Branch data Line data Source code
1 : : // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 : : /*
3 : : * Copyright 2002-2004, Instant802 Networks, Inc.
4 : : * Copyright 2005, Devicescape Software, Inc.
5 : : * Copyright (C) 2016 Intel Deutschland GmbH
6 : : */
7 : : #include <linux/kernel.h>
8 : : #include <linux/bitops.h>
9 : : #include <linux/types.h>
10 : : #include <linux/netdevice.h>
11 : : #include <linux/export.h>
12 : : #include <asm/unaligned.h>
13 : :
14 : : #include <net/mac80211.h>
15 : : #include "driver-ops.h"
16 : : #include "key.h"
17 : : #include "tkip.h"
18 : : #include "wep.h"
19 : :
20 : : #define PHASE1_LOOP_COUNT 8
21 : :
22 : : /*
23 : : * 2-byte by 2-byte subset of the full AES S-box table; second part of this
24 : : * table is identical to first part but byte-swapped
25 : : */
26 : : static const u16 tkip_sbox[256] =
27 : : {
28 : : 0xC6A5, 0xF884, 0xEE99, 0xF68D, 0xFF0D, 0xD6BD, 0xDEB1, 0x9154,
29 : : 0x6050, 0x0203, 0xCEA9, 0x567D, 0xE719, 0xB562, 0x4DE6, 0xEC9A,
30 : : 0x8F45, 0x1F9D, 0x8940, 0xFA87, 0xEF15, 0xB2EB, 0x8EC9, 0xFB0B,
31 : : 0x41EC, 0xB367, 0x5FFD, 0x45EA, 0x23BF, 0x53F7, 0xE496, 0x9B5B,
32 : : 0x75C2, 0xE11C, 0x3DAE, 0x4C6A, 0x6C5A, 0x7E41, 0xF502, 0x834F,
33 : : 0x685C, 0x51F4, 0xD134, 0xF908, 0xE293, 0xAB73, 0x6253, 0x2A3F,
34 : : 0x080C, 0x9552, 0x4665, 0x9D5E, 0x3028, 0x37A1, 0x0A0F, 0x2FB5,
35 : : 0x0E09, 0x2436, 0x1B9B, 0xDF3D, 0xCD26, 0x4E69, 0x7FCD, 0xEA9F,
36 : : 0x121B, 0x1D9E, 0x5874, 0x342E, 0x362D, 0xDCB2, 0xB4EE, 0x5BFB,
37 : : 0xA4F6, 0x764D, 0xB761, 0x7DCE, 0x527B, 0xDD3E, 0x5E71, 0x1397,
38 : : 0xA6F5, 0xB968, 0x0000, 0xC12C, 0x4060, 0xE31F, 0x79C8, 0xB6ED,
39 : : 0xD4BE, 0x8D46, 0x67D9, 0x724B, 0x94DE, 0x98D4, 0xB0E8, 0x854A,
40 : : 0xBB6B, 0xC52A, 0x4FE5, 0xED16, 0x86C5, 0x9AD7, 0x6655, 0x1194,
41 : : 0x8ACF, 0xE910, 0x0406, 0xFE81, 0xA0F0, 0x7844, 0x25BA, 0x4BE3,
42 : : 0xA2F3, 0x5DFE, 0x80C0, 0x058A, 0x3FAD, 0x21BC, 0x7048, 0xF104,
43 : : 0x63DF, 0x77C1, 0xAF75, 0x4263, 0x2030, 0xE51A, 0xFD0E, 0xBF6D,
44 : : 0x814C, 0x1814, 0x2635, 0xC32F, 0xBEE1, 0x35A2, 0x88CC, 0x2E39,
45 : : 0x9357, 0x55F2, 0xFC82, 0x7A47, 0xC8AC, 0xBAE7, 0x322B, 0xE695,
46 : : 0xC0A0, 0x1998, 0x9ED1, 0xA37F, 0x4466, 0x547E, 0x3BAB, 0x0B83,
47 : : 0x8CCA, 0xC729, 0x6BD3, 0x283C, 0xA779, 0xBCE2, 0x161D, 0xAD76,
48 : : 0xDB3B, 0x6456, 0x744E, 0x141E, 0x92DB, 0x0C0A, 0x486C, 0xB8E4,
49 : : 0x9F5D, 0xBD6E, 0x43EF, 0xC4A6, 0x39A8, 0x31A4, 0xD337, 0xF28B,
50 : : 0xD532, 0x8B43, 0x6E59, 0xDAB7, 0x018C, 0xB164, 0x9CD2, 0x49E0,
51 : : 0xD8B4, 0xACFA, 0xF307, 0xCF25, 0xCAAF, 0xF48E, 0x47E9, 0x1018,
52 : : 0x6FD5, 0xF088, 0x4A6F, 0x5C72, 0x3824, 0x57F1, 0x73C7, 0x9751,
53 : : 0xCB23, 0xA17C, 0xE89C, 0x3E21, 0x96DD, 0x61DC, 0x0D86, 0x0F85,
54 : : 0xE090, 0x7C42, 0x71C4, 0xCCAA, 0x90D8, 0x0605, 0xF701, 0x1C12,
55 : : 0xC2A3, 0x6A5F, 0xAEF9, 0x69D0, 0x1791, 0x9958, 0x3A27, 0x27B9,
56 : : 0xD938, 0xEB13, 0x2BB3, 0x2233, 0xD2BB, 0xA970, 0x0789, 0x33A7,
57 : : 0x2DB6, 0x3C22, 0x1592, 0xC920, 0x8749, 0xAAFF, 0x5078, 0xA57A,
58 : : 0x038F, 0x59F8, 0x0980, 0x1A17, 0x65DA, 0xD731, 0x84C6, 0xD0B8,
59 : : 0x82C3, 0x29B0, 0x5A77, 0x1E11, 0x7BCB, 0xA8FC, 0x6DD6, 0x2C3A,
60 : : };
61 : :
62 : 0 : static u16 tkipS(u16 val)
63 : : {
64 : 0 : return tkip_sbox[val & 0xff] ^ swab16(tkip_sbox[val >> 8]);
65 : : }
66 : :
67 : 0 : static u8 *write_tkip_iv(u8 *pos, u16 iv16)
68 : : {
69 : 0 : *pos++ = iv16 >> 8;
70 : 0 : *pos++ = ((iv16 >> 8) | 0x20) & 0x7f;
71 : 0 : *pos++ = iv16 & 0xFF;
72 : 0 : return pos;
73 : : }
74 : :
75 : : /*
76 : : * P1K := Phase1(TA, TK, TSC)
77 : : * TA = transmitter address (48 bits)
78 : : * TK = dot11DefaultKeyValue or dot11KeyMappingValue (128 bits)
79 : : * TSC = TKIP sequence counter (48 bits, only 32 msb bits used)
80 : : * P1K: 80 bits
81 : : */
82 : 0 : static void tkip_mixing_phase1(const u8 *tk, struct tkip_ctx *ctx,
83 : : const u8 *ta, u32 tsc_IV32)
84 : : {
85 : 0 : int i, j;
86 : 0 : u16 *p1k = ctx->p1k;
87 : :
88 : 0 : p1k[0] = tsc_IV32 & 0xFFFF;
89 : 0 : p1k[1] = tsc_IV32 >> 16;
90 : 0 : p1k[2] = get_unaligned_le16(ta + 0);
91 : 0 : p1k[3] = get_unaligned_le16(ta + 2);
92 : 0 : p1k[4] = get_unaligned_le16(ta + 4);
93 : :
94 [ # # ]: 0 : for (i = 0; i < PHASE1_LOOP_COUNT; i++) {
95 : 0 : j = 2 * (i & 1);
96 : 0 : p1k[0] += tkipS(p1k[4] ^ get_unaligned_le16(tk + 0 + j));
97 : 0 : p1k[1] += tkipS(p1k[0] ^ get_unaligned_le16(tk + 4 + j));
98 : 0 : p1k[2] += tkipS(p1k[1] ^ get_unaligned_le16(tk + 8 + j));
99 : 0 : p1k[3] += tkipS(p1k[2] ^ get_unaligned_le16(tk + 12 + j));
100 : 0 : p1k[4] += tkipS(p1k[3] ^ get_unaligned_le16(tk + 0 + j)) + i;
101 : : }
102 : 0 : ctx->state = TKIP_STATE_PHASE1_DONE;
103 : 0 : ctx->p1k_iv32 = tsc_IV32;
104 : 0 : }
105 : :
106 : 0 : static void tkip_mixing_phase2(const u8 *tk, struct tkip_ctx *ctx,
107 : : u16 tsc_IV16, u8 *rc4key)
108 : : {
109 : 0 : u16 ppk[6];
110 : 0 : const u16 *p1k = ctx->p1k;
111 : 0 : int i;
112 : :
113 : 0 : ppk[0] = p1k[0];
114 : 0 : ppk[1] = p1k[1];
115 : 0 : ppk[2] = p1k[2];
116 : 0 : ppk[3] = p1k[3];
117 : 0 : ppk[4] = p1k[4];
118 : 0 : ppk[5] = p1k[4] + tsc_IV16;
119 : :
120 : 0 : ppk[0] += tkipS(ppk[5] ^ get_unaligned_le16(tk + 0));
121 : 0 : ppk[1] += tkipS(ppk[0] ^ get_unaligned_le16(tk + 2));
122 : 0 : ppk[2] += tkipS(ppk[1] ^ get_unaligned_le16(tk + 4));
123 : 0 : ppk[3] += tkipS(ppk[2] ^ get_unaligned_le16(tk + 6));
124 : 0 : ppk[4] += tkipS(ppk[3] ^ get_unaligned_le16(tk + 8));
125 : 0 : ppk[5] += tkipS(ppk[4] ^ get_unaligned_le16(tk + 10));
126 : 0 : ppk[0] += ror16(ppk[5] ^ get_unaligned_le16(tk + 12), 1);
127 : 0 : ppk[1] += ror16(ppk[0] ^ get_unaligned_le16(tk + 14), 1);
128 : 0 : ppk[2] += ror16(ppk[1], 1);
129 : 0 : ppk[3] += ror16(ppk[2], 1);
130 : 0 : ppk[4] += ror16(ppk[3], 1);
131 : 0 : ppk[5] += ror16(ppk[4], 1);
132 : :
133 : 0 : rc4key = write_tkip_iv(rc4key, tsc_IV16);
134 : 0 : *rc4key++ = ((ppk[5] ^ get_unaligned_le16(tk)) >> 1) & 0xFF;
135 : :
136 [ # # ]: 0 : for (i = 0; i < 6; i++)
137 : 0 : put_unaligned_le16(ppk[i], rc4key + 2 * i);
138 : 0 : }
139 : :
140 : : /* Add TKIP IV and Ext. IV at @pos. @iv0, @iv1, and @iv2 are the first octets
141 : : * of the IV. Returns pointer to the octet following IVs (i.e., beginning of
142 : : * the packet payload). */
143 : 0 : u8 *ieee80211_tkip_add_iv(u8 *pos, struct ieee80211_key_conf *keyconf, u64 pn)
144 : : {
145 : 0 : pos = write_tkip_iv(pos, TKIP_PN_TO_IV16(pn));
146 : 0 : *pos++ = (keyconf->keyidx << 6) | (1 << 5) /* Ext IV */;
147 : 0 : put_unaligned_le32(TKIP_PN_TO_IV32(pn), pos);
148 : 0 : return pos + 4;
149 : : }
150 : : EXPORT_SYMBOL_GPL(ieee80211_tkip_add_iv);
151 : :
152 : 0 : static void ieee80211_compute_tkip_p1k(struct ieee80211_key *key, u32 iv32)
153 : : {
154 : 0 : struct ieee80211_sub_if_data *sdata = key->sdata;
155 : 0 : struct tkip_ctx *ctx = &key->u.tkip.tx;
156 : 0 : const u8 *tk = &key->conf.key[NL80211_TKIP_DATA_OFFSET_ENCR_KEY];
157 : :
158 : 0 : lockdep_assert_held(&key->u.tkip.txlock);
159 : :
160 : : /*
161 : : * Update the P1K when the IV32 is different from the value it
162 : : * had when we last computed it (or when not initialised yet).
163 : : * This might flip-flop back and forth if packets are processed
164 : : * out-of-order due to the different ACs, but then we have to
165 : : * just compute the P1K more often.
166 : : */
167 [ # # # # ]: 0 : if (ctx->p1k_iv32 != iv32 || ctx->state == TKIP_STATE_NOT_INIT)
168 : 0 : tkip_mixing_phase1(tk, ctx, sdata->vif.addr, iv32);
169 : 0 : }
170 : :
171 : 0 : void ieee80211_get_tkip_p1k_iv(struct ieee80211_key_conf *keyconf,
172 : : u32 iv32, u16 *p1k)
173 : : {
174 : 0 : struct ieee80211_key *key = (struct ieee80211_key *)
175 : 0 : container_of(keyconf, struct ieee80211_key, conf);
176 : 0 : struct tkip_ctx *ctx = &key->u.tkip.tx;
177 : :
178 : 0 : spin_lock_bh(&key->u.tkip.txlock);
179 : 0 : ieee80211_compute_tkip_p1k(key, iv32);
180 : 0 : memcpy(p1k, ctx->p1k, sizeof(ctx->p1k));
181 : 0 : spin_unlock_bh(&key->u.tkip.txlock);
182 : 0 : }
183 : : EXPORT_SYMBOL(ieee80211_get_tkip_p1k_iv);
184 : :
185 : 0 : void ieee80211_get_tkip_rx_p1k(struct ieee80211_key_conf *keyconf,
186 : : const u8 *ta, u32 iv32, u16 *p1k)
187 : : {
188 : 0 : const u8 *tk = &keyconf->key[NL80211_TKIP_DATA_OFFSET_ENCR_KEY];
189 : 0 : struct tkip_ctx ctx;
190 : :
191 : 0 : tkip_mixing_phase1(tk, &ctx, ta, iv32);
192 : 0 : memcpy(p1k, ctx.p1k, sizeof(ctx.p1k));
193 : 0 : }
194 : : EXPORT_SYMBOL(ieee80211_get_tkip_rx_p1k);
195 : :
196 : 0 : void ieee80211_get_tkip_p2k(struct ieee80211_key_conf *keyconf,
197 : : struct sk_buff *skb, u8 *p2k)
198 : : {
199 : 0 : struct ieee80211_key *key = (struct ieee80211_key *)
200 : 0 : container_of(keyconf, struct ieee80211_key, conf);
201 : 0 : const u8 *tk = &key->conf.key[NL80211_TKIP_DATA_OFFSET_ENCR_KEY];
202 : 0 : struct tkip_ctx *ctx = &key->u.tkip.tx;
203 : 0 : struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *)skb->data;
204 : 0 : const u8 *data = (u8 *)hdr + ieee80211_hdrlen(hdr->frame_control);
205 : 0 : u32 iv32 = get_unaligned_le32(&data[4]);
206 : 0 : u16 iv16 = data[2] | (data[0] << 8);
207 : :
208 : 0 : spin_lock(&key->u.tkip.txlock);
209 : 0 : ieee80211_compute_tkip_p1k(key, iv32);
210 : 0 : tkip_mixing_phase2(tk, ctx, iv16, p2k);
211 : 0 : spin_unlock(&key->u.tkip.txlock);
212 : 0 : }
213 : : EXPORT_SYMBOL(ieee80211_get_tkip_p2k);
214 : :
215 : : /*
216 : : * Encrypt packet payload with TKIP using @key. @pos is a pointer to the
217 : : * beginning of the buffer containing payload. This payload must include
218 : : * the IV/Ext.IV and space for (taildroom) four octets for ICV.
219 : : * @payload_len is the length of payload (_not_ including IV/ICV length).
220 : : * @ta is the transmitter addresses.
221 : : */
222 : 0 : int ieee80211_tkip_encrypt_data(struct arc4_ctx *ctx,
223 : : struct ieee80211_key *key,
224 : : struct sk_buff *skb,
225 : : u8 *payload, size_t payload_len)
226 : : {
227 : 0 : u8 rc4key[16];
228 : :
229 : 0 : ieee80211_get_tkip_p2k(&key->conf, skb, rc4key);
230 : :
231 : 0 : return ieee80211_wep_encrypt_data(ctx, rc4key, 16,
232 : : payload, payload_len);
233 : : }
234 : :
235 : : /* Decrypt packet payload with TKIP using @key. @pos is a pointer to the
236 : : * beginning of the buffer containing IEEE 802.11 header payload, i.e.,
237 : : * including IV, Ext. IV, real data, Michael MIC, ICV. @payload_len is the
238 : : * length of payload, including IV, Ext. IV, MIC, ICV. */
239 : 0 : int ieee80211_tkip_decrypt_data(struct arc4_ctx *ctx,
240 : : struct ieee80211_key *key,
241 : : u8 *payload, size_t payload_len, u8 *ta,
242 : : u8 *ra, int only_iv, int queue,
243 : : u32 *out_iv32, u16 *out_iv16)
244 : : {
245 : 0 : u32 iv32;
246 : 0 : u32 iv16;
247 : 0 : u8 rc4key[16], keyid, *pos = payload;
248 : 0 : int res;
249 : 0 : const u8 *tk = &key->conf.key[NL80211_TKIP_DATA_OFFSET_ENCR_KEY];
250 : 0 : struct tkip_ctx_rx *rx_ctx = &key->u.tkip.rx[queue];
251 : :
252 [ # # ]: 0 : if (payload_len < 12)
253 : : return -1;
254 : :
255 : 0 : iv16 = (pos[0] << 8) | pos[2];
256 : 0 : keyid = pos[3];
257 [ # # ]: 0 : iv32 = get_unaligned_le32(pos + 4);
258 : 0 : pos += 8;
259 : :
260 [ # # ]: 0 : if (!(keyid & (1 << 5)))
261 : : return TKIP_DECRYPT_NO_EXT_IV;
262 : :
263 [ # # ]: 0 : if ((keyid >> 6) != key->conf.keyidx)
264 : : return TKIP_DECRYPT_INVALID_KEYIDX;
265 : :
266 : : /* Reject replays if the received TSC is smaller than or equal to the
267 : : * last received value in a valid message, but with an exception for
268 : : * the case where a new key has been set and no valid frame using that
269 : : * key has yet received and the local RSC was initialized to 0. This
270 : : * exception allows the very first frame sent by the transmitter to be
271 : : * accepted even if that transmitter were to use TSC 0 (IEEE 802.11
272 : : * described TSC to be initialized to 1 whenever a new key is taken into
273 : : * use).
274 : : */
275 [ # # # # ]: 0 : if (iv32 < rx_ctx->iv32 ||
276 : 0 : (iv32 == rx_ctx->iv32 &&
277 [ # # # # ]: 0 : (iv16 < rx_ctx->iv16 ||
278 [ # # ]: 0 : (iv16 == rx_ctx->iv16 &&
279 [ # # ]: 0 : (rx_ctx->iv32 || rx_ctx->iv16 ||
280 [ # # ]: 0 : rx_ctx->ctx.state != TKIP_STATE_NOT_INIT)))))
281 : : return TKIP_DECRYPT_REPLAY;
282 : :
283 [ # # ]: 0 : if (only_iv) {
284 : 0 : res = TKIP_DECRYPT_OK;
285 : 0 : rx_ctx->ctx.state = TKIP_STATE_PHASE1_HW_UPLOADED;
286 : 0 : goto done;
287 : : }
288 : :
289 [ # # # # ]: 0 : if (rx_ctx->ctx.state == TKIP_STATE_NOT_INIT ||
290 : : rx_ctx->iv32 != iv32) {
291 : : /* IV16 wrapped around - perform TKIP phase 1 */
292 : 0 : tkip_mixing_phase1(tk, &rx_ctx->ctx, ta, iv32);
293 : : }
294 [ # # ]: 0 : if (key->local->ops->update_tkip_key &&
295 [ # # ]: 0 : key->flags & KEY_FLAG_UPLOADED_TO_HARDWARE &&
296 [ # # ]: 0 : rx_ctx->ctx.state != TKIP_STATE_PHASE1_HW_UPLOADED) {
297 : 0 : struct ieee80211_sub_if_data *sdata = key->sdata;
298 : :
299 [ # # ]: 0 : if (sdata->vif.type == NL80211_IFTYPE_AP_VLAN)
300 : 0 : sdata = container_of(key->sdata->bss,
301 : : struct ieee80211_sub_if_data, u.ap);
302 : 0 : drv_update_tkip_key(key->local, sdata, &key->conf, key->sta,
303 : 0 : iv32, rx_ctx->ctx.p1k);
304 : 0 : rx_ctx->ctx.state = TKIP_STATE_PHASE1_HW_UPLOADED;
305 : : }
306 : :
307 : 0 : tkip_mixing_phase2(tk, &rx_ctx->ctx, iv16, rc4key);
308 : :
309 : 0 : res = ieee80211_wep_decrypt_data(ctx, rc4key, 16, pos, payload_len - 12);
310 : : done:
311 [ # # ]: 0 : if (res == TKIP_DECRYPT_OK) {
312 : : /*
313 : : * Record previously received IV, will be copied into the
314 : : * key information after MIC verification. It is possible
315 : : * that we don't catch replays of fragments but that's ok
316 : : * because the Michael MIC verication will then fail.
317 : : */
318 : 0 : *out_iv32 = iv32;
319 : 0 : *out_iv16 = iv16;
320 : : }
321 : :
322 : : return res;
323 : : }
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