net/wireless/lib80211_crypt_wep.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * lib80211 crypt: host-based WEP encryption implementation for lib80211
   4  *
   5  * Copyright (c) 2002-2004, Jouni Malinen <j@w1.fi>
   6  * Copyright (c) 2008, John W. Linville <linville@tuxdriver.com>
   7  */
   8
   9 #include <linux/err.h>
  10 #include <linux/module.h>
  11 #include <linux/init.h>
  12 #include <linux/slab.h>
  13 #include <linux/random.h>
  14 #include <linux/scatterlist.h>
  15 #include <linux/skbuff.h>
  16 #include <linux/mm.h>
  17 #include <asm/string.h>
  18
  19 #include <net/lib80211.h>
  20
  21 #include <linux/crypto.h>
  22 #include <linux/crc32.h>
  23
  24 MODULE_AUTHOR("Jouni Malinen");
  25 MODULE_DESCRIPTION("lib80211 crypt: WEP");
  26 MODULE_LICENSE("GPL");
  27
  28 struct lib80211_wep_data {
  29         u32 iv;
  30 #define WEP_KEY_LEN 13
  31         u8 key[WEP_KEY_LEN + 1];
  32         u8 key_len;
  33         u8 key_idx;
  34         struct crypto_cipher *tx_tfm;
  35         struct crypto_cipher *rx_tfm;
  36 };
  37
  38 static void *lib80211_wep_init(int keyidx)
  39 {
  40         struct lib80211_wep_data *priv;
  41
  42         priv = kzalloc(sizeof(*priv), GFP_ATOMIC);
  43         if (priv == NULL)
  44                 goto fail;
  45         priv->key_idx = keyidx;
  46
  47         priv->tx_tfm = crypto_alloc_cipher("arc4", 0, 0);
  48         if (IS_ERR(priv->tx_tfm)) {
  49                 priv->tx_tfm = NULL;
  50                 goto fail;
  51         }
  52
  53         priv->rx_tfm = crypto_alloc_cipher("arc4", 0, 0);
  54         if (IS_ERR(priv->rx_tfm)) {
  55                 priv->rx_tfm = NULL;
  56                 goto fail;
  57         }
  58         /* start WEP IV from a random value */
  59         get_random_bytes(&priv->iv, 4);
  60
  61         return priv;
  62
  63       fail:
  64         if (priv) {
  65                 crypto_free_cipher(priv->tx_tfm);
  66                 crypto_free_cipher(priv->rx_tfm);
  67                 kfree(priv);
  68         }
  69         return NULL;
  70 }
  71
  72 static void lib80211_wep_deinit(void *priv)
  73 {
  74         struct lib80211_wep_data *_priv = priv;
  75         if (_priv) {
  76                 crypto_free_cipher(_priv->tx_tfm);
  77                 crypto_free_cipher(_priv->rx_tfm);
  78         }
  79         kfree(priv);
  80 }
  81
  82 /* Add WEP IV/key info to a frame that has at least 4 bytes of headroom */
  83 static int lib80211_wep_build_iv(struct sk_buff *skb, int hdr_len,
  84                                u8 *key, int keylen, void *priv)
  85 {
  86         struct lib80211_wep_data *wep = priv;
  87         u32 klen;
  88         u8 *pos;
  89
  90         if (skb_headroom(skb) < 4 || skb->len < hdr_len)
  91                 return -1;
  92
  93         pos = skb_push(skb, 4);
  94         memmove(pos, pos + 4, hdr_len);
  95         pos += hdr_len;
  96
  97         klen = 3 + wep->key_len;
  98
  99         wep->iv++;
 100
 101         /* Fluhrer, Mantin, and Shamir have reported weaknesses in the key
 102          * scheduling algorithm of RC4. At least IVs (KeyByte + 3, 0xff, N)
 103          * can be used to speedup attacks, so avoid using them. */
 104         if ((wep->iv & 0xff00) == 0xff00) {
 105                 u8 B = (wep->iv >> 16) & 0xff;
 106                 if (B >= 3 && B < klen)
 107                         wep->iv += 0x0100;
 108         }
 109
 110         /* Prepend 24-bit IV to RC4 key and TX frame */
 111         *pos++ = (wep->iv >> 16) & 0xff;
 112         *pos++ = (wep->iv >> 8) & 0xff;
 113         *pos++ = wep->iv & 0xff;
 114         *pos++ = wep->key_idx << 6;
 115
 116         return 0;
 117 }
 118
 119 /* Perform WEP encryption on given skb that has at least 4 bytes of headroom
 120  * for IV and 4 bytes of tailroom for ICV. Both IV and ICV will be transmitted,
 121  * so the payload length increases with 8 bytes.
 122  *
 123  * WEP frame payload: IV + TX key idx, RC4(data), ICV = RC4(CRC32(data))
 124  */
 125 static int lib80211_wep_encrypt(struct sk_buff *skb, int hdr_len, void *priv)
 126 {
 127         struct lib80211_wep_data *wep = priv;
 128         u32 crc, klen, len;
 129         u8 *pos, *icv;
 130         u8 key[WEP_KEY_LEN + 3];
 131         int i;
 132
 133         /* other checks are in lib80211_wep_build_iv */
 134         if (skb_tailroom(skb) < 4)
 135                 return -1;
 136
 137         /* add the IV to the frame */
 138         if (lib80211_wep_build_iv(skb, hdr_len, NULL, 0, priv))
 139                 return -1;
 140
 141         /* Copy the IV into the first 3 bytes of the key */
 142         skb_copy_from_linear_data_offset(skb, hdr_len, key, 3);
 143
 144         /* Copy rest of the WEP key (the secret part) */
 145         memcpy(key + 3, wep->key, wep->key_len);
 146
 147         len = skb->len - hdr_len - 4;
 148         pos = skb->data + hdr_len + 4;
 149         klen = 3 + wep->key_len;
 150
 151         /* Append little-endian CRC32 over only the data and encrypt it to produce ICV */
 152         crc = ~crc32_le(~0, pos, len);
 153         icv = skb_put(skb, 4);
 154         icv[0] = crc;
 155         icv[1] = crc >> 8;
 156         icv[2] = crc >> 16;
 157         icv[3] = crc >> 24;
 158
 159         crypto_cipher_setkey(wep->tx_tfm, key, klen);
 160
 161         for (i = 0; i < len + 4; i++)
 162                 crypto_cipher_encrypt_one(wep->tx_tfm, pos + i, pos + i);
 163
 164         return 0;
 165 }
 166
 167 /* Perform WEP decryption on given buffer. Buffer includes whole WEP part of
 168  * the frame: IV (4 bytes), encrypted payload (including SNAP header),
 169  * ICV (4 bytes). len includes both IV and ICV.
 170  *
 171  * Returns 0 if frame was decrypted successfully and ICV was correct and -1 on
 172  * failure. If frame is OK, IV and ICV will be removed.
 173  */
 174 static int lib80211_wep_decrypt(struct sk_buff *skb, int hdr_len, void *priv)
 175 {
 176         struct lib80211_wep_data *wep = priv;
 177         u32 crc, klen, plen;
 178         u8 key[WEP_KEY_LEN + 3];
 179         u8 keyidx, *pos, icv[4];
 180         int i;
 181
 182         if (skb->len < hdr_len + 8)
 183                 return -1;
 184
 185         pos = skb->data + hdr_len;
 186         key[0] = *pos++;
 187         key[1] = *pos++;
 188         key[2] = *pos++;
 189         keyidx = *pos++ >> 6;
 190         if (keyidx != wep->key_idx)
 191                 return -1;
 192
 193         klen = 3 + wep->key_len;
 194
 195         /* Copy rest of the WEP key (the secret part) */
 196         memcpy(key + 3, wep->key, wep->key_len);
 197
 198         /* Apply RC4 to data and compute CRC32 over decrypted data */
 199         plen = skb->len - hdr_len - 8;
 200
 201         crypto_cipher_setkey(wep->rx_tfm, key, klen);
 202         for (i = 0; i < plen + 4; i++)
 203                 crypto_cipher_decrypt_one(wep->rx_tfm, pos + i, pos + i);
 204
 205         crc = ~crc32_le(~0, pos, plen);
 206         icv[0] = crc;
 207         icv[1] = crc >> 8;
 208         icv[2] = crc >> 16;
 209         icv[3] = crc >> 24;
 210         if (memcmp(icv, pos + plen, 4) != 0) {
 211                 /* ICV mismatch - drop frame */
 212                 return -2;
 213         }
 214
 215         /* Remove IV and ICV */
 216         memmove(skb->data + 4, skb->data, hdr_len);
 217         skb_pull(skb, 4);
 218         skb_trim(skb, skb->len - 4);
 219
 220         return 0;
 221 }
 222
 223 static int lib80211_wep_set_key(void *key, int len, u8 * seq, void *priv)
 224 {
 225         struct lib80211_wep_data *wep = priv;
 226
 227         if (len < 0 || len > WEP_KEY_LEN)
 228                 return -1;
 229
 230         memcpy(wep->key, key, len);
 231         wep->key_len = len;
 232
 233         return 0;
 234 }
 235
 236 static int lib80211_wep_get_key(void *key, int len, u8 * seq, void *priv)
 237 {
 238         struct lib80211_wep_data *wep = priv;
 239
 240         if (len < wep->key_len)
 241                 return -1;
 242
 243         memcpy(key, wep->key, wep->key_len);
 244
 245         return wep->key_len;
 246 }
 247
 248 static void lib80211_wep_print_stats(struct seq_file *m, void *priv)
 249 {
 250         struct lib80211_wep_data *wep = priv;
 251         seq_printf(m, "key[%d] alg=WEP len=%d\n", wep->key_idx, wep->key_len);
 252 }
 253
 254 static struct lib80211_crypto_ops lib80211_crypt_wep = {
 255         .name = "WEP",
 256         .init = lib80211_wep_init,
 257         .deinit = lib80211_wep_deinit,
 258         .encrypt_mpdu = lib80211_wep_encrypt,
 259         .decrypt_mpdu = lib80211_wep_decrypt,
 260         .encrypt_msdu = NULL,
 261         .decrypt_msdu = NULL,
 262         .set_key = lib80211_wep_set_key,
 263         .get_key = lib80211_wep_get_key,
 264         .print_stats = lib80211_wep_print_stats,
 265         .extra_mpdu_prefix_len = 4,     /* IV */
 266         .extra_mpdu_postfix_len = 4,    /* ICV */
 267         .owner = THIS_MODULE,
 268 };
 269
 270 static int __init lib80211_crypto_wep_init(void)
 271 {
 272         return lib80211_register_crypto_ops(&lib80211_crypt_wep);
 273 }
 274
 275 static void __exit lib80211_crypto_wep_exit(void)
 276 {
 277         lib80211_unregister_crypto_ops(&lib80211_crypt_wep);
 278 }
 279
 280 module_init(lib80211_crypto_wep_init);
 281 module_exit(lib80211_crypto_wep_exit);