mirror of
https://github.com/bluekitchen/btstack.git
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test/crypto: add Zepyr AES-CCM implementation as references
This commit is contained in:
Matthias Ringwald
parent
acb15818d5
commit
81132a3911
1
test/crypto/.gitignore
vendored
1
test/crypto/.gitignore
vendored
@ -3,3 +3,4 @@ aestest
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||||
ecc_mbed_tls
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ecc_micro_ecc
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aes_cmac_test
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aes_ccm_test
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@ -43,8 +43,9 @@ MBEDTLS = \
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MICROECC = \
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uECC.c
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all: aestest ecc_micro_ecc aes_cmac_test
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all: aes_ccm_test aestest ecc_micro_ecc aes_cmac_test
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aes_ccm_test: aes_ccm_test.o btstack_util.o hci_dump.o aes_cmac.o rijndael.o
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aestest: aestest.o rijndael.o
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||||
${CC} ${CFLAGS} $^ -o $@
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||||
379
test/crypto/aes_ccm_test.c
Normal file
379
test/crypto/aes_ccm_test.c
Normal file
@ -0,0 +1,379 @@
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||||
#include <stdio.h>
|
||||
#include <stdint.h>
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||||
#include "btstack_util.h"
|
||||
#include "aes_cmac.h"
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||||
#include <errno.h>
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||||
typedef uint8_t key_t[16];
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||||
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||||
#define LOG_KEY(NAME) { printf("%16s: ", #NAME); printf_hexdump(NAME, 16); }
|
||||
#define PARSE_KEY(NAME) { parse_hex(NAME, NAME##_string); LOG_KEY(NAME); }
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||||
#define DEFINE_KEY(NAME, VALUE) key_t NAME; parse_hex(NAME, VALUE); LOG_KEY(NAME);
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||||
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||||
static int parse_hex(uint8_t * buffer, const char * hex_string){
|
||||
int len = 0;
|
||||
while (*hex_string){
|
||||
if (*hex_string == ' '){
|
||||
hex_string++;
|
||||
continue;
|
||||
}
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||||
int high_nibble = nibble_for_char(*hex_string++);
|
||||
int low_nibble = nibble_for_char(*hex_string++);
|
||||
*buffer++ = (high_nibble << 4) | low_nibble;
|
||||
len++;
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||||
}
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||||
return len;
|
||||
}
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||||
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// CCM Encrypt & Decrypt from Zephyr Project
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||||
typedef uint8_t u8_t;
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||||
typedef uint16_t u16_t;
|
||||
typedef uint64_t u64_t;
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||||
|
||||
static void sys_put_be16(uint16_t value, uint8_t * buffer) {
|
||||
big_endian_store_16(buffer, 0, value);
|
||||
}
|
||||
static int bt_encrypt_be(const uint8_t * key, const uint8_t * plain, uint8_t * cipher) {
|
||||
aes128_calc_cyphertext(key, plain, cipher);
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
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||||
static int bt_mesh_ccm_decrypt(const u8_t key[16], u8_t nonce[13],
|
||||
const u8_t *enc_msg, size_t msg_len,
|
||||
const u8_t *aad, size_t aad_len,
|
||||
u8_t *out_msg, size_t mic_size)
|
||||
{
|
||||
u8_t msg[16], pmsg[16], cmic[16], cmsg[16], Xn[16], mic[16];
|
||||
u16_t last_blk, blk_cnt;
|
||||
size_t i, j;
|
||||
int err;
|
||||
|
||||
if (msg_len < 1 || aad_len >= 0xff00) {
|
||||
return -EINVAL;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* C_mic = e(AppKey, 0x01 || nonce || 0x0000) */
|
||||
pmsg[0] = 0x01;
|
||||
memcpy(pmsg + 1, nonce, 13);
|
||||
sys_put_be16(0x0000, pmsg + 14);
|
||||
|
||||
err = bt_encrypt_be(key, pmsg, cmic);
|
||||
if (err) {
|
||||
return err;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* X_0 = e(AppKey, 0x09 || nonce || length) */
|
||||
if (mic_size == sizeof(u64_t)) {
|
||||
pmsg[0] = 0x19 | (aad_len ? 0x40 : 0x00);
|
||||
} else {
|
||||
pmsg[0] = 0x09 | (aad_len ? 0x40 : 0x00);
|
||||
}
|
||||
|
||||
memcpy(pmsg + 1, nonce, 13);
|
||||
sys_put_be16(msg_len, pmsg + 14);
|
||||
|
||||
err = bt_encrypt_be(key, pmsg, Xn);
|
||||
if (err) {
|
||||
return err;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* If AAD is being used to authenticate, include it here */
|
||||
if (aad_len) {
|
||||
sys_put_be16(aad_len, pmsg);
|
||||
|
||||
for (i = 0; i < sizeof(u16_t); i++) {
|
||||
pmsg[i] = Xn[i] ^ pmsg[i];
|
||||
}
|
||||
|
||||
j = 0;
|
||||
aad_len += sizeof(u16_t);
|
||||
while (aad_len > 16) {
|
||||
do {
|
||||
pmsg[i] = Xn[i] ^ aad[j];
|
||||
i++, j++;
|
||||
} while (i < 16);
|
||||
|
||||
aad_len -= 16;
|
||||
i = 0;
|
||||
|
||||
err = bt_encrypt_be(key, pmsg, Xn);
|
||||
if (err) {
|
||||
return err;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (i = 0; i < aad_len; i++, j++) {
|
||||
pmsg[i] = Xn[i] ^ aad[j];
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (i = aad_len; i < 16; i++) {
|
||||
pmsg[i] = Xn[i];
|
||||
}
|
||||
|
||||
err = bt_encrypt_be(key, pmsg, Xn);
|
||||
if (err) {
|
||||
return err;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
last_blk = msg_len % 16;
|
||||
blk_cnt = (msg_len + 15) / 16;
|
||||
if (!last_blk) {
|
||||
last_blk = 16;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (j = 0; j < blk_cnt; j++) {
|
||||
if (j + 1 == blk_cnt) {
|
||||
/* C_1 = e(AppKey, 0x01 || nonce || 0x0001) */
|
||||
pmsg[0] = 0x01;
|
||||
memcpy(pmsg + 1, nonce, 13);
|
||||
sys_put_be16(j + 1, pmsg + 14);
|
||||
|
||||
err = bt_encrypt_be(key, pmsg, cmsg);
|
||||
if (err) {
|
||||
return err;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Encrypted = Payload[0-15] ^ C_1 */
|
||||
for (i = 0; i < last_blk; i++) {
|
||||
msg[i] = enc_msg[(j * 16) + i] ^ cmsg[i];
|
||||
}
|
||||
|
||||
memcpy(out_msg + (j * 16), msg, last_blk);
|
||||
|
||||
/* X_1 = e(AppKey, X_0 ^ Payload[0-15]) */
|
||||
for (i = 0; i < last_blk; i++) {
|
||||
pmsg[i] = Xn[i] ^ msg[i];
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (i = last_blk; i < 16; i++) {
|
||||
pmsg[i] = Xn[i] ^ 0x00;
|
||||
}
|
||||
|
||||
err = bt_encrypt_be(key, pmsg, Xn);
|
||||
if (err) {
|
||||
return err;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* MIC = C_mic ^ X_1 */
|
||||
for (i = 0; i < sizeof(mic); i++) {
|
||||
mic[i] = cmic[i] ^ Xn[i];
|
||||
}
|
||||
} else {
|
||||
/* C_1 = e(AppKey, 0x01 || nonce || 0x0001) */
|
||||
pmsg[0] = 0x01;
|
||||
memcpy(pmsg + 1, nonce, 13);
|
||||
sys_put_be16(j + 1, pmsg + 14);
|
||||
|
||||
err = bt_encrypt_be(key, pmsg, cmsg);
|
||||
if (err) {
|
||||
return err;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Encrypted = Payload[0-15] ^ C_1 */
|
||||
for (i = 0; i < 16; i++) {
|
||||
msg[i] = enc_msg[(j * 16) + i] ^ cmsg[i];
|
||||
}
|
||||
|
||||
memcpy(out_msg + (j * 16), msg, 16);
|
||||
|
||||
/* X_1 = e(AppKey, X_0 ^ Payload[0-15]) */
|
||||
for (i = 0; i < 16; i++) {
|
||||
pmsg[i] = Xn[i] ^ msg[i];
|
||||
}
|
||||
|
||||
err = bt_encrypt_be(key, pmsg, Xn);
|
||||
if (err) {
|
||||
return err;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (memcmp(mic, enc_msg + msg_len, mic_size)) {
|
||||
return -EBADMSG;
|
||||
}
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
static int bt_mesh_ccm_encrypt(const u8_t key[16], u8_t nonce[13],
|
||||
const u8_t *msg, size_t msg_len,
|
||||
const u8_t *aad, size_t aad_len,
|
||||
u8_t *out_msg, size_t mic_size)
|
||||
{
|
||||
u8_t pmsg[16], cmic[16], cmsg[16], mic[16], Xn[16];
|
||||
u16_t blk_cnt, last_blk;
|
||||
size_t i, j;
|
||||
int err;
|
||||
|
||||
// BT_DBG("key %s", bt_hex(key, 16));
|
||||
// BT_DBG("nonce %s", bt_hex(nonce, 13));
|
||||
// BT_DBG("msg (len %zu) %s", msg_len, bt_hex(msg, msg_len));
|
||||
// BT_DBG("aad_len %zu mic_size %zu", aad_len, mic_size);
|
||||
|
||||
/* Unsupported AAD size */
|
||||
if (aad_len >= 0xff00) {
|
||||
return -EINVAL;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* C_mic = e(AppKey, 0x01 || nonce || 0x0000) */
|
||||
pmsg[0] = 0x01;
|
||||
memcpy(pmsg + 1, nonce, 13);
|
||||
sys_put_be16(0x0000, pmsg + 14);
|
||||
|
||||
err = bt_encrypt_be(key, pmsg, cmic);
|
||||
if (err) {
|
||||
return err;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* X_0 = e(AppKey, 0x09 || nonce || length) */
|
||||
if (mic_size == sizeof(u64_t)) {
|
||||
pmsg[0] = 0x19 | (aad_len ? 0x40 : 0x00);
|
||||
} else {
|
||||
pmsg[0] = 0x09 | (aad_len ? 0x40 : 0x00);
|
||||
}
|
||||
|
||||
memcpy(pmsg + 1, nonce, 13);
|
||||
sys_put_be16(msg_len, pmsg + 14);
|
||||
|
||||
err = bt_encrypt_be(key, pmsg, Xn);
|
||||
if (err) {
|
||||
return err;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* If AAD is being used to authenticate, include it here */
|
||||
if (aad_len) {
|
||||
sys_put_be16(aad_len, pmsg);
|
||||
|
||||
for (i = 0; i < sizeof(u16_t); i++) {
|
||||
pmsg[i] = Xn[i] ^ pmsg[i];
|
||||
}
|
||||
|
||||
j = 0;
|
||||
aad_len += sizeof(u16_t);
|
||||
while (aad_len > 16) {
|
||||
do {
|
||||
pmsg[i] = Xn[i] ^ aad[j];
|
||||
i++, j++;
|
||||
} while (i < 16);
|
||||
|
||||
aad_len -= 16;
|
||||
i = 0;
|
||||
|
||||
err = bt_encrypt_be(key, pmsg, Xn);
|
||||
if (err) {
|
||||
return err;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (i = 0; i < aad_len; i++, j++) {
|
||||
pmsg[i] = Xn[i] ^ aad[j];
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (i = aad_len; i < 16; i++) {
|
||||
pmsg[i] = Xn[i];
|
||||
}
|
||||
|
||||
err = bt_encrypt_be(key, pmsg, Xn);
|
||||
if (err) {
|
||||
return err;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
last_blk = msg_len % 16;
|
||||
blk_cnt = (msg_len + 15) / 16;
|
||||
if (!last_blk) {
|
||||
last_blk = 16;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (j = 0; j < blk_cnt; j++) {
|
||||
if (j + 1 == blk_cnt) {
|
||||
/* X_1 = e(AppKey, X_0 ^ Payload[0-15]) */
|
||||
for (i = 0; i < last_blk; i++) {
|
||||
pmsg[i] = Xn[i] ^ msg[(j * 16) + i];
|
||||
}
|
||||
for (i = last_blk; i < 16; i++) {
|
||||
pmsg[i] = Xn[i] ^ 0x00;
|
||||
}
|
||||
|
||||
err = bt_encrypt_be(key, pmsg, Xn);
|
||||
if (err) {
|
||||
return err;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* MIC = C_mic ^ X_1 */
|
||||
for (i = 0; i < sizeof(mic); i++) {
|
||||
mic[i] = cmic[i] ^ Xn[i];
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* C_1 = e(AppKey, 0x01 || nonce || 0x0001) */
|
||||
pmsg[0] = 0x01;
|
||||
memcpy(pmsg + 1, nonce, 13);
|
||||
sys_put_be16(j + 1, pmsg + 14);
|
||||
|
||||
err = bt_encrypt_be(key, pmsg, cmsg);
|
||||
if (err) {
|
||||
return err;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Encrypted = Payload[0-15] ^ C_1 */
|
||||
for (i = 0; i < last_blk; i++) {
|
||||
out_msg[(j * 16) + i] =
|
||||
msg[(j * 16) + i] ^ cmsg[i];
|
||||
}
|
||||
} else {
|
||||
/* X_1 = e(AppKey, X_0 ^ Payload[0-15]) */
|
||||
for (i = 0; i < 16; i++) {
|
||||
pmsg[i] = Xn[i] ^ msg[(j * 16) + i];
|
||||
}
|
||||
|
||||
err = bt_encrypt_be(key, pmsg, Xn);
|
||||
if (err) {
|
||||
return err;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* C_1 = e(AppKey, 0x01 || nonce || 0x0001) */
|
||||
pmsg[0] = 0x01;
|
||||
memcpy(pmsg + 1, nonce, 13);
|
||||
sys_put_be16(j + 1, pmsg + 14);
|
||||
|
||||
err = bt_encrypt_be(key, pmsg, cmsg);
|
||||
if (err) {
|
||||
return err;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Encrypted = Payload[0-15] ^ C_N */
|
||||
for (i = 0; i < 16; i++) {
|
||||
out_msg[(j * 16) + i] =
|
||||
msg[(j * 16) + i] ^ cmsg[i];
|
||||
}
|
||||
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
memcpy(out_msg + msg_len, mic, mic_size);
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void message_24(void){
|
||||
DEFINE_KEY(encryption_key, "0953fa93e7caac9638f58820220a398e");
|
||||
|
||||
uint8_t network_nonce[13];
|
||||
parse_hex(network_nonce, "000307080d1234000012345677");
|
||||
printf("%16s: ", "network_nonce"); printf_hexdump(network_nonce, 13);
|
||||
|
||||
uint8_t plaintext[18];
|
||||
parse_hex(plaintext, "9736e6a03401de1547118463123e5f6a17b9");
|
||||
printf("%16s: ", "plaintext"); printf_hexdump(plaintext, sizeof(plaintext));
|
||||
|
||||
uint8_t ciphertext[18+4];
|
||||
bt_mesh_ccm_encrypt(encryption_key, network_nonce, plaintext, sizeof(plaintext), NULL, 0, ciphertext, 4);
|
||||
printf("%16s: ", "ciphertext"); printf_hexdump(ciphertext, 18);
|
||||
printf("%16s: ", "NetMIC"); printf_hexdump(&ciphertext[18], 4);
|
||||
}
|
||||
|
||||
int main(void){
|
||||
message_24();
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
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