contrib/wpa_supplicant/src/crypto/aes-ccm.c

   1 /*
   2  * Counter with CBC-MAC (CCM) with AES
   3  *
   4  * Copyright (c) 2010-2012, Jouni Malinen <j@w1.fi>
   5  *
   6  * This software may be distributed under the terms of the BSD license.
   7  * See README for more details.
   8  */
   9
  10 #include "includes.h"
  11
  12 #include "common.h"
  13 #include "aes.h"
  14 #include "aes_wrap.h"
  15
  16
  17 static void xor_aes_block(u8 *dst, const u8 *src)
  18 {
  19         u32 *d = (u32 *) dst;
  20         u32 *s = (u32 *) src;
  21         *d++ ^= *s++;
  22         *d++ ^= *s++;
  23         *d++ ^= *s++;
  24         *d++ ^= *s++;
  25 }
  26
  27
  28 static void aes_ccm_auth_start(void *aes, size_t M, size_t L, const u8 *nonce,
  29                                const u8 *aad, size_t aad_len, size_t plain_len,
  30                                u8 *x)
  31 {
  32         u8 aad_buf[2 * AES_BLOCK_SIZE];
  33         u8 b[AES_BLOCK_SIZE];
  34
  35         /* Authentication */
  36         /* B_0: Flags | Nonce N | l(m) */
  37         b[0] = aad_len ? 0x40 : 0 /* Adata */;
  38         b[0] |= (((M - 2) / 2) /* M' */ << 3);
  39         b[0] |= (L - 1) /* L' */;
  40         os_memcpy(&b[1], nonce, 15 - L);
  41         WPA_PUT_BE16(&b[AES_BLOCK_SIZE - L], plain_len);
  42
  43         wpa_hexdump_key(MSG_EXCESSIVE, "CCM B_0", b, AES_BLOCK_SIZE);
  44         aes_encrypt(aes, b, x); /* X_1 = E(K, B_0) */
  45
  46         if (!aad_len)
  47                 return;
  48
  49         WPA_PUT_BE16(aad_buf, aad_len);
  50         os_memcpy(aad_buf + 2, aad, aad_len);
  51         os_memset(aad_buf + 2 + aad_len, 0, sizeof(aad_buf) - 2 - aad_len);
  52
  53         xor_aes_block(aad_buf, x);
  54         aes_encrypt(aes, aad_buf, x); /* X_2 = E(K, X_1 XOR B_1) */
  55
  56         if (aad_len > AES_BLOCK_SIZE - 2) {
  57                 xor_aes_block(&aad_buf[AES_BLOCK_SIZE], x);
  58                 /* X_3 = E(K, X_2 XOR B_2) */
  59                 aes_encrypt(aes, &aad_buf[AES_BLOCK_SIZE], x);
  60         }
  61 }
  62
  63
  64 static void aes_ccm_auth(void *aes, const u8 *data, size_t len, u8 *x)
  65 {
  66         size_t last = len % AES_BLOCK_SIZE;
  67         size_t i;
  68
  69         for (i = 0; i < len / AES_BLOCK_SIZE; i++) {
  70                 /* X_i+1 = E(K, X_i XOR B_i) */
  71                 xor_aes_block(x, data);
  72                 data += AES_BLOCK_SIZE;
  73                 aes_encrypt(aes, x, x);
  74         }
  75         if (last) {
  76                 /* XOR zero-padded last block */
  77                 for (i = 0; i < last; i++)
  78                         x[i] ^= *data++;
  79                 aes_encrypt(aes, x, x);
  80         }
  81 }
  82
  83
  84 static void aes_ccm_encr_start(size_t L, const u8 *nonce, u8 *a)
  85 {
  86         /* A_i = Flags | Nonce N | Counter i */
  87         a[0] = L - 1; /* Flags = L' */
  88         os_memcpy(&a[1], nonce, 15 - L);
  89 }
  90
  91
  92 static void aes_ccm_encr(void *aes, size_t L, const u8 *in, size_t len, u8 *out,
  93                          u8 *a)
  94 {
  95         size_t last = len % AES_BLOCK_SIZE;
  96         size_t i;
  97
  98         /* crypt = msg XOR (S_1 | S_2 | ... | S_n) */
  99         for (i = 1; i <= len / AES_BLOCK_SIZE; i++) {
 100                 WPA_PUT_BE16(&a[AES_BLOCK_SIZE - 2], i);
 101                 /* S_i = E(K, A_i) */
 102                 aes_encrypt(aes, a, out);
 103                 xor_aes_block(out, in);
 104                 out += AES_BLOCK_SIZE;
 105                 in += AES_BLOCK_SIZE;
 106         }
 107         if (last) {
 108                 WPA_PUT_BE16(&a[AES_BLOCK_SIZE - 2], i);
 109                 aes_encrypt(aes, a, out);
 110                 /* XOR zero-padded last block */
 111                 for (i = 0; i < last; i++)
 112                         *out++ ^= *in++;
 113         }
 114 }
 115
 116
 117 static void aes_ccm_encr_auth(void *aes, size_t M, u8 *x, u8 *a, u8 *auth)
 118 {
 119         size_t i;
 120         u8 tmp[AES_BLOCK_SIZE];
 121
 122         wpa_hexdump_key(MSG_EXCESSIVE, "CCM T", x, M);
 123         /* U = T XOR S_0; S_0 = E(K, A_0) */
 124         WPA_PUT_BE16(&a[AES_BLOCK_SIZE - 2], 0);
 125         aes_encrypt(aes, a, tmp);
 126         for (i = 0; i < M; i++)
 127                 auth[i] = x[i] ^ tmp[i];
 128         wpa_hexdump_key(MSG_EXCESSIVE, "CCM U", auth, M);
 129 }
 130
 131
 132 static void aes_ccm_decr_auth(void *aes, size_t M, u8 *a, const u8 *auth, u8 *t)
 133 {
 134         size_t i;
 135         u8 tmp[AES_BLOCK_SIZE];
 136
 137         wpa_hexdump_key(MSG_EXCESSIVE, "CCM U", auth, M);
 138         /* U = T XOR S_0; S_0 = E(K, A_0) */
 139         WPA_PUT_BE16(&a[AES_BLOCK_SIZE - 2], 0);
 140         aes_encrypt(aes, a, tmp);
 141         for (i = 0; i < M; i++)
 142                 t[i] = auth[i] ^ tmp[i];
 143         wpa_hexdump_key(MSG_EXCESSIVE, "CCM T", t, M);
 144 }
 145
 146
 147 /* AES-CCM with fixed L=2 and aad_len <= 30 assumption */
 148 int aes_ccm_ae(const u8 *key, size_t key_len, const u8 *nonce,
 149                size_t M, const u8 *plain, size_t plain_len,
 150                const u8 *aad, size_t aad_len, u8 *crypt, u8 *auth)
 151 {
 152         const size_t L = 2;
 153         void *aes;
 154         u8 x[AES_BLOCK_SIZE], a[AES_BLOCK_SIZE];
 155
 156         if (aad_len > 30 || M > AES_BLOCK_SIZE)
 157                 return -1;
 158
 159         aes = aes_encrypt_init(key, key_len);
 160         if (aes == NULL)
 161                 return -1;
 162
 163         aes_ccm_auth_start(aes, M, L, nonce, aad, aad_len, plain_len, x);
 164         aes_ccm_auth(aes, plain, plain_len, x);
 165
 166         /* Encryption */
 167         aes_ccm_encr_start(L, nonce, a);
 168         aes_ccm_encr(aes, L, plain, plain_len, crypt, a);
 169         aes_ccm_encr_auth(aes, M, x, a, auth);
 170
 171         aes_encrypt_deinit(aes);
 172
 173         return 0;
 174 }
 175
 176
 177 /* AES-CCM with fixed L=2 and aad_len <= 30 assumption */
 178 int aes_ccm_ad(const u8 *key, size_t key_len, const u8 *nonce,
 179                size_t M, const u8 *crypt, size_t crypt_len,
 180                const u8 *aad, size_t aad_len, const u8 *auth, u8 *plain)
 181 {
 182         const size_t L = 2;
 183         void *aes;
 184         u8 x[AES_BLOCK_SIZE], a[AES_BLOCK_SIZE];
 185         u8 t[AES_BLOCK_SIZE];
 186
 187         if (aad_len > 30 || M > AES_BLOCK_SIZE)
 188                 return -1;
 189
 190         aes = aes_encrypt_init(key, key_len);
 191         if (aes == NULL)
 192                 return -1;
 193
 194         /* Decryption */
 195         aes_ccm_encr_start(L, nonce, a);
 196         aes_ccm_decr_auth(aes, M, a, auth, t);
 197
 198         /* plaintext = msg XOR (S_1 | S_2 | ... | S_n) */
 199         aes_ccm_encr(aes, L, crypt, crypt_len, plain, a);
 200
 201         aes_ccm_auth_start(aes, M, L, nonce, aad, aad_len, crypt_len, x);
 202         aes_ccm_auth(aes, plain, crypt_len, x);
 203
 204         aes_encrypt_deinit(aes);
 205
 206         if (os_memcmp(x, t, M) != 0) {
 207                 wpa_printf(MSG_EXCESSIVE, "CCM: Auth mismatch");
 208                 return -1;
 209         }
 210
 211         return 0;
 212 }