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/module.h>
  13 #include <linux/init.h>
  14 #include <linux/slab.h>
  15 #include <linux/random.h>
  16 #include <linux/skbuff.h>
  17 #include <asm/string.h>
  18
  19 #include <net/ieee80211.h>
  20
  21 #include <linux/crypto.h>
  22 #include <asm/scatterlist.h>
  23 #include <linux/crc32.h>
  24
  25 MODULE_AUTHOR("Jouni Malinen");
  26 MODULE_DESCRIPTION("Host AP crypt: WEP");
  27 MODULE_LICENSE("GPL");
  28
  29 struct prism2_wep_data {
  30         u32 iv;
  31 #define WEP_KEY_LEN 13
  32         u8 key[WEP_KEY_LEN + 1];
  33         u8 key_len;
  34         u8 key_idx;
  35         struct crypto_tfm *tx_tfm;
  36         struct crypto_tfm *rx_tfm;
  37 };
  38
  39 static void *prism2_wep_init(int keyidx)
  40 {
  41         struct prism2_wep_data *priv;
  42
  43         priv = kzalloc(sizeof(*priv), GFP_ATOMIC);
  44         if (priv == NULL)
  45                 goto fail;
  46         priv->key_idx = keyidx;
  47
  48         priv->tx_tfm = crypto_alloc_tfm("arc4", 0);
  49         if (priv->tx_tfm == NULL) {
  50                 printk(KERN_DEBUG "ieee80211_crypt_wep: could not allocate "
  51                        "crypto API arc4\n");
  52                 goto fail;
  53         }
  54
  55         priv->rx_tfm = crypto_alloc_tfm("arc4", 0);
  56         if (priv->rx_tfm == NULL) {
  57                 printk(KERN_DEBUG "ieee80211_crypt_wep: could not allocate "
  58                        "crypto API arc4\n");
  59                 goto fail;
  60         }
  61         /* start WEP IV from a random value */
  62         get_random_bytes(&priv->iv, 4);
  63
  64         return priv;
  65
  66       fail:
  67         if (priv) {
  68                 if (priv->tx_tfm)
  69                         crypto_free_tfm(priv->tx_tfm);
  70                 if (priv->rx_tfm)
  71                         crypto_free_tfm(priv->rx_tfm);
  72                 kfree(priv);
  73         }
  74         return NULL;
  75 }
  76
  77 static void prism2_wep_deinit(void *priv)
  78 {
  79         struct prism2_wep_data *_priv = priv;
  80         if (_priv) {
  81                 if (_priv->tx_tfm)
  82                         crypto_free_tfm(_priv->tx_tfm);
  83                 if (_priv->rx_tfm)
  84                         crypto_free_tfm(_priv->rx_tfm);
  85         }
  86         kfree(priv);
  87 }
  88
  89 /* Add WEP IV/key info to a frame that has at least 4 bytes of headroom */
  90 static int prism2_wep_build_iv(struct sk_buff *skb, int hdr_len,
  91                                u8 *key, int keylen, void *priv)
  92 {
  93         struct prism2_wep_data *wep = priv;
  94         u32 klen, len;
  95         u8 *pos;
  96
  97         if (skb_headroom(skb) < 4 || skb->len < hdr_len)
  98                 return -1;
  99
 100         len = skb->len - hdr_len;
 101         pos = skb_push(skb, 4);
 102         memmove(pos, pos + 4, hdr_len);
 103         pos += hdr_len;
 104
 105         klen = 3 + wep->key_len;
 106
 107         wep->iv++;
 108
 109         /* Fluhrer, Mantin, and Shamir have reported weaknesses in the key
 110          * scheduling algorithm of RC4. At least IVs (KeyByte + 3, 0xff, N)
 111          * can be used to speedup attacks, so avoid using them. */
 112         if ((wep->iv & 0xff00) == 0xff00) {
 113                 u8 B = (wep->iv >> 16) & 0xff;
 114                 if (B >= 3 && B < klen)
 115                         wep->iv += 0x0100;
 116         }
 117
 118         /* Prepend 24-bit IV to RC4 key and TX frame */
 119         *pos++ = (wep->iv >> 16) & 0xff;
 120         *pos++ = (wep->iv >> 8) & 0xff;
 121         *pos++ = wep->iv & 0xff;
 122         *pos++ = wep->key_idx << 6;
 123
 124         return 0;
 125 }
 126
 127 /* Perform WEP encryption on given skb that has at least 4 bytes of headroom
 128  * for IV and 4 bytes of tailroom for ICV. Both IV and ICV will be transmitted,
 129  * so the payload length increases with 8 bytes.
 130  *
 131  * WEP frame payload: IV + TX key idx, RC4(data), ICV = RC4(CRC32(data))
 132  */
 133 static int prism2_wep_encrypt(struct sk_buff *skb, int hdr_len, void *priv)
 134 {
 135         struct prism2_wep_data *wep = priv;
 136         u32 crc, klen, len;
 137         u8 *pos, *icv;
 138         struct scatterlist sg;
 139         u8 key[WEP_KEY_LEN + 3];
 140
 141         /* other checks are in prism2_wep_build_iv */
 142         if (skb_tailroom(skb) < 4)
 143                 return -1;
 144
 145         /* add the IV to the frame */
 146         if (prism2_wep_build_iv(skb, hdr_len, NULL, 0, priv))
 147                 return -1;
 148
 149         /* Copy the IV into the first 3 bytes of the key */
 150         memcpy(key, skb->data + hdr_len, 3);
 151
 152         /* Copy rest of the WEP key (the secret part) */
 153         memcpy(key + 3, wep->key, wep->key_len);
 154
 155         len = skb->len - hdr_len - 4;
 156         pos = skb->data + hdr_len + 4;
 157         klen = 3 + wep->key_len;
 158
 159         /* Append little-endian CRC32 over only the data and encrypt it to produce ICV */
 160         crc = ~crc32_le(~0, pos, len);
 161         icv = skb_put(skb, 4);
 162         icv[0] = crc;
 163         icv[1] = crc >> 8;
 164         icv[2] = crc >> 16;
 165         icv[3] = crc >> 24;
 166
 167         crypto_cipher_setkey(wep->tx_tfm, key, klen);
 168         sg.page = virt_to_page(pos);
 169         sg.offset = offset_in_page(pos);
 170         sg.length = len + 4;
 171         crypto_cipher_encrypt(wep->tx_tfm, &sg, &sg, len + 4);
 172
 173         return 0;
 174 }
 175
 176 /* Perform WEP decryption on given buffer. Buffer includes whole WEP part of
 177  * the frame: IV (4 bytes), encrypted payload (including SNAP header),
 178  * ICV (4 bytes). len includes both IV and ICV.
 179  *
 180  * Returns 0 if frame was decrypted successfully and ICV was correct and -1 on
 181  * failure. If frame is OK, IV and ICV will be removed.
 182  */
 183 static int prism2_wep_decrypt(struct sk_buff *skb, int hdr_len, void *priv)
 184 {
 185         struct prism2_wep_data *wep = priv;
 186         u32 crc, klen, plen;
 187         u8 key[WEP_KEY_LEN + 3];
 188         u8 keyidx, *pos, icv[4];
 189         struct scatterlist sg;
 190
 191         if (skb->len < hdr_len + 8)
 192                 return -1;
 193
 194         pos = skb->data + hdr_len;
 195         key[0] = *pos++;
 196         key[1] = *pos++;
 197         key[2] = *pos++;
 198         keyidx = *pos++ >> 6;
 199         if (keyidx != wep->key_idx)
 200                 return -1;
 201
 202         klen = 3 + wep->key_len;
 203
 204         /* Copy rest of the WEP key (the secret part) */
 205         memcpy(key + 3, wep->key, wep->key_len);
 206
 207         /* Apply RC4 to data and compute CRC32 over decrypted data */
 208         plen = skb->len - hdr_len - 8;
 209
 210         crypto_cipher_setkey(wep->rx_tfm, key, klen);
 211         sg.page = virt_to_page(pos);
 212         sg.offset = offset_in_page(pos);
 213         sg.length = plen + 4;
 214         crypto_cipher_decrypt(wep->rx_tfm, &sg, &sg, plen + 4);
 215
 216         crc = ~crc32_le(~0, pos, plen);
 217         icv[0] = crc;
 218         icv[1] = crc >> 8;
 219         icv[2] = crc >> 16;
 220         icv[3] = crc >> 24;
 221         if (memcmp(icv, pos + plen, 4) != 0) {
 222                 /* ICV mismatch - drop frame */
 223                 return -2;
 224         }
 225
 226         /* Remove IV and ICV */
 227         memmove(skb->data + 4, skb->data, hdr_len);
 228         skb_pull(skb, 4);
 229         skb_trim(skb, skb->len - 4);
 230
 231         return 0;
 232 }
 233
 234 static int prism2_wep_set_key(void *key, int len, u8 * seq, void *priv)
 235 {
 236         struct prism2_wep_data *wep = priv;
 237
 238         if (len < 0 || len > WEP_KEY_LEN)
 239                 return -1;
 240
 241         memcpy(wep->key, key, len);
 242         wep->key_len = len;
 243
 244         return 0;
 245 }
 246
 247 static int prism2_wep_get_key(void *key, int len, u8 * seq, void *priv)
 248 {
 249         struct prism2_wep_data *wep = priv;
 250
 251         if (len < wep->key_len)
 252                 return -1;
 253
 254         memcpy(key, wep->key, wep->key_len);
 255
 256         return wep->key_len;
 257 }
 258
 259 static char *prism2_wep_print_stats(char *p, void *priv)
 260 {
 261         struct prism2_wep_data *wep = priv;
 262         p += sprintf(p, "key[%d] alg=WEP len=%d\n", wep->key_idx, wep->key_len);
 263         return p;
 264 }
 265
 266 static struct ieee80211_crypto_ops ieee80211_crypt_wep = {
 267         .name = "WEP",
 268         .init = prism2_wep_init,
 269         .deinit = prism2_wep_deinit,
 270         .build_iv = prism2_wep_build_iv,
 271         .encrypt_mpdu = prism2_wep_encrypt,
 272         .decrypt_mpdu = prism2_wep_decrypt,
 273         .encrypt_msdu = NULL,
 274         .decrypt_msdu = NULL,
 275         .set_key = prism2_wep_set_key,
 276         .get_key = prism2_wep_get_key,
 277         .print_stats = prism2_wep_print_stats,
 278         .extra_mpdu_prefix_len = 4,     /* IV */
 279         .extra_mpdu_postfix_len = 4,    /* ICV */
 280         .owner = THIS_MODULE,
 281 };
 282
 283 static int __init ieee80211_crypto_wep_init(void)
 284 {
 285         return ieee80211_register_crypto_ops(&ieee80211_crypt_wep);
 286 }
 287
 288 static void __exit ieee80211_crypto_wep_exit(void)
 289 {
 290         ieee80211_unregister_crypto_ops(&ieee80211_crypt_wep);
 291 }
 292
 293 module_init(ieee80211_crypto_wep_init);
 294 module_exit(ieee80211_crypto_wep_exit);