mac80211: port CCMP to cryptoapi's CCM driver
authorArd Biesheuvel <ard.biesheuvel@linaro.org>
Thu, 10 Oct 2013 07:55:20 +0000 (09:55 +0200)
committerJohannes Berg <johannes.berg@intel.com>
Fri, 11 Oct 2013 13:38:20 +0000 (15:38 +0200)
Use the generic CCM aead chaining mode driver rather than a local
implementation that sits right on top of the core AES cipher.

This allows the use of accelerated implementations of either
CCM as a whole or the CTR mode which it encapsulates.

Signed-off-by: Ard Biesheuvel <ard.biesheuvel@linaro.org>
Signed-off-by: Johannes Berg <johannes.berg@intel.com>
net/mac80211/Kconfig
net/mac80211/aes_ccm.c
net/mac80211/aes_ccm.h
net/mac80211/key.h
net/mac80211/wpa.c

index 62535fe..dc31ec3 100644 (file)
@@ -4,6 +4,7 @@ config MAC80211
        select CRYPTO
        select CRYPTO_ARC4
        select CRYPTO_AES
+       select CRYPTO_CCM
        select CRC32
        select AVERAGE
        ---help---
index be7614b..7c7df47 100644 (file)
@@ -2,6 +2,8 @@
  * Copyright 2003-2004, Instant802 Networks, Inc.
  * Copyright 2005-2006, Devicescape Software, Inc.
  *
+ * Rewrite: Copyright (C) 2013 Linaro Ltd <ard.biesheuvel@linaro.org>
+ *
  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
  * published by the Free Software Foundation.
 #include "key.h"
 #include "aes_ccm.h"
 
-static void aes_ccm_prepare(struct crypto_cipher *tfm, u8 *scratch, u8 *a)
+void ieee80211_aes_ccm_encrypt(struct crypto_aead *tfm, u8 *b_0, u8 *aad,
+                              u8 *data, size_t data_len, u8 *mic)
 {
-       int i;
-       u8 *b_0, *aad, *b, *s_0;
-
-       b_0 = scratch + 3 * AES_BLOCK_SIZE;
-       aad = scratch + 4 * AES_BLOCK_SIZE;
-       b = scratch;
-       s_0 = scratch + AES_BLOCK_SIZE;
-
-       crypto_cipher_encrypt_one(tfm, b, b_0);
+       struct scatterlist assoc, pt, ct[2];
+       struct {
+               struct aead_request     req;
+               u8                      priv[crypto_aead_reqsize(tfm)];
+       } aead_req;
 
-       /* Extra Authenticate-only data (always two AES blocks) */
-       for (i = 0; i < AES_BLOCK_SIZE; i++)
-               aad[i] ^= b[i];
-       crypto_cipher_encrypt_one(tfm, b, aad);
+       memset(&aead_req, 0, sizeof(aead_req));
 
-       aad += AES_BLOCK_SIZE;
+       sg_init_one(&pt, data, data_len);
+       sg_init_one(&assoc, &aad[2], be16_to_cpup((__be16 *)aad));
+       sg_init_table(ct, 2);
+       sg_set_buf(&ct[0], data, data_len);
+       sg_set_buf(&ct[1], mic, IEEE80211_CCMP_MIC_LEN);
 
-       for (i = 0; i < AES_BLOCK_SIZE; i++)
-               aad[i] ^= b[i];
-       crypto_cipher_encrypt_one(tfm, a, aad);
+       aead_request_set_tfm(&aead_req.req, tfm);
+       aead_request_set_assoc(&aead_req.req, &assoc, assoc.length);
+       aead_request_set_crypt(&aead_req.req, &pt, ct, data_len, b_0);
 
-       /* Mask out bits from auth-only-b_0 */
-       b_0[0] &= 0x07;
-
-       /* S_0 is used to encrypt T (= MIC) */
-       b_0[14] = 0;
-       b_0[15] = 0;
-       crypto_cipher_encrypt_one(tfm, s_0, b_0);
+       crypto_aead_encrypt(&aead_req.req);
 }
 
-
-void ieee80211_aes_ccm_encrypt(struct crypto_cipher *tfm, u8 *scratch,
-                              u8 *data, size_t data_len,
-                              u8 *cdata, u8 *mic)
+int ieee80211_aes_ccm_decrypt(struct crypto_aead *tfm, u8 *b_0, u8 *aad,
+                             u8 *data, size_t data_len, u8 *mic)
 {
-       int i, j, last_len, num_blocks;
-       u8 *pos, *cpos, *b, *s_0, *e, *b_0;
-
-       b = scratch;
-       s_0 = scratch + AES_BLOCK_SIZE;
-       e = scratch + 2 * AES_BLOCK_SIZE;
-       b_0 = scratch + 3 * AES_BLOCK_SIZE;
-
-       num_blocks = DIV_ROUND_UP(data_len, AES_BLOCK_SIZE);
-       last_len = data_len % AES_BLOCK_SIZE;
-       aes_ccm_prepare(tfm, scratch, b);
-
-       /* Process payload blocks */
-       pos = data;
-       cpos = cdata;
-       for (j = 1; j <= num_blocks; j++) {
-               int blen = (j == num_blocks && last_len) ?
-                       last_len : AES_BLOCK_SIZE;
-
-               /* Authentication followed by encryption */
-               for (i = 0; i < blen; i++)
-                       b[i] ^= pos[i];
-               crypto_cipher_encrypt_one(tfm, b, b);
-
-               b_0[14] = (j >> 8) & 0xff;
-               b_0[15] = j & 0xff;
-               crypto_cipher_encrypt_one(tfm, e, b_0);
-               for (i = 0; i < blen; i++)
-                       *cpos++ = *pos++ ^ e[i];
-       }
-
-       for (i = 0; i < IEEE80211_CCMP_MIC_LEN; i++)
-               mic[i] = b[i] ^ s_0[i];
+       struct scatterlist assoc, pt, ct[2];
+       struct {
+               struct aead_request     req;
+               u8                      priv[crypto_aead_reqsize(tfm)];
+       } aead_req;
+
+       memset(&aead_req, 0, sizeof(aead_req));
+
+       sg_init_one(&pt, data, data_len);
+       sg_init_one(&assoc, &aad[2], be16_to_cpup((__be16 *)aad));
+       sg_init_table(ct, 2);
+       sg_set_buf(&ct[0], data, data_len);
+       sg_set_buf(&ct[1], mic, IEEE80211_CCMP_MIC_LEN);
+
+       aead_request_set_tfm(&aead_req.req, tfm);
+       aead_request_set_assoc(&aead_req.req, &assoc, assoc.length);
+       aead_request_set_crypt(&aead_req.req, ct, &pt,
+                              data_len + IEEE80211_CCMP_MIC_LEN, b_0);
+
+       return crypto_aead_decrypt(&aead_req.req);
 }
 
-
-int ieee80211_aes_ccm_decrypt(struct crypto_cipher *tfm, u8 *scratch,
-                             u8 *cdata, size_t data_len, u8 *mic, u8 *data)
+struct crypto_aead *ieee80211_aes_key_setup_encrypt(const u8 key[])
 {
-       int i, j, last_len, num_blocks;
-       u8 *pos, *cpos, *b, *s_0, *a, *b_0;
-
-       b = scratch;
-       s_0 = scratch + AES_BLOCK_SIZE;
-       a = scratch + 2 * AES_BLOCK_SIZE;
-       b_0 = scratch + 3 * AES_BLOCK_SIZE;
-
-       num_blocks = DIV_ROUND_UP(data_len, AES_BLOCK_SIZE);
-       last_len = data_len % AES_BLOCK_SIZE;
-       aes_ccm_prepare(tfm, scratch, a);
-
-       /* Process payload blocks */
-       cpos = cdata;
-       pos = data;
-       for (j = 1; j <= num_blocks; j++) {
-               int blen = (j == num_blocks && last_len) ?
-                       last_len : AES_BLOCK_SIZE;
-
-               /* Decryption followed by authentication */
-               b_0[14] = (j >> 8) & 0xff;
-               b_0[15] = j & 0xff;
-               crypto_cipher_encrypt_one(tfm, b, b_0);
-               for (i = 0; i < blen; i++) {
-                       *pos = *cpos++ ^ b[i];
-                       a[i] ^= *pos++;
-               }
-               crypto_cipher_encrypt_one(tfm, a, a);
-       }
-
-       for (i = 0; i < IEEE80211_CCMP_MIC_LEN; i++) {
-               if ((mic[i] ^ s_0[i]) != a[i])
-                       return -1;
-       }
-
-       return 0;
-}
+       struct crypto_aead *tfm;
+       int err;
 
+       tfm = crypto_alloc_aead("ccm(aes)", 0, CRYPTO_ALG_ASYNC);
+       if (IS_ERR(tfm))
+               return tfm;
 
-struct crypto_cipher *ieee80211_aes_key_setup_encrypt(const u8 key[])
-{
-       struct crypto_cipher *tfm;
+       err = crypto_aead_setkey(tfm, key, WLAN_KEY_LEN_CCMP);
+       if (!err)
+               err = crypto_aead_setauthsize(tfm, IEEE80211_CCMP_MIC_LEN);
+       if (!err)
+               return tfm;
 
-       tfm = crypto_alloc_cipher("aes", 0, CRYPTO_ALG_ASYNC);
-       if (!IS_ERR(tfm))
-               crypto_cipher_setkey(tfm, key, WLAN_KEY_LEN_CCMP);
-
-       return tfm;
+       crypto_free_aead(tfm);
+       return ERR_PTR(err);
 }
 
-
-void ieee80211_aes_key_free(struct crypto_cipher *tfm)
+void ieee80211_aes_key_free(struct crypto_aead *tfm)
 {
-       crypto_free_cipher(tfm);
+       crypto_free_aead(tfm);
 }
index 5b7d744..2c7ab19 100644 (file)
 
 #include <linux/crypto.h>
 
-struct crypto_cipher *ieee80211_aes_key_setup_encrypt(const u8 key[]);
-void ieee80211_aes_ccm_encrypt(struct crypto_cipher *tfm, u8 *scratch,
-                              u8 *data, size_t data_len,
-                              u8 *cdata, u8 *mic);
-int ieee80211_aes_ccm_decrypt(struct crypto_cipher *tfm, u8 *scratch,
-                             u8 *cdata, size_t data_len,
-                             u8 *mic, u8 *data);
-void ieee80211_aes_key_free(struct crypto_cipher *tfm);
+struct crypto_aead *ieee80211_aes_key_setup_encrypt(const u8 key[]);
+void ieee80211_aes_ccm_encrypt(struct crypto_aead *tfm, u8 *b_0, u8 *aad,
+                              u8 *data, size_t data_len, u8 *mic);
+int ieee80211_aes_ccm_decrypt(struct crypto_aead *tfm, u8 *b_0, u8 *aad,
+                             u8 *data, size_t data_len, u8 *mic);
+void ieee80211_aes_key_free(struct crypto_aead *tfm);
 
 #endif /* AES_CCM_H */
index 036d57e..aaae0ed 100644 (file)
@@ -83,7 +83,7 @@ struct ieee80211_key {
                         * Management frames.
                         */
                        u8 rx_pn[IEEE80211_NUM_TIDS + 1][IEEE80211_CCMP_PN_LEN];
-                       struct crypto_cipher *tfm;
+                       struct crypto_aead *tfm;
                        u32 replays; /* dot11RSNAStatsCCMPReplays */
                } ccmp;
                struct {
index c9edfcb..d657282 100644 (file)
@@ -301,22 +301,16 @@ ieee80211_crypto_tkip_decrypt(struct ieee80211_rx_data *rx)
 }
 
 
-static void ccmp_special_blocks(struct sk_buff *skb, u8 *pn, u8 *scratch,
+static void ccmp_special_blocks(struct sk_buff *skb, u8 *pn, u8 *b_0, u8 *aad,
                                int encrypted)
 {
        __le16 mask_fc;
        int a4_included, mgmt;
        u8 qos_tid;
-       u8 *b_0, *aad;
-       u16 data_len, len_a;
+       u16 len_a;
        unsigned int hdrlen;
        struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *)skb->data;
 
-       memset(scratch, 0, 6 * AES_BLOCK_SIZE);
-
-       b_0 = scratch + 3 * AES_BLOCK_SIZE;
-       aad = scratch + 4 * AES_BLOCK_SIZE;
-
        /*
         * Mask FC: zero subtype b4 b5 b6 (if not mgmt)
         * Retry, PwrMgt, MoreData; set Protected
@@ -338,20 +332,21 @@ static void ccmp_special_blocks(struct sk_buff *skb, u8 *pn, u8 *scratch,
        else
                qos_tid = 0;
 
-       data_len = skb->len - hdrlen - IEEE80211_CCMP_HDR_LEN;
-       if (encrypted)
-               data_len -= IEEE80211_CCMP_MIC_LEN;
+       /* In CCM, the initial vectors (IV) used for CTR mode encryption and CBC
+        * mode authentication are not allowed to collide, yet both are derived
+        * from this vector b_0. We only set L := 1 here to indicate that the
+        * data size can be represented in (L+1) bytes. The CCM layer will take
+        * care of storing the data length in the top (L+1) bytes and setting
+        * and clearing the other bits as is required to derive the two IVs.
+        */
+       b_0[0] = 0x1;
 
-       /* First block, b_0 */
-       b_0[0] = 0x59; /* flags: Adata: 1, M: 011, L: 001 */
        /* Nonce: Nonce Flags | A2 | PN
         * Nonce Flags: Priority (b0..b3) | Management (b4) | Reserved (b5..b7)
         */
        b_0[1] = qos_tid | (mgmt << 4);
        memcpy(&b_0[2], hdr->addr2, ETH_ALEN);
        memcpy(&b_0[8], pn, IEEE80211_CCMP_PN_LEN);
-       /* l(m) */
-       put_unaligned_be16(data_len, &b_0[14]);
 
        /* AAD (extra authenticate-only data) / masked 802.11 header
         * FC | A1 | A2 | A3 | SC | [A4] | [QC] */
@@ -407,7 +402,8 @@ static int ccmp_encrypt_skb(struct ieee80211_tx_data *tx, struct sk_buff *skb)
        u8 *pos;
        u8 pn[6];
        u64 pn64;
-       u8 scratch[6 * AES_BLOCK_SIZE];
+       u8 aad[2 * AES_BLOCK_SIZE];
+       u8 b_0[AES_BLOCK_SIZE];
 
        if (info->control.hw_key &&
            !(info->control.hw_key->flags & IEEE80211_KEY_FLAG_GENERATE_IV) &&
@@ -460,9 +456,9 @@ static int ccmp_encrypt_skb(struct ieee80211_tx_data *tx, struct sk_buff *skb)
                return 0;
 
        pos += IEEE80211_CCMP_HDR_LEN;
-       ccmp_special_blocks(skb, pn, scratch, 0);
-       ieee80211_aes_ccm_encrypt(key->u.ccmp.tfm, scratch, pos, len,
-                                 pos, skb_put(skb, IEEE80211_CCMP_MIC_LEN));
+       ccmp_special_blocks(skb, pn, b_0, aad, 0);
+       ieee80211_aes_ccm_encrypt(key->u.ccmp.tfm, b_0, aad, pos, len,
+                                 skb_put(skb, IEEE80211_CCMP_MIC_LEN));
 
        return 0;
 }
@@ -525,16 +521,16 @@ ieee80211_crypto_ccmp_decrypt(struct ieee80211_rx_data *rx)
        }
 
        if (!(status->flag & RX_FLAG_DECRYPTED)) {
-               u8 scratch[6 * AES_BLOCK_SIZE];
+               u8 aad[2 * AES_BLOCK_SIZE];
+               u8 b_0[AES_BLOCK_SIZE];
                /* hardware didn't decrypt/verify MIC */
-               ccmp_special_blocks(skb, pn, scratch, 1);
+               ccmp_special_blocks(skb, pn, b_0, aad, 1);
 
                if (ieee80211_aes_ccm_decrypt(
-                           key->u.ccmp.tfm, scratch,
+                           key->u.ccmp.tfm, b_0, aad,
                            skb->data + hdrlen + IEEE80211_CCMP_HDR_LEN,
                            data_len,
-                           skb->data + skb->len - IEEE80211_CCMP_MIC_LEN,
-                           skb->data + hdrlen + IEEE80211_CCMP_HDR_LEN))
+                           skb->data + skb->len - IEEE80211_CCMP_MIC_LEN))
                        return RX_DROP_UNUSABLE;
        }