net/mac80211/wep.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * Software WEP encryption implementation
   4  * Copyright 2002, Jouni Malinen <jkmaline@cc.hut.fi>
   5  * Copyright 2003, Instant802 Networks, Inc.
   6  * Copyright (C) 2023 Intel Corporation
   7  */
   8
   9 #include <linux/netdevice.h>
  10 #include <linux/types.h>
  11 #include <linux/random.h>
  12 #include <linux/compiler.h>
  13 #include <linux/crc32.h>
  14 #include <linux/crypto.h>
  15 #include <linux/err.h>
  16 #include <linux/mm.h>
  17 #include <linux/scatterlist.h>
  18 #include <linux/slab.h>
  19 #include <asm/unaligned.h>
  20
  21 #include <net/mac80211.h>
  22 #include "ieee80211_i.h"
  23 #include "wep.h"
  24
  25
  26 void ieee80211_wep_init(struct ieee80211_local *local)
  27 {
  28         /* start WEP IV from a random value */
  29         get_random_bytes(&local->wep_iv, IEEE80211_WEP_IV_LEN);
  30 }
  31
  32 static inline bool ieee80211_wep_weak_iv(u32 iv, int keylen)
  33 {
  34         /*
  35          * Fluhrer, Mantin, and Shamir have reported weaknesses in the
  36          * key scheduling algorithm of RC4. At least IVs (KeyByte + 3,
  37          * 0xff, N) can be used to speedup attacks, so avoid using them.
  38          */
  39         if ((iv & 0xff00) == 0xff00) {
  40                 u8 B = (iv >> 16) & 0xff;
  41                 if (B >= 3 && B < 3 + keylen)
  42                         return true;
  43         }
  44         return false;
  45 }
  46
  47
  48 static void ieee80211_wep_get_iv(struct ieee80211_local *local,
  49                                  int keylen, int keyidx, u8 *iv)
  50 {
  51         local->wep_iv++;
  52         if (ieee80211_wep_weak_iv(local->wep_iv, keylen))
  53                 local->wep_iv += 0x0100;
  54
  55         if (!iv)
  56                 return;
  57
  58         *iv++ = (local->wep_iv >> 16) & 0xff;
  59         *iv++ = (local->wep_iv >> 8) & 0xff;
  60         *iv++ = local->wep_iv & 0xff;
  61         *iv++ = keyidx << 6;
  62 }
  63
  64
  65 static u8 *ieee80211_wep_add_iv(struct ieee80211_local *local,
  66                                 struct sk_buff *skb,
  67                                 int keylen, int keyidx)
  68 {
  69         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *)skb->data;
  70         struct ieee80211_tx_info *info = IEEE80211_SKB_CB(skb);
  71         unsigned int hdrlen;
  72         u8 *newhdr;
  73
  74         hdr->frame_control |= cpu_to_le16(IEEE80211_FCTL_PROTECTED);
  75
  76         if (WARN_ON(skb_headroom(skb) < IEEE80211_WEP_IV_LEN))
  77                 return NULL;
  78
  79         hdrlen = ieee80211_hdrlen(hdr->frame_control);
  80         newhdr = skb_push(skb, IEEE80211_WEP_IV_LEN);
  81         memmove(newhdr, newhdr + IEEE80211_WEP_IV_LEN, hdrlen);
  82
  83         /* the HW only needs room for the IV, but not the actual IV */
  84         if (info->control.hw_key &&
  85             (info->control.hw_key->flags & IEEE80211_KEY_FLAG_PUT_IV_SPACE))
  86                 return newhdr + hdrlen;
  87
  88         ieee80211_wep_get_iv(local, keylen, keyidx, newhdr + hdrlen);
  89         return newhdr + hdrlen;
  90 }
  91
  92
  93 static void ieee80211_wep_remove_iv(struct ieee80211_local *local,
  94                                     struct sk_buff *skb,
  95                                     struct ieee80211_key *key)
  96 {
  97         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *)skb->data;
  98         unsigned int hdrlen;
  99
 100         hdrlen = ieee80211_hdrlen(hdr->frame_control);
 101         memmove(skb->data + IEEE80211_WEP_IV_LEN, skb->data, hdrlen);
 102         skb_pull(skb, IEEE80211_WEP_IV_LEN);
 103 }
 104
 105
 106 /* Perform WEP encryption using given key. data buffer must have tailroom
 107  * for 4-byte ICV. data_len must not include this ICV. Note: this function
 108  * does _not_ add IV. data = RC4(data | CRC32(data)) */
 109 int ieee80211_wep_encrypt_data(struct arc4_ctx *ctx, u8 *rc4key,
 110                                size_t klen, u8 *data, size_t data_len)
 111 {
 112         __le32 icv;
 113
 114         icv = cpu_to_le32(~crc32_le(~0, data, data_len));
 115         put_unaligned(icv, (__le32 *)(data + data_len));
 116
 117         arc4_setkey(ctx, rc4key, klen);
 118         arc4_crypt(ctx, data, data, data_len + IEEE80211_WEP_ICV_LEN);
 119         memzero_explicit(ctx, sizeof(*ctx));
 120
 121         return 0;
 122 }
 123
 124
 125 /* Perform WEP encryption on given skb. 4 bytes of extra space (IV) in the
 126  * beginning of the buffer 4 bytes of extra space (ICV) in the end of the
 127  * buffer will be added. Both IV and ICV will be transmitted, so the
 128  * payload length increases with 8 bytes.
 129  *
 130  * WEP frame payload: IV + TX key idx, RC4(data), ICV = RC4(CRC32(data))
 131  */
 132 int ieee80211_wep_encrypt(struct ieee80211_local *local,
 133                           struct sk_buff *skb,
 134                           const u8 *key, int keylen, int keyidx)
 135 {
 136         u8 *iv;
 137         size_t len;
 138         u8 rc4key[3 + WLAN_KEY_LEN_WEP104];
 139
 140         if (WARN_ON(skb_tailroom(skb) < IEEE80211_WEP_ICV_LEN))
 141                 return -1;
 142
 143         iv = ieee80211_wep_add_iv(local, skb, keylen, keyidx);
 144         if (!iv)
 145                 return -1;
 146
 147         len = skb->len - (iv + IEEE80211_WEP_IV_LEN - skb->data);
 148
 149         /* Prepend 24-bit IV to RC4 key */
 150         memcpy(rc4key, iv, 3);
 151
 152         /* Copy rest of the WEP key (the secret part) */
 153         memcpy(rc4key + 3, key, keylen);
 154
 155         /* Add room for ICV */
 156         skb_put(skb, IEEE80211_WEP_ICV_LEN);
 157
 158         return ieee80211_wep_encrypt_data(&local->wep_tx_ctx, rc4key, keylen + 3,
 159                                           iv + IEEE80211_WEP_IV_LEN, len);
 160 }
 161
 162
 163 /* Perform WEP decryption using given key. data buffer includes encrypted
 164  * payload, including 4-byte ICV, but _not_ IV. data_len must not include ICV.
 165  * Return 0 on success and -1 on ICV mismatch. */
 166 int ieee80211_wep_decrypt_data(struct arc4_ctx *ctx, u8 *rc4key,
 167                                size_t klen, u8 *data, size_t data_len)
 168 {
 169         __le32 crc;
 170
 171         arc4_setkey(ctx, rc4key, klen);
 172         arc4_crypt(ctx, data, data, data_len + IEEE80211_WEP_ICV_LEN);
 173         memzero_explicit(ctx, sizeof(*ctx));
 174
 175         crc = cpu_to_le32(~crc32_le(~0, data, data_len));
 176         if (memcmp(&crc, data + data_len, IEEE80211_WEP_ICV_LEN) != 0)
 177                 /* ICV mismatch */
 178                 return -1;
 179
 180         return 0;
 181 }
 182
 183
 184 /* Perform WEP decryption on given skb. Buffer includes whole WEP part of
 185  * the frame: IV (4 bytes), encrypted payload (including SNAP header),
 186  * ICV (4 bytes). skb->len includes both IV and ICV.
 187  *
 188  * Returns 0 if frame was decrypted successfully and ICV was correct and -1 on
 189  * failure. If frame is OK, IV and ICV will be removed, i.e., decrypted payload
 190  * is moved to the beginning of the skb and skb length will be reduced.
 191  */
 192 static int ieee80211_wep_decrypt(struct ieee80211_local *local,
 193                                  struct sk_buff *skb,
 194                                  struct ieee80211_key *key)
 195 {
 196         u32 klen;
 197         u8 rc4key[3 + WLAN_KEY_LEN_WEP104];
 198         u8 keyidx;
 199         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *)skb->data;
 200         unsigned int hdrlen;
 201         size_t len;
 202         int ret = 0;
 203
 204         if (!ieee80211_has_protected(hdr->frame_control))
 205                 return -1;
 206
 207         hdrlen = ieee80211_hdrlen(hdr->frame_control);
 208         if (skb->len < hdrlen + IEEE80211_WEP_IV_LEN + IEEE80211_WEP_ICV_LEN)
 209                 return -1;
 210
 211         len = skb->len - hdrlen - IEEE80211_WEP_IV_LEN - IEEE80211_WEP_ICV_LEN;
 212
 213         keyidx = skb->data[hdrlen + 3] >> 6;
 214
 215         if (!key || keyidx != key->conf.keyidx)
 216                 return -1;
 217
 218         klen = 3 + key->conf.keylen;
 219
 220         /* Prepend 24-bit IV to RC4 key */
 221         memcpy(rc4key, skb->data + hdrlen, 3);
 222
 223         /* Copy rest of the WEP key (the secret part) */
 224         memcpy(rc4key + 3, key->conf.key, key->conf.keylen);
 225
 226         if (ieee80211_wep_decrypt_data(&local->wep_rx_ctx, rc4key, klen,
 227                                        skb->data + hdrlen +
 228                                        IEEE80211_WEP_IV_LEN, len))
 229                 ret = -1;
 230
 231         /* Trim ICV */
 232         skb_trim(skb, skb->len - IEEE80211_WEP_ICV_LEN);
 233
 234         /* Remove IV */
 235         memmove(skb->data + IEEE80211_WEP_IV_LEN, skb->data, hdrlen);
 236         skb_pull(skb, IEEE80211_WEP_IV_LEN);
 237
 238         return ret;
 239 }
 240
 241 ieee80211_rx_result
 242 ieee80211_crypto_wep_decrypt(struct ieee80211_rx_data *rx)
 243 {
 244         struct sk_buff *skb = rx->skb;
 245         struct ieee80211_rx_status *status = IEEE80211_SKB_RXCB(skb);
 246         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *)skb->data;
 247         __le16 fc = hdr->frame_control;
 248
 249         if (!ieee80211_is_data(fc) && !ieee80211_is_auth(fc))
 250                 return RX_CONTINUE;
 251
 252         if (!(status->flag & RX_FLAG_DECRYPTED)) {
 253                 if (skb_linearize(rx->skb))
 254                         return RX_DROP_U_OOM;
 255                 if (ieee80211_wep_decrypt(rx->local, rx->skb, rx->key))
 256                         return RX_DROP_U_WEP_DEC_FAIL;
 257         } else if (!(status->flag & RX_FLAG_IV_STRIPPED)) {
 258                 if (!pskb_may_pull(rx->skb, ieee80211_hdrlen(fc) +
 259                                             IEEE80211_WEP_IV_LEN))
 260                         return RX_DROP_U_NO_IV;
 261                 ieee80211_wep_remove_iv(rx->local, rx->skb, rx->key);
 262                 /* remove ICV */
 263                 if (!(status->flag & RX_FLAG_ICV_STRIPPED) &&
 264                     pskb_trim(rx->skb, rx->skb->len - IEEE80211_WEP_ICV_LEN))
 265                         return RX_DROP_U_NO_ICV;
 266         }
 267
 268         return RX_CONTINUE;
 269 }
 270
 271 static int wep_encrypt_skb(struct ieee80211_tx_data *tx, struct sk_buff *skb)
 272 {
 273         struct ieee80211_tx_info *info = IEEE80211_SKB_CB(skb);
 274         struct ieee80211_key_conf *hw_key = info->control.hw_key;
 275
 276         if (!hw_key) {
 277                 if (ieee80211_wep_encrypt(tx->local, skb, tx->key->conf.key,
 278                                           tx->key->conf.keylen,
 279                                           tx->key->conf.keyidx))
 280                         return -1;
 281         } else if ((hw_key->flags & IEEE80211_KEY_FLAG_GENERATE_IV) ||
 282                    (hw_key->flags & IEEE80211_KEY_FLAG_PUT_IV_SPACE)) {
 283                 if (!ieee80211_wep_add_iv(tx->local, skb,
 284                                           tx->key->conf.keylen,
 285                                           tx->key->conf.keyidx))
 286                         return -1;
 287         }
 288
 289         return 0;
 290 }
 291
 292 ieee80211_tx_result
 293 ieee80211_crypto_wep_encrypt(struct ieee80211_tx_data *tx)
 294 {
 295         struct sk_buff *skb;
 296
 297         ieee80211_tx_set_protected(tx);
 298
 299         skb_queue_walk(&tx->skbs, skb) {
 300                 if (wep_encrypt_skb(tx, skb) < 0) {
 301                         I802_DEBUG_INC(tx->local->tx_handlers_drop_wep);
 302                         return TX_DROP;
 303                 }
 304         }
 305
 306         return TX_CONTINUE;
 307 }