Merge branch 'master' into for-next
[pandora-kernel.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.cipher != WLAN_CIPHER_SUITE_TKIP ||
40             skb->len < 24 || !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.cipher != WLAN_CIPHER_SUITE_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 (!(status->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         /*
225          * Let TKIP code verify IV, but skip decryption.
226          * In the case where hardware checks the IV as well,
227          * we don't even get here, see ieee80211_rx_h_decrypt()
228          */
229         if (status->flag & RX_FLAG_DECRYPTED)
230                 hwaccel = 1;
231
232         res = ieee80211_tkip_decrypt_data(rx->local->wep_rx_tfm,
233                                           key, skb->data + hdrlen,
234                                           skb->len - hdrlen, rx->sta->sta.addr,
235                                           hdr->addr1, hwaccel, rx->queue,
236                                           &rx->tkip_iv32,
237                                           &rx->tkip_iv16);
238         if (res != TKIP_DECRYPT_OK || wpa_test)
239                 return RX_DROP_UNUSABLE;
240
241         /* Trim ICV */
242         skb_trim(skb, skb->len - TKIP_ICV_LEN);
243
244         /* Remove IV */
245         memmove(skb->data + TKIP_IV_LEN, skb->data, hdrlen);
246         skb_pull(skb, TKIP_IV_LEN);
247
248         return RX_CONTINUE;
249 }
250
251
252 static void ccmp_special_blocks(struct sk_buff *skb, u8 *pn, u8 *scratch,
253                                 int encrypted)
254 {
255         __le16 mask_fc;
256         int a4_included, mgmt;
257         u8 qos_tid;
258         u8 *b_0, *aad;
259         u16 data_len, len_a;
260         unsigned int hdrlen;
261         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *)skb->data;
262
263         b_0 = scratch + 3 * AES_BLOCK_LEN;
264         aad = scratch + 4 * AES_BLOCK_LEN;
265
266         /*
267          * Mask FC: zero subtype b4 b5 b6 (if not mgmt)
268          * Retry, PwrMgt, MoreData; set Protected
269          */
270         mgmt = ieee80211_is_mgmt(hdr->frame_control);
271         mask_fc = hdr->frame_control;
272         mask_fc &= ~cpu_to_le16(IEEE80211_FCTL_RETRY |
273                                 IEEE80211_FCTL_PM | IEEE80211_FCTL_MOREDATA);
274         if (!mgmt)
275                 mask_fc &= ~cpu_to_le16(0x0070);
276         mask_fc |= cpu_to_le16(IEEE80211_FCTL_PROTECTED);
277
278         hdrlen = ieee80211_hdrlen(hdr->frame_control);
279         len_a = hdrlen - 2;
280         a4_included = ieee80211_has_a4(hdr->frame_control);
281
282         if (ieee80211_is_data_qos(hdr->frame_control))
283                 qos_tid = *ieee80211_get_qos_ctl(hdr) & IEEE80211_QOS_CTL_TID_MASK;
284         else
285                 qos_tid = 0;
286
287         data_len = skb->len - hdrlen - CCMP_HDR_LEN;
288         if (encrypted)
289                 data_len -= CCMP_MIC_LEN;
290
291         /* First block, b_0 */
292         b_0[0] = 0x59; /* flags: Adata: 1, M: 011, L: 001 */
293         /* Nonce: Nonce Flags | A2 | PN
294          * Nonce Flags: Priority (b0..b3) | Management (b4) | Reserved (b5..b7)
295          */
296         b_0[1] = qos_tid | (mgmt << 4);
297         memcpy(&b_0[2], hdr->addr2, ETH_ALEN);
298         memcpy(&b_0[8], pn, CCMP_PN_LEN);
299         /* l(m) */
300         put_unaligned_be16(data_len, &b_0[14]);
301
302         /* AAD (extra authenticate-only data) / masked 802.11 header
303          * FC | A1 | A2 | A3 | SC | [A4] | [QC] */
304         put_unaligned_be16(len_a, &aad[0]);
305         put_unaligned(mask_fc, (__le16 *)&aad[2]);
306         memcpy(&aad[4], &hdr->addr1, 3 * ETH_ALEN);
307
308         /* Mask Seq#, leave Frag# */
309         aad[22] = *((u8 *) &hdr->seq_ctrl) & 0x0f;
310         aad[23] = 0;
311
312         if (a4_included) {
313                 memcpy(&aad[24], hdr->addr4, ETH_ALEN);
314                 aad[30] = qos_tid;
315                 aad[31] = 0;
316         } else {
317                 memset(&aad[24], 0, ETH_ALEN + IEEE80211_QOS_CTL_LEN);
318                 aad[24] = qos_tid;
319         }
320 }
321
322
323 static inline void ccmp_pn2hdr(u8 *hdr, u8 *pn, int key_id)
324 {
325         hdr[0] = pn[5];
326         hdr[1] = pn[4];
327         hdr[2] = 0;
328         hdr[3] = 0x20 | (key_id << 6);
329         hdr[4] = pn[3];
330         hdr[5] = pn[2];
331         hdr[6] = pn[1];
332         hdr[7] = pn[0];
333 }
334
335
336 static inline void ccmp_hdr2pn(u8 *pn, u8 *hdr)
337 {
338         pn[0] = hdr[7];
339         pn[1] = hdr[6];
340         pn[2] = hdr[5];
341         pn[3] = hdr[4];
342         pn[4] = hdr[1];
343         pn[5] = hdr[0];
344 }
345
346
347 static int ccmp_encrypt_skb(struct ieee80211_tx_data *tx, struct sk_buff *skb)
348 {
349         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *) skb->data;
350         struct ieee80211_key *key = tx->key;
351         struct ieee80211_tx_info *info = IEEE80211_SKB_CB(skb);
352         int hdrlen, len, tail;
353         u8 *pos, *pn;
354         int i;
355
356         if (info->control.hw_key &&
357             !(info->control.hw_key->flags & IEEE80211_KEY_FLAG_GENERATE_IV)) {
358                 /*
359                  * hwaccel has no need for preallocated room for CCMP
360                  * header or MIC fields
361                  */
362                 return 0;
363         }
364
365         hdrlen = ieee80211_hdrlen(hdr->frame_control);
366         len = skb->len - hdrlen;
367
368         if (info->control.hw_key)
369                 tail = 0;
370         else
371                 tail = CCMP_MIC_LEN;
372
373         if (WARN_ON(skb_tailroom(skb) < tail ||
374                     skb_headroom(skb) < CCMP_HDR_LEN))
375                 return -1;
376
377         pos = skb_push(skb, CCMP_HDR_LEN);
378         memmove(pos, pos + CCMP_HDR_LEN, hdrlen);
379         hdr = (struct ieee80211_hdr *) pos;
380         pos += hdrlen;
381
382         /* PN = PN + 1 */
383         pn = key->u.ccmp.tx_pn;
384
385         for (i = CCMP_PN_LEN - 1; i >= 0; i--) {
386                 pn[i]++;
387                 if (pn[i])
388                         break;
389         }
390
391         ccmp_pn2hdr(pos, pn, key->conf.keyidx);
392
393         /* hwaccel - with software CCMP header */
394         if (info->control.hw_key)
395                 return 0;
396
397         pos += CCMP_HDR_LEN;
398         ccmp_special_blocks(skb, pn, key->u.ccmp.tx_crypto_buf, 0);
399         ieee80211_aes_ccm_encrypt(key->u.ccmp.tfm, key->u.ccmp.tx_crypto_buf, pos, len,
400                                   pos, skb_put(skb, CCMP_MIC_LEN));
401
402         return 0;
403 }
404
405
406 ieee80211_tx_result
407 ieee80211_crypto_ccmp_encrypt(struct ieee80211_tx_data *tx)
408 {
409         struct sk_buff *skb = tx->skb;
410
411         ieee80211_tx_set_protected(tx);
412
413         do {
414                 if (ccmp_encrypt_skb(tx, skb) < 0)
415                         return TX_DROP;
416         } while ((skb = skb->next));
417
418         return TX_CONTINUE;
419 }
420
421
422 ieee80211_rx_result
423 ieee80211_crypto_ccmp_decrypt(struct ieee80211_rx_data *rx)
424 {
425         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *)rx->skb->data;
426         int hdrlen;
427         struct ieee80211_key *key = rx->key;
428         struct sk_buff *skb = rx->skb;
429         struct ieee80211_rx_status *status = IEEE80211_SKB_RXCB(skb);
430         u8 pn[CCMP_PN_LEN];
431         int data_len;
432         int queue;
433
434         hdrlen = ieee80211_hdrlen(hdr->frame_control);
435
436         if (!ieee80211_is_data(hdr->frame_control) &&
437             !ieee80211_is_robust_mgmt_frame(hdr))
438                 return RX_CONTINUE;
439
440         data_len = skb->len - hdrlen - CCMP_HDR_LEN - CCMP_MIC_LEN;
441         if (!rx->sta || data_len < 0)
442                 return RX_DROP_UNUSABLE;
443
444         ccmp_hdr2pn(pn, skb->data + hdrlen);
445
446         queue = ieee80211_is_mgmt(hdr->frame_control) ?
447                 NUM_RX_DATA_QUEUES : rx->queue;
448
449         if (memcmp(pn, key->u.ccmp.rx_pn[queue], CCMP_PN_LEN) <= 0) {
450                 key->u.ccmp.replays++;
451                 return RX_DROP_UNUSABLE;
452         }
453
454         if (!(status->flag & RX_FLAG_DECRYPTED)) {
455                 /* hardware didn't decrypt/verify MIC */
456                 ccmp_special_blocks(skb, pn, key->u.ccmp.rx_crypto_buf, 1);
457
458                 if (ieee80211_aes_ccm_decrypt(
459                             key->u.ccmp.tfm, key->u.ccmp.rx_crypto_buf,
460                             skb->data + hdrlen + CCMP_HDR_LEN, data_len,
461                             skb->data + skb->len - CCMP_MIC_LEN,
462                             skb->data + hdrlen + CCMP_HDR_LEN))
463                         return RX_DROP_UNUSABLE;
464         }
465
466         memcpy(key->u.ccmp.rx_pn[queue], pn, CCMP_PN_LEN);
467
468         /* Remove CCMP header and MIC */
469         skb_trim(skb, skb->len - CCMP_MIC_LEN);
470         memmove(skb->data + CCMP_HDR_LEN, skb->data, hdrlen);
471         skb_pull(skb, CCMP_HDR_LEN);
472
473         return RX_CONTINUE;
474 }
475
476
477 static void bip_aad(struct sk_buff *skb, u8 *aad)
478 {
479         /* BIP AAD: FC(masked) || A1 || A2 || A3 */
480
481         /* FC type/subtype */
482         aad[0] = skb->data[0];
483         /* Mask FC Retry, PwrMgt, MoreData flags to zero */
484         aad[1] = skb->data[1] & ~(BIT(4) | BIT(5) | BIT(6));
485         /* A1 || A2 || A3 */
486         memcpy(aad + 2, skb->data + 4, 3 * ETH_ALEN);
487 }
488
489
490 static inline void bip_ipn_swap(u8 *d, const u8 *s)
491 {
492         *d++ = s[5];
493         *d++ = s[4];
494         *d++ = s[3];
495         *d++ = s[2];
496         *d++ = s[1];
497         *d = s[0];
498 }
499
500
501 ieee80211_tx_result
502 ieee80211_crypto_aes_cmac_encrypt(struct ieee80211_tx_data *tx)
503 {
504         struct sk_buff *skb = tx->skb;
505         struct ieee80211_tx_info *info = IEEE80211_SKB_CB(skb);
506         struct ieee80211_key *key = tx->key;
507         struct ieee80211_mmie *mmie;
508         u8 *pn, aad[20];
509         int i;
510
511         if (info->control.hw_key)
512                 return 0;
513
514         if (WARN_ON(skb_tailroom(skb) < sizeof(*mmie)))
515                 return TX_DROP;
516
517         mmie = (struct ieee80211_mmie *) skb_put(skb, sizeof(*mmie));
518         mmie->element_id = WLAN_EID_MMIE;
519         mmie->length = sizeof(*mmie) - 2;
520         mmie->key_id = cpu_to_le16(key->conf.keyidx);
521
522         /* PN = PN + 1 */
523         pn = key->u.aes_cmac.tx_pn;
524
525         for (i = sizeof(key->u.aes_cmac.tx_pn) - 1; i >= 0; i--) {
526                 pn[i]++;
527                 if (pn[i])
528                         break;
529         }
530         bip_ipn_swap(mmie->sequence_number, pn);
531
532         bip_aad(skb, aad);
533
534         /*
535          * MIC = AES-128-CMAC(IGTK, AAD || Management Frame Body || MMIE, 64)
536          */
537         ieee80211_aes_cmac(key->u.aes_cmac.tfm, key->u.aes_cmac.tx_crypto_buf,
538                            aad, skb->data + 24, skb->len - 24, mmie->mic);
539
540         return TX_CONTINUE;
541 }
542
543
544 ieee80211_rx_result
545 ieee80211_crypto_aes_cmac_decrypt(struct ieee80211_rx_data *rx)
546 {
547         struct sk_buff *skb = rx->skb;
548         struct ieee80211_rx_status *status = IEEE80211_SKB_RXCB(skb);
549         struct ieee80211_key *key = rx->key;
550         struct ieee80211_mmie *mmie;
551         u8 aad[20], mic[8], ipn[6];
552         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *) skb->data;
553
554         if (!ieee80211_is_mgmt(hdr->frame_control))
555                 return RX_CONTINUE;
556
557         if (skb->len < 24 + sizeof(*mmie))
558                 return RX_DROP_UNUSABLE;
559
560         mmie = (struct ieee80211_mmie *)
561                 (skb->data + skb->len - sizeof(*mmie));
562         if (mmie->element_id != WLAN_EID_MMIE ||
563             mmie->length != sizeof(*mmie) - 2)
564                 return RX_DROP_UNUSABLE; /* Invalid MMIE */
565
566         bip_ipn_swap(ipn, mmie->sequence_number);
567
568         if (memcmp(ipn, key->u.aes_cmac.rx_pn, 6) <= 0) {
569                 key->u.aes_cmac.replays++;
570                 return RX_DROP_UNUSABLE;
571         }
572
573         if (!(status->flag & RX_FLAG_DECRYPTED)) {
574                 /* hardware didn't decrypt/verify MIC */
575                 bip_aad(skb, aad);
576                 ieee80211_aes_cmac(key->u.aes_cmac.tfm,
577                                    key->u.aes_cmac.rx_crypto_buf, aad,
578                                    skb->data + 24, skb->len - 24, mic);
579                 if (memcmp(mic, mmie->mic, sizeof(mmie->mic)) != 0) {
580                         key->u.aes_cmac.icverrors++;
581                         return RX_DROP_UNUSABLE;
582                 }
583         }
584
585         memcpy(key->u.aes_cmac.rx_pn, ipn, 6);
586
587         /* Remove MMIE */
588         skb_trim(skb, skb->len - sizeof(*mmie));
589
590         return RX_CONTINUE;
591 }