wlantest: Fix BIP replay detection
[mech_eap.git] / wlantest / rx_mgmt.c
1 /*
2  * Received Management frame processing
3  * Copyright (c) 2010, Jouni Malinen <j@w1.fi>
4  *
5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
6  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
7  * published by the Free Software Foundation.
8  *
9  * Alternatively, this software may be distributed under the terms of BSD
10  * license.
11  *
12  * See README and COPYING for more details.
13  */
14
15 #include "utils/includes.h"
16
17 #include "utils/common.h"
18 #include "common/ieee802_11_defs.h"
19 #include "common/ieee802_11_common.h"
20 #include "crypto/aes_wrap.h"
21 #include "wlantest.h"
22
23
24 static const char * mgmt_stype(u16 stype)
25 {
26         switch (stype) {
27         case WLAN_FC_STYPE_ASSOC_REQ:
28                 return "ASSOC-REQ";
29         case WLAN_FC_STYPE_ASSOC_RESP:
30                 return "ASSOC-RESP";
31         case WLAN_FC_STYPE_REASSOC_REQ:
32                 return "REASSOC-REQ";
33         case WLAN_FC_STYPE_REASSOC_RESP:
34                 return "REASSOC-RESP";
35         case WLAN_FC_STYPE_PROBE_REQ:
36                 return "PROBE-REQ";
37         case WLAN_FC_STYPE_PROBE_RESP:
38                 return "PROBE-RESP";
39         case WLAN_FC_STYPE_BEACON:
40                 return "BEACON";
41         case WLAN_FC_STYPE_ATIM:
42                 return "ATIM";
43         case WLAN_FC_STYPE_DISASSOC:
44                 return "DISASSOC";
45         case WLAN_FC_STYPE_AUTH:
46                 return "AUTH";
47         case WLAN_FC_STYPE_DEAUTH:
48                 return "DEAUTH";
49         case WLAN_FC_STYPE_ACTION:
50                 return "ACTION";
51         }
52         return "??";
53 }
54
55
56 static void rx_mgmt_beacon(struct wlantest *wt, const u8 *data, size_t len)
57 {
58         const struct ieee80211_mgmt *mgmt;
59         struct wlantest_bss *bss;
60         struct ieee802_11_elems elems;
61
62         mgmt = (const struct ieee80211_mgmt *) data;
63         bss = bss_get(wt, mgmt->bssid);
64         if (bss == NULL)
65                 return;
66         if (bss->proberesp_seen)
67                 return; /* do not override with Beacon data */
68         bss->capab_info = le_to_host16(mgmt->u.beacon.capab_info);
69         if (ieee802_11_parse_elems(mgmt->u.beacon.variable,
70                                    len - (mgmt->u.beacon.variable - data),
71                                    &elems, 0) == ParseFailed) {
72                 if (bss->parse_error_reported)
73                         return;
74                 wpa_printf(MSG_INFO, "Invalid IEs in a Beacon frame from "
75                            MACSTR, MAC2STR(mgmt->sa));
76                 bss->parse_error_reported = 1;
77                 return;
78         }
79
80         bss_update(wt, bss, &elems);
81 }
82
83
84 static void rx_mgmt_probe_resp(struct wlantest *wt, const u8 *data, size_t len)
85 {
86         const struct ieee80211_mgmt *mgmt;
87         struct wlantest_bss *bss;
88         struct ieee802_11_elems elems;
89
90         mgmt = (const struct ieee80211_mgmt *) data;
91         bss = bss_get(wt, mgmt->bssid);
92         if (bss == NULL)
93                 return;
94
95         bss->capab_info = le_to_host16(mgmt->u.probe_resp.capab_info);
96         if (ieee802_11_parse_elems(mgmt->u.probe_resp.variable,
97                                    len - (mgmt->u.probe_resp.variable - data),
98                                    &elems, 0) == ParseFailed) {
99                 if (bss->parse_error_reported)
100                         return;
101                 wpa_printf(MSG_INFO, "Invalid IEs in a Probe Response frame "
102                            "from " MACSTR, MAC2STR(mgmt->sa));
103                 bss->parse_error_reported = 1;
104                 return;
105         }
106
107         bss_update(wt, bss, &elems);
108 }
109
110
111 static void rx_mgmt_auth(struct wlantest *wt, const u8 *data, size_t len)
112 {
113         const struct ieee80211_mgmt *mgmt;
114         struct wlantest_bss *bss;
115         struct wlantest_sta *sta;
116         u16 alg, trans, status;
117
118         mgmt = (const struct ieee80211_mgmt *) data;
119         bss = bss_get(wt, mgmt->bssid);
120         if (bss == NULL)
121                 return;
122         if (os_memcmp(mgmt->sa, mgmt->bssid, ETH_ALEN) == 0)
123                 sta = sta_get(bss, mgmt->da);
124         else
125                 sta = sta_get(bss, mgmt->sa);
126         if (sta == NULL)
127                 return;
128
129         if (len < 24 + 6) {
130                 wpa_printf(MSG_INFO, "Too short Authentication frame from "
131                            MACSTR, MAC2STR(mgmt->sa));
132                 return;
133         }
134
135         alg = le_to_host16(mgmt->u.auth.auth_alg);
136         trans = le_to_host16(mgmt->u.auth.auth_transaction);
137         status = le_to_host16(mgmt->u.auth.status_code);
138
139         wpa_printf(MSG_DEBUG, "AUTH " MACSTR " -> " MACSTR
140                    " (alg=%u trans=%u status=%u)",
141                    MAC2STR(mgmt->sa), MAC2STR(mgmt->da), alg, trans, status);
142
143         if (alg == 0 && trans == 2 && status == 0) {
144                 if (sta->state == STATE1) {
145                         wpa_printf(MSG_DEBUG, "STA " MACSTR
146                                    " moved to State 2 with " MACSTR,
147                                    MAC2STR(sta->addr), MAC2STR(bss->bssid));
148                         sta->state = STATE2;
149                 }
150         }
151 }
152
153
154 static void rx_mgmt_deauth(struct wlantest *wt, const u8 *data, size_t len)
155 {
156         const struct ieee80211_mgmt *mgmt;
157         struct wlantest_bss *bss;
158         struct wlantest_sta *sta;
159
160         mgmt = (const struct ieee80211_mgmt *) data;
161         bss = bss_get(wt, mgmt->bssid);
162         if (bss == NULL)
163                 return;
164         if (os_memcmp(mgmt->sa, mgmt->bssid, ETH_ALEN) == 0)
165                 sta = sta_get(bss, mgmt->da);
166         else
167                 sta = sta_get(bss, mgmt->sa);
168         if (sta == NULL)
169                 return;
170
171         if (len < 24 + 2) {
172                 wpa_printf(MSG_INFO, "Too short Deauthentication frame from "
173                            MACSTR, MAC2STR(mgmt->sa));
174                 return;
175         }
176
177         wpa_printf(MSG_DEBUG, "DEAUTH " MACSTR " -> " MACSTR
178                    " (reason=%u)",
179                    MAC2STR(mgmt->sa), MAC2STR(mgmt->da),
180                    le_to_host16(mgmt->u.deauth.reason_code));
181
182         if (sta->state != STATE1) {
183                 wpa_printf(MSG_DEBUG, "STA " MACSTR
184                            " moved to State 1 with " MACSTR,
185                            MAC2STR(sta->addr), MAC2STR(bss->bssid));
186                 sta->state = STATE1;
187         }
188 }
189
190
191 static void rx_mgmt_assoc_req(struct wlantest *wt, const u8 *data, size_t len)
192 {
193         const struct ieee80211_mgmt *mgmt;
194         struct wlantest_bss *bss;
195         struct wlantest_sta *sta;
196         struct ieee802_11_elems elems;
197
198         mgmt = (const struct ieee80211_mgmt *) data;
199         bss = bss_get(wt, mgmt->bssid);
200         if (bss == NULL)
201                 return;
202         sta = sta_get(bss, mgmt->sa);
203         if (sta == NULL)
204                 return;
205
206         if (len < 24 + 4) {
207                 wpa_printf(MSG_INFO, "Too short Association Request frame "
208                            "from " MACSTR, MAC2STR(mgmt->sa));
209                 return;
210         }
211
212         wpa_printf(MSG_DEBUG, "ASSOCREQ " MACSTR " -> " MACSTR
213                    " (capab=0x%x listen_int=%u)",
214                    MAC2STR(mgmt->sa), MAC2STR(mgmt->da),
215                    le_to_host16(mgmt->u.assoc_req.capab_info),
216                    le_to_host16(mgmt->u.assoc_req.listen_interval));
217
218         if (ieee802_11_parse_elems(mgmt->u.assoc_req.variable,
219                                    len - (mgmt->u.assoc_req.variable - data),
220                                    &elems, 0) == ParseFailed) {
221                 wpa_printf(MSG_INFO, "Invalid IEs in Association Request "
222                            "frame from " MACSTR, MAC2STR(mgmt->sa));
223                 return;
224         }
225
226         sta_update_assoc(sta, &elems);
227 }
228
229
230 static void rx_mgmt_assoc_resp(struct wlantest *wt, const u8 *data, size_t len)
231 {
232         const struct ieee80211_mgmt *mgmt;
233         struct wlantest_bss *bss;
234         struct wlantest_sta *sta;
235         u16 capab, status, aid;
236
237         mgmt = (const struct ieee80211_mgmt *) data;
238         bss = bss_get(wt, mgmt->bssid);
239         if (bss == NULL)
240                 return;
241         sta = sta_get(bss, mgmt->da);
242         if (sta == NULL)
243                 return;
244
245         if (len < 24 + 6) {
246                 wpa_printf(MSG_INFO, "Too short Association Response frame "
247                            "from " MACSTR, MAC2STR(mgmt->sa));
248                 return;
249         }
250
251         capab = le_to_host16(mgmt->u.assoc_resp.capab_info);
252         status = le_to_host16(mgmt->u.assoc_resp.status_code);
253         aid = le_to_host16(mgmt->u.assoc_resp.aid);
254
255         wpa_printf(MSG_DEBUG, "ASSOCRESP " MACSTR " -> " MACSTR
256                    " (capab=0x%x status=%u aid=%u)",
257                    MAC2STR(mgmt->sa), MAC2STR(mgmt->da), capab, status,
258                    aid & 0x3fff);
259
260         if (status)
261                 return;
262
263         if ((aid & 0xc000) != 0xc000) {
264                 wpa_printf(MSG_DEBUG, "Two MSBs of the AID were not set to 1 "
265                            "in Association Response from " MACSTR,
266                            MAC2STR(mgmt->sa));
267         }
268         sta->aid = aid & 0xc000;
269
270         if (sta->state < STATE2) {
271                 wpa_printf(MSG_DEBUG, "STA " MACSTR " was not in State 2 when "
272                            "getting associated", MAC2STR(sta->addr));
273         }
274
275         if (sta->state < STATE3) {
276                 wpa_printf(MSG_DEBUG, "STA " MACSTR
277                            " moved to State 3 with " MACSTR,
278                            MAC2STR(sta->addr), MAC2STR(bss->bssid));
279                 sta->state = STATE3;
280         }
281 }
282
283
284 static void rx_mgmt_reassoc_req(struct wlantest *wt, const u8 *data,
285                                 size_t len)
286 {
287         const struct ieee80211_mgmt *mgmt;
288         struct wlantest_bss *bss;
289         struct wlantest_sta *sta;
290         struct ieee802_11_elems elems;
291
292         mgmt = (const struct ieee80211_mgmt *) data;
293         bss = bss_get(wt, mgmt->bssid);
294         if (bss == NULL)
295                 return;
296         sta = sta_get(bss, mgmt->sa);
297         if (sta == NULL)
298                 return;
299
300         if (len < 24 + 4 + ETH_ALEN) {
301                 wpa_printf(MSG_INFO, "Too short Reassociation Request frame "
302                            "from " MACSTR, MAC2STR(mgmt->sa));
303                 return;
304         }
305
306         wpa_printf(MSG_DEBUG, "REASSOCREQ " MACSTR " -> " MACSTR
307                    " (capab=0x%x listen_int=%u current_ap=" MACSTR ")",
308                    MAC2STR(mgmt->sa), MAC2STR(mgmt->da),
309                    le_to_host16(mgmt->u.reassoc_req.capab_info),
310                    le_to_host16(mgmt->u.reassoc_req.listen_interval),
311                    MAC2STR(mgmt->u.reassoc_req.current_ap));
312
313         if (ieee802_11_parse_elems(mgmt->u.reassoc_req.variable,
314                                    len - (mgmt->u.reassoc_req.variable - data),
315                                    &elems, 0) == ParseFailed) {
316                 wpa_printf(MSG_INFO, "Invalid IEs in Reassociation Request "
317                            "frame from " MACSTR, MAC2STR(mgmt->sa));
318                 return;
319         }
320
321         sta_update_assoc(sta, &elems);
322 }
323
324
325 static void rx_mgmt_reassoc_resp(struct wlantest *wt, const u8 *data,
326                                  size_t len)
327 {
328         const struct ieee80211_mgmt *mgmt;
329         struct wlantest_bss *bss;
330         struct wlantest_sta *sta;
331         u16 capab, status, aid;
332
333         mgmt = (const struct ieee80211_mgmt *) data;
334         bss = bss_get(wt, mgmt->bssid);
335         if (bss == NULL)
336                 return;
337         sta = sta_get(bss, mgmt->da);
338         if (sta == NULL)
339                 return;
340
341         if (len < 24 + 6) {
342                 wpa_printf(MSG_INFO, "Too short Reassociation Response frame "
343                            "from " MACSTR, MAC2STR(mgmt->sa));
344                 return;
345         }
346
347         capab = le_to_host16(mgmt->u.reassoc_resp.capab_info);
348         status = le_to_host16(mgmt->u.reassoc_resp.status_code);
349         aid = le_to_host16(mgmt->u.reassoc_resp.aid);
350
351         wpa_printf(MSG_DEBUG, "REASSOCRESP " MACSTR " -> " MACSTR
352                    " (capab=0x%x status=%u aid=%u)",
353                    MAC2STR(mgmt->sa), MAC2STR(mgmt->da), capab, status,
354                    aid & 0x3fff);
355
356         if (status)
357                 return;
358
359         if ((aid & 0xc000) != 0xc000) {
360                 wpa_printf(MSG_DEBUG, "Two MSBs of the AID were not set to 1 "
361                            "in Reassociation Response from " MACSTR,
362                            MAC2STR(mgmt->sa));
363         }
364         sta->aid = aid & 0xc000;
365
366         if (sta->state < STATE2) {
367                 wpa_printf(MSG_DEBUG, "STA " MACSTR " was not in State 2 when "
368                            "getting associated", MAC2STR(sta->addr));
369         }
370
371         if (sta->state < STATE3) {
372                 wpa_printf(MSG_DEBUG, "STA " MACSTR
373                            " moved to State 3 with " MACSTR,
374                            MAC2STR(sta->addr), MAC2STR(bss->bssid));
375                 sta->state = STATE3;
376         }
377 }
378
379
380 static void rx_mgmt_disassoc(struct wlantest *wt, const u8 *data, size_t len)
381 {
382         const struct ieee80211_mgmt *mgmt;
383         struct wlantest_bss *bss;
384         struct wlantest_sta *sta;
385
386         mgmt = (const struct ieee80211_mgmt *) data;
387         bss = bss_get(wt, mgmt->bssid);
388         if (bss == NULL)
389                 return;
390         if (os_memcmp(mgmt->sa, mgmt->bssid, ETH_ALEN) == 0)
391                 sta = sta_get(bss, mgmt->da);
392         else
393                 sta = sta_get(bss, mgmt->sa);
394         if (sta == NULL)
395                 return;
396
397         if (len < 24 + 2) {
398                 wpa_printf(MSG_INFO, "Too short Disassociation frame from "
399                            MACSTR, MAC2STR(mgmt->sa));
400                 return;
401         }
402
403         wpa_printf(MSG_DEBUG, "DISASSOC " MACSTR " -> " MACSTR
404                    " (reason=%u)",
405                    MAC2STR(mgmt->sa), MAC2STR(mgmt->da),
406                    le_to_host16(mgmt->u.disassoc.reason_code));
407
408         if (sta->state < STATE2) {
409                 wpa_printf(MSG_DEBUG, "STA " MACSTR " was not in State 2 or 3 "
410                            "when getting disassociated", MAC2STR(sta->addr));
411         }
412
413         if (sta->state > STATE2) {
414                 wpa_printf(MSG_DEBUG, "STA " MACSTR
415                            " moved to State 2 with " MACSTR,
416                            MAC2STR(sta->addr), MAC2STR(bss->bssid));
417                 sta->state = STATE2;
418         }
419 }
420
421
422 static int check_mmie_mic(const u8 *igtk, const u8 *data, size_t len)
423 {
424         u8 *buf;
425         u8 mic[16];
426         u16 fc;
427         const struct ieee80211_hdr *hdr;
428
429         buf = os_malloc(len + 20 - 24);
430         if (buf == NULL)
431                 return -1;
432
433         /* BIP AAD: FC(masked) A1 A2 A3 */
434         hdr = (const struct ieee80211_hdr *) data;
435         fc = le_to_host16(hdr->frame_control);
436         fc &= ~(WLAN_FC_RETRY | WLAN_FC_PWRMGT | WLAN_FC_MOREDATA);
437         WPA_PUT_LE16(buf, fc);
438         os_memcpy(buf + 2, hdr->addr1, 3 * ETH_ALEN);
439
440         /* Frame body with MMIE MIC masked to zero */
441         os_memcpy(buf + 20, data + 24, len - 24 - 8);
442         os_memset(buf + 20 + len - 24 - 8, 0, 8);
443
444         wpa_hexdump(MSG_MSGDUMP, "BIP: AAD|Body(masked)", buf, len + 20 - 24);
445         /* MIC = L(AES-128-CMAC(AAD || Frame Body(masked)), 0, 64) */
446         if (omac1_aes_128(igtk, buf, len + 20 - 24, mic) < 0) {
447                 os_free(buf);
448                 return -1;
449         }
450
451         os_free(buf);
452
453         if (os_memcmp(data + len - 8, mic, 8) != 0)
454                 return -1;
455
456         return 0;
457 }
458
459
460 static int check_bip(struct wlantest *wt, const u8 *data, size_t len)
461 {
462         const struct ieee80211_mgmt *mgmt;
463         u16 fc, stype;
464         const u8 *mmie;
465         int keyid;
466         struct wlantest_bss *bss;
467
468         mgmt = (const struct ieee80211_mgmt *) data;
469         fc = le_to_host16(mgmt->frame_control);
470         stype = WLAN_FC_GET_STYPE(fc);
471
472         if (stype == WLAN_FC_STYPE_ACTION) {
473                 if (len < 24 + 1)
474                         return 0;
475                 if (mgmt->u.action.category == WLAN_ACTION_PUBLIC)
476                         return 0; /* Not a robust management frame */
477         }
478
479         bss = bss_get(wt, mgmt->bssid);
480         if (bss == NULL)
481                 return 0; /* No key known yet */
482
483         if (len < 24 + 18 || data[len - 18] != WLAN_EID_MMIE ||
484             data[len - 17] != 16) {
485                 /* No MMIE */
486                 /* TODO: use MFPC flag in RSN IE instead of IGTK flags */
487                 if (bss->igtk_set[4] || bss->igtk_set[5]) {
488                         wpa_printf(MSG_INFO, "Robust group-addressed "
489                                    "management frame sent without BIP by "
490                                    MACSTR, MAC2STR(mgmt->sa));
491                         return -1;
492                 }
493                 return 0;
494         }
495
496         mmie = data + len - 16;
497         keyid = WPA_GET_LE16(mmie);
498         if (keyid < 4 || keyid > 5) {
499                 wpa_printf(MSG_INFO, "Unexpected MMIE KeyID %u from " MACSTR,
500                            keyid, MAC2STR(mgmt->sa));
501                 return 0;
502         }
503         wpa_printf(MSG_DEBUG, "MMIE KeyID %u", keyid);
504         wpa_hexdump(MSG_MSGDUMP, "MMIE IPN", mmie + 2, 6);
505         wpa_hexdump(MSG_MSGDUMP, "MMIE MIC", mmie + 8, 8);
506
507         if (!bss->igtk_set[keyid]) {
508                 wpa_printf(MSG_DEBUG, "No IGTK known to validate BIP frame");
509                 return 0;
510         }
511
512         if (os_memcmp(mmie + 2, bss->ipn[keyid], 6) <= 0) {
513                 wpa_printf(MSG_INFO, "BIP replay detected: SA=" MACSTR,
514                            MAC2STR(mgmt->sa));
515                 wpa_hexdump(MSG_INFO, "RX IPN", mmie + 2, 6);
516                 wpa_hexdump(MSG_INFO, "Last RX IPN", bss->ipn[keyid], 6);
517         }
518
519         if (check_mmie_mic(bss->igtk[keyid], data, len) < 0) {
520                 wpa_printf(MSG_INFO, "Invalid MMIE MIC in a frame from "
521                            MACSTR, MAC2STR(mgmt->sa));
522                 return -1;
523         }
524
525         wpa_printf(MSG_DEBUG, "Valid MMIE MIC");
526         os_memcpy(bss->ipn[keyid], mmie + 2, 6);
527
528         return 0;
529 }
530
531
532 void rx_mgmt(struct wlantest *wt, const u8 *data, size_t len)
533 {
534         const struct ieee80211_hdr *hdr;
535         u16 fc, stype;
536
537         if (len < 24)
538                 return;
539
540         hdr = (const struct ieee80211_hdr *) data;
541         fc = le_to_host16(hdr->frame_control);
542         wt->rx_mgmt++;
543         stype = WLAN_FC_GET_STYPE(fc);
544
545         if ((hdr->addr1[0] & 0x01) &&
546             (stype == WLAN_FC_STYPE_DEAUTH ||
547              stype == WLAN_FC_STYPE_DISASSOC ||
548              stype == WLAN_FC_STYPE_ACTION))
549                 check_bip(wt, data, len);
550
551         wpa_printf((stype == WLAN_FC_STYPE_BEACON ||
552                     stype == WLAN_FC_STYPE_PROBE_RESP ||
553                     stype == WLAN_FC_STYPE_PROBE_REQ) ?
554                    MSG_EXCESSIVE : MSG_MSGDUMP,
555                    "MGMT %s%s%s DA=" MACSTR " SA=" MACSTR " BSSID=" MACSTR,
556                    mgmt_stype(stype),
557                    fc & WLAN_FC_PWRMGT ? " PwrMgt" : "",
558                    fc & WLAN_FC_ISWEP ? " Prot" : "",
559                    MAC2STR(hdr->addr1), MAC2STR(hdr->addr2),
560                    MAC2STR(hdr->addr3));
561
562         switch (stype) {
563         case WLAN_FC_STYPE_BEACON:
564                 rx_mgmt_beacon(wt, data, len);
565                 break;
566         case WLAN_FC_STYPE_PROBE_RESP:
567                 rx_mgmt_probe_resp(wt, data, len);
568                 break;
569         case WLAN_FC_STYPE_AUTH:
570                 rx_mgmt_auth(wt, data, len);
571                 break;
572         case WLAN_FC_STYPE_DEAUTH:
573                 rx_mgmt_deauth(wt, data, len);
574                 break;
575         case WLAN_FC_STYPE_ASSOC_REQ:
576                 rx_mgmt_assoc_req(wt, data, len);
577                 break;
578         case WLAN_FC_STYPE_ASSOC_RESP:
579                 rx_mgmt_assoc_resp(wt, data, len);
580                 break;
581         case WLAN_FC_STYPE_REASSOC_REQ:
582                 rx_mgmt_reassoc_req(wt, data, len);
583                 break;
584         case WLAN_FC_STYPE_REASSOC_RESP:
585                 rx_mgmt_reassoc_resp(wt, data, len);
586                 break;
587         case WLAN_FC_STYPE_DISASSOC:
588                 rx_mgmt_disassoc(wt, data, len);
589                 break;
590         }
591 }