Merge tag 'staging-4.21-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/gregkh...
[sfrench/cifs-2.6.git] / drivers / staging / rtl8192e / rtllib_crypt_ccmp.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
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
7 #include <linux/module.h>
8 #include <linux/init.h>
9 #include <linux/slab.h>
10 #include <linux/random.h>
11 #include <linux/skbuff.h>
12 #include <linux/netdevice.h>
13 #include <linux/if_ether.h>
14 #include <linux/if_arp.h>
15 #include <linux/string.h>
16 #include <linux/wireless.h>
17 #include "rtllib.h"
18
19 #include <linux/crypto.h>
20
21 #include <linux/scatterlist.h>
22
23 #define AES_BLOCK_LEN 16
24 #define CCMP_HDR_LEN 8
25 #define CCMP_MIC_LEN 8
26 #define CCMP_TK_LEN 16
27 #define CCMP_PN_LEN 6
28
29 struct rtllib_ccmp_data {
30         u8 key[CCMP_TK_LEN];
31         int key_set;
32
33         u8 tx_pn[CCMP_PN_LEN];
34         u8 rx_pn[CCMP_PN_LEN];
35
36         u32 dot11RSNAStatsCCMPFormatErrors;
37         u32 dot11RSNAStatsCCMPReplays;
38         u32 dot11RSNAStatsCCMPDecryptErrors;
39
40         int key_idx;
41
42         struct crypto_tfm *tfm;
43
44         /* scratch buffers for virt_to_page() (crypto API) */
45         u8 tx_b0[AES_BLOCK_LEN], tx_b[AES_BLOCK_LEN],
46                 tx_e[AES_BLOCK_LEN], tx_s0[AES_BLOCK_LEN];
47         u8 rx_b0[AES_BLOCK_LEN], rx_b[AES_BLOCK_LEN], rx_a[AES_BLOCK_LEN];
48 };
49
50 static void rtllib_ccmp_aes_encrypt(struct crypto_tfm *tfm,
51                              const u8 pt[16], u8 ct[16])
52 {
53         crypto_cipher_encrypt_one((void *)tfm, ct, pt);
54 }
55
56 static void *rtllib_ccmp_init(int key_idx)
57 {
58         struct rtllib_ccmp_data *priv;
59
60         priv = kzalloc(sizeof(*priv), GFP_ATOMIC);
61         if (priv == NULL)
62                 goto fail;
63         priv->key_idx = key_idx;
64
65         priv->tfm = (void *)crypto_alloc_cipher("aes", 0, 0);
66         if (IS_ERR(priv->tfm)) {
67                 pr_debug("Could not allocate crypto API aes\n");
68                 priv->tfm = NULL;
69                 goto fail;
70         }
71         return priv;
72
73 fail:
74         if (priv) {
75                 if (priv->tfm)
76                         crypto_free_cipher((void *)priv->tfm);
77                 kfree(priv);
78         }
79
80         return NULL;
81 }
82
83
84 static void rtllib_ccmp_deinit(void *priv)
85 {
86         struct rtllib_ccmp_data *_priv = priv;
87
88         if (_priv && _priv->tfm)
89                 crypto_free_cipher((void *)_priv->tfm);
90         kfree(priv);
91 }
92
93
94 static inline void xor_block(u8 *b, u8 *a, size_t len)
95 {
96         int i;
97
98         for (i = 0; i < len; i++)
99                 b[i] ^= a[i];
100 }
101
102
103
104 static void ccmp_init_blocks(struct crypto_tfm *tfm,
105                              struct rtllib_hdr_4addr *hdr,
106                              u8 *pn, size_t dlen, u8 *b0, u8 *auth,
107                              u8 *s0)
108 {
109         u8 *pos, qc = 0;
110         size_t aad_len;
111         u16 fc;
112         int a4_included, qc_included;
113         u8 aad[2 * AES_BLOCK_LEN];
114
115         fc = le16_to_cpu(hdr->frame_ctl);
116         a4_included = ((fc & (RTLLIB_FCTL_TODS | RTLLIB_FCTL_FROMDS)) ==
117                        (RTLLIB_FCTL_TODS | RTLLIB_FCTL_FROMDS));
118
119         qc_included = ((WLAN_FC_GET_TYPE(fc) == RTLLIB_FTYPE_DATA) &&
120                        (WLAN_FC_GET_STYPE(fc) & 0x80));
121         aad_len = 22;
122         if (a4_included)
123                 aad_len += 6;
124         if (qc_included) {
125                 pos = (u8 *) &hdr->addr4;
126                 if (a4_included)
127                         pos += 6;
128                 qc = *pos & 0x0f;
129                 aad_len += 2;
130         }
131         /* CCM Initial Block:
132          * Flag (Include authentication header, M=3 (8-octet MIC),
133          *       L=1 (2-octet Dlen))
134          * Nonce: 0x00 | A2 | PN
135          * Dlen
136          */
137         b0[0] = 0x59;
138         b0[1] = qc;
139         memcpy(b0 + 2, hdr->addr2, ETH_ALEN);
140         memcpy(b0 + 8, pn, CCMP_PN_LEN);
141         b0[14] = (dlen >> 8) & 0xff;
142         b0[15] = dlen & 0xff;
143
144         /* AAD:
145          * FC with bits 4..6 and 11..13 masked to zero; 14 is always one
146          * A1 | A2 | A3
147          * SC with bits 4..15 (seq#) masked to zero
148          * A4 (if present)
149          * QC (if present)
150          */
151         pos = (u8 *) hdr;
152         aad[0] = 0; /* aad_len >> 8 */
153         aad[1] = aad_len & 0xff;
154         aad[2] = pos[0] & 0x8f;
155         aad[3] = pos[1] & 0xc7;
156         memcpy(aad + 4, hdr->addr1, 3 * ETH_ALEN);
157         pos = (u8 *) &hdr->seq_ctl;
158         aad[22] = pos[0] & 0x0f;
159         aad[23] = 0; /* all bits masked */
160         memset(aad + 24, 0, 8);
161         if (a4_included)
162                 memcpy(aad + 24, hdr->addr4, ETH_ALEN);
163         if (qc_included) {
164                 aad[a4_included ? 30 : 24] = qc;
165                 /* rest of QC masked */
166         }
167
168         /* Start with the first block and AAD */
169         rtllib_ccmp_aes_encrypt(tfm, b0, auth);
170         xor_block(auth, aad, AES_BLOCK_LEN);
171         rtllib_ccmp_aes_encrypt(tfm, auth, auth);
172         xor_block(auth, &aad[AES_BLOCK_LEN], AES_BLOCK_LEN);
173         rtllib_ccmp_aes_encrypt(tfm, auth, auth);
174         b0[0] &= 0x07;
175         b0[14] = b0[15] = 0;
176         rtllib_ccmp_aes_encrypt(tfm, b0, s0);
177 }
178
179
180
181 static int rtllib_ccmp_encrypt(struct sk_buff *skb, int hdr_len, void *priv)
182 {
183         struct rtllib_ccmp_data *key = priv;
184         int data_len, i;
185         u8 *pos;
186         struct rtllib_hdr_4addr *hdr;
187         struct cb_desc *tcb_desc = (struct cb_desc *)(skb->cb +
188                                     MAX_DEV_ADDR_SIZE);
189         if (skb_headroom(skb) < CCMP_HDR_LEN ||
190             skb_tailroom(skb) < CCMP_MIC_LEN ||
191             skb->len < hdr_len)
192                 return -1;
193
194         data_len = skb->len - hdr_len;
195         pos = skb_push(skb, CCMP_HDR_LEN);
196         memmove(pos, pos + CCMP_HDR_LEN, hdr_len);
197         pos += hdr_len;
198
199         i = CCMP_PN_LEN - 1;
200         while (i >= 0) {
201                 key->tx_pn[i]++;
202                 if (key->tx_pn[i] != 0)
203                         break;
204                 i--;
205         }
206
207         *pos++ = key->tx_pn[5];
208         *pos++ = key->tx_pn[4];
209         *pos++ = 0;
210         *pos++ = (key->key_idx << 6) | (1 << 5) /* Ext IV included */;
211         *pos++ = key->tx_pn[3];
212         *pos++ = key->tx_pn[2];
213         *pos++ = key->tx_pn[1];
214         *pos++ = key->tx_pn[0];
215
216
217         hdr = (struct rtllib_hdr_4addr *) skb->data;
218         if (!tcb_desc->bHwSec) {
219                 int blocks, last, len;
220                 u8 *mic;
221                 u8 *b0 = key->tx_b0;
222                 u8 *b = key->tx_b;
223                 u8 *e = key->tx_e;
224                 u8 *s0 = key->tx_s0;
225
226                 mic = skb_put(skb, CCMP_MIC_LEN);
227
228                 ccmp_init_blocks(key->tfm, hdr, key->tx_pn, data_len,
229                                  b0, b, s0);
230
231                 blocks = DIV_ROUND_UP(data_len, AES_BLOCK_LEN);
232                 last = data_len % AES_BLOCK_LEN;
233
234                 for (i = 1; i <= blocks; i++) {
235                         len = (i == blocks && last) ? last : AES_BLOCK_LEN;
236                         /* Authentication */
237                         xor_block(b, pos, len);
238                         rtllib_ccmp_aes_encrypt(key->tfm, b, b);
239                         /* Encryption, with counter */
240                         b0[14] = (i >> 8) & 0xff;
241                         b0[15] = i & 0xff;
242                         rtllib_ccmp_aes_encrypt(key->tfm, b0, e);
243                         xor_block(pos, e, len);
244                         pos += len;
245                 }
246
247                 for (i = 0; i < CCMP_MIC_LEN; i++)
248                         mic[i] = b[i] ^ s0[i];
249         }
250         return 0;
251 }
252
253
254 static int rtllib_ccmp_decrypt(struct sk_buff *skb, int hdr_len, void *priv)
255 {
256         struct rtllib_ccmp_data *key = priv;
257         u8 keyidx, *pos;
258         struct rtllib_hdr_4addr *hdr;
259         struct cb_desc *tcb_desc = (struct cb_desc *)(skb->cb +
260                                     MAX_DEV_ADDR_SIZE);
261         u8 pn[6];
262
263         if (skb->len < hdr_len + CCMP_HDR_LEN + CCMP_MIC_LEN) {
264                 key->dot11RSNAStatsCCMPFormatErrors++;
265                 return -1;
266         }
267
268         hdr = (struct rtllib_hdr_4addr *) skb->data;
269         pos = skb->data + hdr_len;
270         keyidx = pos[3];
271         if (!(keyidx & (1 << 5))) {
272                 if (net_ratelimit()) {
273                         pr_debug("CCMP: received packet without ExtIV flag from %pM\n",
274                                  hdr->addr2);
275                 }
276                 key->dot11RSNAStatsCCMPFormatErrors++;
277                 return -2;
278         }
279         keyidx >>= 6;
280         if (key->key_idx != keyidx) {
281                 pr_debug("CCMP: RX tkey->key_idx=%d frame keyidx=%d priv=%p\n",
282                          key->key_idx, keyidx, priv);
283                 return -6;
284         }
285         if (!key->key_set) {
286                 if (net_ratelimit()) {
287                         pr_debug("CCMP: received packet from %pM with keyid=%d that does not have a configured key\n",
288                                  hdr->addr2, keyidx);
289                 }
290                 return -3;
291         }
292
293         pn[0] = pos[7];
294         pn[1] = pos[6];
295         pn[2] = pos[5];
296         pn[3] = pos[4];
297         pn[4] = pos[1];
298         pn[5] = pos[0];
299         pos += 8;
300         if (memcmp(pn, key->rx_pn, CCMP_PN_LEN) <= 0) {
301                 key->dot11RSNAStatsCCMPReplays++;
302                 return -4;
303         }
304         if (!tcb_desc->bHwSec) {
305                 size_t data_len = skb->len - hdr_len - CCMP_HDR_LEN -
306                                   CCMP_MIC_LEN;
307                 u8 *mic = skb->data + skb->len - CCMP_MIC_LEN;
308                 u8 *b0 = key->rx_b0;
309                 u8 *b = key->rx_b;
310                 u8 *a = key->rx_a;
311                 int i, blocks, last, len;
312
313
314                 ccmp_init_blocks(key->tfm, hdr, pn, data_len, b0, a, b);
315                 xor_block(mic, b, CCMP_MIC_LEN);
316
317                 blocks = DIV_ROUND_UP(data_len, AES_BLOCK_LEN);
318                 last = data_len % AES_BLOCK_LEN;
319
320                 for (i = 1; i <= blocks; i++) {
321                         len = (i == blocks && last) ? last : AES_BLOCK_LEN;
322                         /* Decrypt, with counter */
323                         b0[14] = (i >> 8) & 0xff;
324                         b0[15] = i & 0xff;
325                         rtllib_ccmp_aes_encrypt(key->tfm, b0, b);
326                         xor_block(pos, b, len);
327                         /* Authentication */
328                         xor_block(a, pos, len);
329                         rtllib_ccmp_aes_encrypt(key->tfm, a, a);
330                         pos += len;
331                 }
332
333                 if (memcmp(mic, a, CCMP_MIC_LEN) != 0) {
334                         if (net_ratelimit()) {
335                                 pr_debug("CCMP: decrypt failed: STA= %pM\n",
336                                          hdr->addr2);
337                         }
338                         key->dot11RSNAStatsCCMPDecryptErrors++;
339                         return -5;
340                 }
341
342                 memcpy(key->rx_pn, pn, CCMP_PN_LEN);
343         }
344         /* Remove hdr and MIC */
345         memmove(skb->data + CCMP_HDR_LEN, skb->data, hdr_len);
346         skb_pull(skb, CCMP_HDR_LEN);
347         skb_trim(skb, skb->len - CCMP_MIC_LEN);
348
349         return keyidx;
350 }
351
352
353 static int rtllib_ccmp_set_key(void *key, int len, u8 *seq, void *priv)
354 {
355         struct rtllib_ccmp_data *data = priv;
356         int keyidx;
357         struct crypto_tfm *tfm = data->tfm;
358
359         keyidx = data->key_idx;
360         memset(data, 0, sizeof(*data));
361         data->key_idx = keyidx;
362         data->tfm = tfm;
363         if (len == CCMP_TK_LEN) {
364                 memcpy(data->key, key, CCMP_TK_LEN);
365                 data->key_set = 1;
366                 if (seq) {
367                         data->rx_pn[0] = seq[5];
368                         data->rx_pn[1] = seq[4];
369                         data->rx_pn[2] = seq[3];
370                         data->rx_pn[3] = seq[2];
371                         data->rx_pn[4] = seq[1];
372                         data->rx_pn[5] = seq[0];
373                 }
374                 crypto_cipher_setkey((void *)data->tfm, data->key, CCMP_TK_LEN);
375         } else if (len == 0) {
376                 data->key_set = 0;
377         } else {
378                 return -1;
379         }
380
381         return 0;
382 }
383
384
385 static int rtllib_ccmp_get_key(void *key, int len, u8 *seq, void *priv)
386 {
387         struct rtllib_ccmp_data *data = priv;
388
389         if (len < CCMP_TK_LEN)
390                 return -1;
391
392         if (!data->key_set)
393                 return 0;
394         memcpy(key, data->key, CCMP_TK_LEN);
395
396         if (seq) {
397                 seq[0] = data->tx_pn[5];
398                 seq[1] = data->tx_pn[4];
399                 seq[2] = data->tx_pn[3];
400                 seq[3] = data->tx_pn[2];
401                 seq[4] = data->tx_pn[1];
402                 seq[5] = data->tx_pn[0];
403         }
404
405         return CCMP_TK_LEN;
406 }
407
408
409 static void rtllib_ccmp_print_stats(struct seq_file *m, void *priv)
410 {
411         struct rtllib_ccmp_data *ccmp = priv;
412
413         seq_printf(m,
414                    "key[%d] alg=CCMP key_set=%d tx_pn=%pM rx_pn=%pM format_errors=%d replays=%d decrypt_errors=%d\n",
415                    ccmp->key_idx, ccmp->key_set,
416                    ccmp->tx_pn, ccmp->rx_pn,
417                    ccmp->dot11RSNAStatsCCMPFormatErrors,
418                    ccmp->dot11RSNAStatsCCMPReplays,
419                    ccmp->dot11RSNAStatsCCMPDecryptErrors);
420 }
421
422 static struct lib80211_crypto_ops rtllib_crypt_ccmp = {
423         .name                   = "R-CCMP",
424         .init                   = rtllib_ccmp_init,
425         .deinit                 = rtllib_ccmp_deinit,
426         .encrypt_mpdu           = rtllib_ccmp_encrypt,
427         .decrypt_mpdu           = rtllib_ccmp_decrypt,
428         .encrypt_msdu           = NULL,
429         .decrypt_msdu           = NULL,
430         .set_key                = rtllib_ccmp_set_key,
431         .get_key                = rtllib_ccmp_get_key,
432         .print_stats            = rtllib_ccmp_print_stats,
433         .extra_mpdu_prefix_len = CCMP_HDR_LEN,
434         .extra_mpdu_postfix_len = CCMP_MIC_LEN,
435         .owner                  = THIS_MODULE,
436 };
437
438
439 static int __init rtllib_crypto_ccmp_init(void)
440 {
441         return lib80211_register_crypto_ops(&rtllib_crypt_ccmp);
442 }
443
444
445 static void __exit rtllib_crypto_ccmp_exit(void)
446 {
447         lib80211_unregister_crypto_ops(&rtllib_crypt_ccmp);
448 }
449
450 module_init(rtllib_crypto_ccmp_init);
451 module_exit(rtllib_crypto_ccmp_exit);
452
453 MODULE_LICENSE("GPL");