net/ieee80211/ieee80211_crypt_wep.c

   1 /*
   2  * Host AP crypt: host-based WEP encryption implementation for Host AP driver
   3  *
   4  * Copyright (c) 2002-2004, 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/err.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 <asm/string.h>
  19
  20 #include <net/ieee80211.h>
  21
  22 #include <linux/crypto.h>
  23 #include <asm/scatterlist.h>
  24 #include <linux/crc32.h>
  25
  26 MODULE_AUTHOR("Jouni Malinen");
  27 MODULE_DESCRIPTION("Host AP crypt: WEP");
  28 MODULE_LICENSE("GPL");
  29
  30 struct prism2_wep_data {
  31         u32 iv;
  32 #define WEP_KEY_LEN 13
  33         u8 key[WEP_KEY_LEN + 1];
  34         u8 key_len;
  35         u8 key_idx;
  36         struct crypto_blkcipher *tx_tfm;
  37         struct crypto_blkcipher *rx_tfm;
  38 };
  39
  40 static void *prism2_wep_init(int keyidx)
  41 {
  42         struct prism2_wep_data *priv;
  43
  44         priv = kzalloc(sizeof(*priv), GFP_ATOMIC);
  45         if (priv == NULL)
  46                 goto fail;
  47         priv->key_idx = keyidx;
  48
  49         priv->tx_tfm = crypto_alloc_blkcipher("ecb(arc4)", 0, CRYPTO_ALG_ASYNC);
  50         if (IS_ERR(priv->tx_tfm)) {
  51                 printk(KERN_DEBUG "ieee80211_crypt_wep: could not allocate "
  52                        "crypto API arc4\n");
  53                 priv->tfm = NULL;
  54                 goto fail;
  55         }
  56
  57         priv->rx_tfm = crypto_alloc_blkcipher("ecb(arc4)", 0, CRYPTO_ALG_ASYNC);
  58         if (IS_ERR(priv->rx_tfm)) {
  59                 printk(KERN_DEBUG "ieee80211_crypt_wep: could not allocate "
  60                        "crypto API arc4\n");
  61                 goto fail;
  62         }
  63         /* start WEP IV from a random value */
  64         get_random_bytes(&priv->iv, 4);
  65
  66         return priv;
  67
  68       fail:
  69         if (priv) {
  70                 if (priv->tx_tfm)
  71                         crypto_free_blkcipher(priv->tx_tfm);
  72                 if (priv->rx_tfm)
  73                         crypto_free_blkcipher(priv->rx_tfm);
  74                 kfree(priv);
  75         }
  76         return NULL;
  77 }
  78
  79 static void prism2_wep_deinit(void *priv)
  80 {
  81         struct prism2_wep_data *_priv = priv;
  82         if (_priv) {
  83                 if (_priv->tx_tfm)
  84                         crypto_free_blkcipher(_priv->tx_tfm);
  85                 if (_priv->rx_tfm)
  86                         crypto_free_blkcipher(_priv->rx_tfm);
  87         }
  88         kfree(priv);
  89 }
  90
  91 /* Add WEP IV/key info to a frame that has at least 4 bytes of headroom */
  92 static int prism2_wep_build_iv(struct sk_buff *skb, int hdr_len,
  93                                u8 *key, int keylen, void *priv)
  94 {
  95         struct prism2_wep_data *wep = priv;
  96         u32 klen, len;
  97         u8 *pos;
  98
  99         if (skb_headroom(skb) < 4 || skb->len < hdr_len)
 100                 return -1;
 101
 102         len = skb->len - hdr_len;
 103         pos = skb_push(skb, 4);
 104         memmove(pos, pos + 4, hdr_len);
 105         pos += hdr_len;
 106
 107         klen = 3 + wep->key_len;
 108
 109         wep->iv++;
 110
 111         /* Fluhrer, Mantin, and Shamir have reported weaknesses in the key
 112          * scheduling algorithm of RC4. At least IVs (KeyByte + 3, 0xff, N)
 113          * can be used to speedup attacks, so avoid using them. */
 114         if ((wep->iv & 0xff00) == 0xff00) {
 115                 u8 B = (wep->iv >> 16) & 0xff;
 116                 if (B >= 3 && B < klen)
 117                         wep->iv += 0x0100;
 118         }
 119
 120         /* Prepend 24-bit IV to RC4 key and TX frame */
 121         *pos++ = (wep->iv >> 16) & 0xff;
 122         *pos++ = (wep->iv >> 8) & 0xff;
 123         *pos++ = wep->iv & 0xff;
 124         *pos++ = wep->key_idx << 6;
 125
 126         return 0;
 127 }
 128
 129 /* Perform WEP encryption on given skb that has at least 4 bytes of headroom
 130  * for IV and 4 bytes of tailroom for ICV. Both IV and ICV will be transmitted,
 131  * so the payload length increases with 8 bytes.
 132  *
 133  * WEP frame payload: IV + TX key idx, RC4(data), ICV = RC4(CRC32(data))
 134  */
 135 static int prism2_wep_encrypt(struct sk_buff *skb, int hdr_len, void *priv)
 136 {
 137         struct prism2_wep_data *wep = priv;
 138         struct blkcipher_desc desc = { .tfm = wep->tx_tfm };
 139         u32 crc, klen, len;
 140         u8 *pos, *icv;
 141         struct scatterlist sg;
 142         u8 key[WEP_KEY_LEN + 3];
 143
 144         /* other checks are in prism2_wep_build_iv */
 145         if (skb_tailroom(skb) < 4)
 146                 return -1;
 147
 148         /* add the IV to the frame */
 149         if (prism2_wep_build_iv(skb, hdr_len, NULL, 0, priv))
 150                 return -1;
 151
 152         /* Copy the IV into the first 3 bytes of the key */
 153         memcpy(key, skb->data + hdr_len, 3);
 154
 155         /* Copy rest of the WEP key (the secret part) */
 156         memcpy(key + 3, wep->key, wep->key_len);
 157
 158         len = skb->len - hdr_len - 4;
 159         pos = skb->data + hdr_len + 4;
 160         klen = 3 + wep->key_len;
 161
 162         /* Append little-endian CRC32 over only the data and encrypt it to produce ICV */
 163         crc = ~crc32_le(~0, pos, len);
 164         icv = skb_put(skb, 4);
 165         icv[0] = crc;
 166         icv[1] = crc >> 8;
 167         icv[2] = crc >> 16;
 168         icv[3] = crc >> 24;
 169
 170         crypto_blkcipher_setkey(wep->tx_tfm, key, klen);
 171         sg.page = virt_to_page(pos);
 172         sg.offset = offset_in_page(pos);
 173         sg.length = len + 4;
 174         return crypto_blkcipher_encrypt(&desc, &sg, &sg, len + 4);
 175 }
 176
 177 /* Perform WEP decryption on given buffer. Buffer includes whole WEP part of
 178  * the frame: IV (4 bytes), encrypted payload (including SNAP header),
 179  * ICV (4 bytes). len includes both IV and ICV.
 180  *
 181  * Returns 0 if frame was decrypted successfully and ICV was correct and -1 on
 182  * failure. If frame is OK, IV and ICV will be removed.
 183  */
 184 static int prism2_wep_decrypt(struct sk_buff *skb, int hdr_len, void *priv)
 185 {
 186         struct prism2_wep_data *wep = priv;
 187         struct blkcipher_desc desc = { .tfm = wep->rx_tfm };
 188         u32 crc, klen, plen;
 189         u8 key[WEP_KEY_LEN + 3];
 190         u8 keyidx, *pos, icv[4];
 191         struct scatterlist sg;
 192
 193         if (skb->len < hdr_len + 8)
 194                 return -1;
 195
 196         pos = skb->data + hdr_len;
 197         key[0] = *pos++;
 198         key[1] = *pos++;
 199         key[2] = *pos++;
 200         keyidx = *pos++ >> 6;
 201         if (keyidx != wep->key_idx)
 202                 return -1;
 203
 204         klen = 3 + wep->key_len;
 205
 206         /* Copy rest of the WEP key (the secret part) */
 207         memcpy(key + 3, wep->key, wep->key_len);
 208
 209         /* Apply RC4 to data and compute CRC32 over decrypted data */
 210         plen = skb->len - hdr_len - 8;
 211
 212         crypto_blkcipher_setkey(wep->rx_tfm, key, klen);
 213         sg.page = virt_to_page(pos);
 214         sg.offset = offset_in_page(pos);
 215         sg.length = plen + 4;
 216         if (crypto_blkcipher_decrypt(&desc, &sg, &sg, plen + 4))
 217                 return -7;
 218
 219         crc = ~crc32_le(~0, pos, plen);
 220         icv[0] = crc;
 221         icv[1] = crc >> 8;
 222         icv[2] = crc >> 16;
 223         icv[3] = crc >> 24;
 224         if (memcmp(icv, pos + plen, 4) != 0) {
 225                 /* ICV mismatch - drop frame */
 226                 return -2;
 227         }
 228
 229         /* Remove IV and ICV */
 230         memmove(skb->data + 4, skb->data, hdr_len);
 231         skb_pull(skb, 4);
 232         skb_trim(skb, skb->len - 4);
 233
 234         return 0;
 235 }
 236
 237 static int prism2_wep_set_key(void *key, int len, u8 * seq, void *priv)
 238 {
 239         struct prism2_wep_data *wep = priv;
 240
 241         if (len < 0 || len > WEP_KEY_LEN)
 242                 return -1;
 243
 244         memcpy(wep->key, key, len);
 245         wep->key_len = len;
 246
 247         return 0;
 248 }
 249
 250 static int prism2_wep_get_key(void *key, int len, u8 * seq, void *priv)
 251 {
 252         struct prism2_wep_data *wep = priv;
 253
 254         if (len < wep->key_len)
 255                 return -1;
 256
 257         memcpy(key, wep->key, wep->key_len);
 258
 259         return wep->key_len;
 260 }
 261
 262 static char *prism2_wep_print_stats(char *p, void *priv)
 263 {
 264         struct prism2_wep_data *wep = priv;
 265         p += sprintf(p, "key[%d] alg=WEP len=%d\n", wep->key_idx, wep->key_len);
 266         return p;
 267 }
 268
 269 static struct ieee80211_crypto_ops ieee80211_crypt_wep = {
 270         .name = "WEP",
 271         .init = prism2_wep_init,
 272         .deinit = prism2_wep_deinit,
 273         .build_iv = prism2_wep_build_iv,
 274         .encrypt_mpdu = prism2_wep_encrypt,
 275         .decrypt_mpdu = prism2_wep_decrypt,
 276         .encrypt_msdu = NULL,
 277         .decrypt_msdu = NULL,
 278         .set_key = prism2_wep_set_key,
 279         .get_key = prism2_wep_get_key,
 280         .print_stats = prism2_wep_print_stats,
 281         .extra_mpdu_prefix_len = 4,     /* IV */
 282         .extra_mpdu_postfix_len = 4,    /* ICV */
 283         .owner = THIS_MODULE,
 284 };
 285
 286 static int __init ieee80211_crypto_wep_init(void)
 287 {
 288         return ieee80211_register_crypto_ops(&ieee80211_crypt_wep);
 289 }
 290
 291 static void __exit ieee80211_crypto_wep_exit(void)
 292 {
 293         ieee80211_unregister_crypto_ops(&ieee80211_crypt_wep);
 294 }
 295
 296 module_init(ieee80211_crypto_wep_init);
 297 module_exit(ieee80211_crypto_wep_exit);