libeap/src/pae/ieee802_1x_key.c

   1 /*
   2  * IEEE 802.1X-2010 Key Hierarchy
   3  * Copyright (c) 2013, Qualcomm Atheros, Inc.
   4  *
   5  * This software may be distributed under the terms of the BSD license.
   6  * See README for more details.
   7  *
   8  * SAK derivation specified in IEEE Std 802.1X-2010, Clause 6.2
   9 */
  10
  11 #include "utils/includes.h"
  12
  13 #include "utils/common.h"
  14 #include "crypto/md5.h"
  15 #include "crypto/sha1.h"
  16 #include "crypto/aes_wrap.h"
  17 #include "crypto/crypto.h"
  18 #include "ieee802_1x_key.h"
  19
  20
  21 static void joint_two_mac(const u8 *mac1, const u8 *mac2, u8 *out)
  22 {
  23         if (os_memcmp(mac1, mac2, ETH_ALEN) < 0) {
  24                 os_memcpy(out, mac1, ETH_ALEN);
  25                 os_memcpy(out + ETH_ALEN, mac2, ETH_ALEN);
  26         } else {
  27                 os_memcpy(out, mac2, ETH_ALEN);
  28                 os_memcpy(out + ETH_ALEN, mac1, ETH_ALEN);
  29         }
  30 }
  31
  32
  33 /* IEEE Std 802.1X-2010, 6.2.1 KDF */
  34 static int aes_kdf_128(const u8 *kdk, const char *label, const u8 *context,
  35                        int ctx_bits, int ret_bits, u8 *ret)
  36 {
  37         const int h = 128;
  38         const int r = 8;
  39         int i, n;
  40         int lab_len, ctx_len, ret_len, buf_len;
  41         u8 *buf;
  42
  43         lab_len = os_strlen(label);
  44         ctx_len = (ctx_bits + 7) / 8;
  45         ret_len = ((ret_bits & 0xffff) + 7) / 8;
  46         buf_len = lab_len + ctx_len + 4;
  47
  48         os_memset(ret, 0, ret_len);
  49
  50         n = (ret_bits + h - 1) / h;
  51         if (n > ((0x1 << r) - 1))
  52                 return -1;
  53
  54         buf = os_zalloc(buf_len);
  55         if (buf == NULL)
  56                 return -1;
  57
  58         os_memcpy(buf + 1, label, lab_len);
  59         os_memcpy(buf + lab_len + 2, context, ctx_len);
  60         WPA_PUT_BE16(&buf[buf_len - 2], ret_bits);
  61
  62         for (i = 0; i < n; i++) {
  63                 buf[0] = (u8) (i + 1);
  64                 if (omac1_aes_128(kdk, buf, buf_len, ret)) {
  65                         os_free(buf);
  66                         return -1;
  67                 }
  68                 ret = ret + h / 8;
  69         }
  70         os_free(buf);
  71         return 0;
  72 }
  73
  74
  75 /********** AES-CMAC-128 **********/
  76 /**
  77  * ieee802_1x_cak_128bits_aes_cmac
  78  *
  79  * IEEE Std 802.1X-2010, 6.2.2
  80  * CAK = KDF(Key, Label, mac1 | mac2, CAKlength)
  81  */
  82 int ieee802_1x_cak_128bits_aes_cmac(const u8 *msk, const u8 *mac1,
  83                                     const u8 *mac2, u8 *cak)
  84 {
  85         u8 context[2 * ETH_ALEN];
  86
  87         joint_two_mac(mac1, mac2, context);
  88         return aes_kdf_128(msk, "IEEE8021 EAP CAK",
  89                            context, sizeof(context) * 8, 128, cak);
  90 }
  91
  92
  93 /**
  94  * ieee802_1x_ckn_128bits_aes_cmac
  95  *
  96  * IEEE Std 802.1X-2010, 6.2.2
  97  * CKN = KDF(Key, Label, ID | mac1 | mac2, CKNlength)
  98  */
  99 int ieee802_1x_ckn_128bits_aes_cmac(const u8 *msk, const u8 *mac1,
 100                                     const u8 *mac2, const u8 *sid,
 101                                     size_t sid_bytes, u8 *ckn)
 102 {
 103         int res;
 104         u8 *context;
 105         size_t ctx_len = sid_bytes + ETH_ALEN * 2;
 106
 107         context = os_zalloc(ctx_len);
 108         if (!context) {
 109                 wpa_printf(MSG_ERROR, "MKA-%s: out of memory", __func__);
 110                 return -1;
 111         }
 112         os_memcpy(context, sid, sid_bytes);
 113         joint_two_mac(mac1, mac2, context + sid_bytes);
 114
 115         res = aes_kdf_128(msk, "IEEE8021 EAP CKN", context, ctx_len * 8,
 116                           128, ckn);
 117         os_free(context);
 118         return res;
 119 }
 120
 121
 122 /**
 123  * ieee802_1x_kek_128bits_aes_cmac
 124  *
 125  * IEEE Std 802.1X-2010, 9.3.3
 126  * KEK = KDF(Key, Label, Keyid, KEKLength)
 127  */
 128 int ieee802_1x_kek_128bits_aes_cmac(const u8 *cak, const u8 *ckn,
 129                                     size_t ckn_bytes, u8 *kek)
 130 {
 131         u8 context[16];
 132
 133         /* First 16 octets of CKN, with null octets appended to pad if needed */
 134         os_memset(context, 0, sizeof(context));
 135         os_memcpy(context, ckn, (ckn_bytes < 16) ? ckn_bytes : 16);
 136
 137         return aes_kdf_128(cak, "IEEE8021 KEK", context, sizeof(context) * 8,
 138                            128, kek);
 139 }
 140
 141
 142 /**
 143  * ieee802_1x_ick_128bits_aes_cmac
 144  *
 145  * IEEE Std 802.1X-2010, 9.3.3
 146  * ICK = KDF(Key, Label, Keyid, ICKLength)
 147  */
 148 int ieee802_1x_ick_128bits_aes_cmac(const u8 *cak, const u8 *ckn,
 149                                     size_t ckn_bytes, u8 *ick)
 150 {
 151         u8 context[16];
 152
 153         /* First 16 octets of CKN, with null octets appended to pad if needed */
 154         os_memset(context, 0, sizeof(context));
 155         os_memcpy(context, ckn, (ckn_bytes < 16) ? ckn_bytes : 16);
 156
 157         return aes_kdf_128(cak, "IEEE8021 ICK", context, sizeof(context) * 8,
 158                            128, ick);
 159 }
 160
 161
 162 /**
 163  * ieee802_1x_icv_128bits_aes_cmac
 164  *
 165  * IEEE Std 802.1X-2010, 9.4.1
 166  * ICV = AES-CMAC(ICK, M, 128)
 167  */
 168 int ieee802_1x_icv_128bits_aes_cmac(const u8 *ick, const u8 *msg,
 169                                     size_t msg_bytes, u8 *icv)
 170 {
 171         if (omac1_aes_128(ick, msg, msg_bytes, icv)) {
 172                 wpa_printf(MSG_ERROR, "MKA: omac1_aes_128 failed");
 173                 return -1;
 174         }
 175         return 0;
 176 }
 177
 178
 179 /**
 180  * ieee802_1x_sak_128bits_aes_cmac
 181  *
 182  * IEEE Std 802.1X-2010, 9.8.1
 183  * SAK = KDF(Key, Label, KS-nonce | MI-value list | KN, SAKLength)
 184  */
 185 int ieee802_1x_sak_128bits_aes_cmac(const u8 *cak, const u8 *ctx,
 186                                     size_t ctx_bytes, u8 *sak)
 187 {
 188         return aes_kdf_128(cak, "IEEE8021 SAK", ctx, ctx_bytes * 8, 128, sak);
 189 }