u.aes_cmac.tx_crypto_buf,
548                            aad, skb->data + 24, skb->len - 24, mmie->mic);
549
550         return TX_CONTINUE;
551 }
552
553
554 ieee80211_rx_result
555 ieee80211_crypto_aes_cmac_decrypt(struct ieee80211_rx_data *rx)
556 {
557         struct sk_buff *skb = rx->skb;
558         struct ieee80211_rx_status *status = IEEE80211_SKB_RXCB(skb);
559         struct ieee80211_key *key = rx->key;
560         struct ieee80211_mmie *mmie;
561         u8 aad[20], mic[8], ipn[6];
562         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *) skb->data;
563
564         if (!ieee80211_is_mgmt(hdr->frame_control))
565                 return RX_CONTINUE;
566
567         if ((status->flag & RX_FLAG_DECRYPTED) &&
568             (status->flag & RX_FLAG_IV_STRIPPED))
569                 return RX_CONTINUE;
570
571         if (skb->len < 24 + sizeof(*mmie))
572                 return RX_DROP_UNUSABLE;
573
574         mmie = (struct ieee80211_mmie *)
575                 (skb->data + skb->len - sizeof(*mmie));
576         if (mmie->element_id != WLAN_EID_MMIE ||
577             mmie->length != sizeof(*mmie) - 2)
578                 return RX_DROP_UNUSABLE; /* Invalid MMIE */
579
580         bip_ipn_swap(ipn, mmie->sequence_number);
581
582         if (memcmp(ipn, key->u.aes_cmac.rx_pn, 6) <= 0) {
583                 key->u.aes_cmac.replays++;
584                 return RX_DROP_UNUSABLE;
585         }
586
587         if (!(status->flag & RX_FLAG_DECRYPTED)) {
588                 /* hardware didn't decrypt/verify MIC */
589                 bip_aad(skb, aad);
590                 ieee80211_aes_cmac(key->u.aes_cmac.tfm,
591                                    key->u.aes_cmac.rx_crypto_buf, aad,
592                                    skb->data + 24, skb->len - 24, mic);
593                 if (memcmp(mic, mmie->mic, sizeof(mmie->mic)) != 0) {
594                         key->u.aes_cmac.icverrors++;
595                         return RX_DROP_UNUSABLE;
596                 }
597         }
598
599         memcpy(key->u.aes_cmac.rx_pn, ipn, 6);
600
601         /* Remove MMIE */
602         skb_trim(skb, skb->len - sizeof(*mmie));
603
604         return RX_CONTINUE;
605 }