chiark - git - mdw - catacomb/blob - symm/rijndael.c

   1 /* -*-c-*-
   2  *
   3  * The Rijndael block cipher
   4  *
   5  * (c) 2000 Straylight/Edgeware
   6  */
   7
   8 /*----- Licensing notice --------------------------------------------------*
   9  *
  10  * This file is part of Catacomb.
  11  *
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  16  *
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  21  *
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  24  * Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston,
  25  * MA 02111-1307, USA.
  26  */
  27
  28 /*----- Header files ------------------------------------------------------*/
  29
  30 #include "config.h"
  31
  32 #include <assert.h>
  33 #include <stdio.h>
  34
  35 #include <mLib/bits.h>
  36
  37 #include "blkc.h"
  38 #include "dispatch.h"
  39 #include "gcipher.h"
  40 #include "rijndael.h"
  41 #include "rijndael-base.h"
  42
  43 /*----- Main code ---------------------------------------------------------*/
  44
  45 /* --- @rijndael_init@ --- *
  46  *
  47  * Arguments:   @rijndael_ctx *k@ = pointer to context to initialize
  48  *              @const void *buf@ = pointer to buffer of key material
  49  *              @size_t sz@ = size of the key material
  50  *
  51  * Returns:     ---
  52  *
  53  * Use:         Initializes a Rijndael context with a particular key.  This
  54  *              implementation of Rijndael doesn't impose any particular
  55  *              limits on the key size except that it must be multiple of 4
  56  *              bytes long.  256 bits seems sensible, though.
  57  */
  58
  59 void rijndael_init(rijndael_ctx *k, const void *buf, size_t sz)
  60 {
  61   rijndael_setup(k, RIJNDAEL_BLKSZ / 4, buf, sz);
  62 }
  63
  64 /* --- @rijndael_eblk@, @rijndael_dblk@ --- *
  65  *
  66  * Arguments:   @const rijndael_ctx *k@ = pointer to Rijndael context
  67  *              @const uint32 s[4]@ = pointer to source block
  68  *              @uint32 d[4]@ = pointer to destination block
  69  *
  70  * Returns:     ---
  71  *
  72  * Use:         Low-level block encryption and decryption.
  73  */
  74
  75 CPU_DISPATCH(EMPTY, EMPTY, void, rijndael_eblk,
  76              (const rijndael_ctx *k, const uint32 s[4], uint32 d[4]),
  77              (k, s, d), pick_eblk, simple_eblk)
  78
  79 CPU_DISPATCH(EMPTY, EMPTY, void, rijndael_dblk,
  80              (const rijndael_ctx *k, const uint32 s[4], uint32 d[4]),
  81              (k, s, d), pick_dblk, simple_dblk)
  82
  83 #if CPUFAM_X86 || CPUFAM_AMD64
  84 extern rijndael_eblk__functype rijndael_eblk_x86ish_aesni;
  85 extern rijndael_dblk__functype rijndael_dblk_x86ish_aesni;
  86 #endif
  87 #if CPUFAM_ARMEL && HAVE_AS_ARMV8_CRYPTO
  88 extern rijndael_eblk__functype rijndael_eblk_arm_crypto;
  89 extern rijndael_dblk__functype rijndael_dblk_arm_crypto;
  90 #endif
  91
  92 static rijndael_eblk__functype *pick_eblk(void)
  93 {
  94 #if CPUFAM_X86 || CPUFAM_AMD64
  95   DISPATCH_PICK_COND(rijndael_eblk, rijndael_eblk_x86ish_aesni,
  96                      cpu_feature_p(CPUFEAT_X86_AESNI));
  97 #endif
  98 #if CPUFAM_ARMEL && HAVE_AS_ARMV8_CRYPTO
  99   DISPATCH_PICK_COND(rijndael_eblk, rijndael_eblk_arm_crypto,
 100                      cpu_feature_p(CPUFEAT_ARM_AES));
 101 #endif
 102   DISPATCH_PICK_FALLBACK(rijndael_eblk, simple_eblk);
 103 }
 104
 105 static rijndael_dblk__functype *pick_dblk(void)
 106 {
 107 #if CPUFAM_X86 || CPUFAM_AMD64
 108   DISPATCH_PICK_COND(rijndael_dblk, rijndael_dblk_x86ish_aesni,
 109                      cpu_feature_p(CPUFEAT_X86_AESNI));
 110 #endif
 111 #if CPUFAM_ARMEL && HAVE_AS_ARMV8_CRYPTO
 112   DISPATCH_PICK_COND(rijndael_dblk, rijndael_dblk_arm_crypto,
 113                      cpu_feature_p(CPUFEAT_ARM_AES));
 114 #endif
 115   DISPATCH_PICK_FALLBACK(rijndael_dblk, simple_dblk);
 116 }
 117
 118 #define DO(what, t, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w) do {                 \
 119   aa = what(t, a, b, c, d) ^ *w++;                                      \
 120   bb = what(t, b, c, d, a) ^ *w++;                                      \
 121   cc = what(t, c, d, a, b) ^ *w++;                                      \
 122   dd = what(t, d, a, b, c) ^ *w++;                                      \
 123 } while (0)
 124
 125 #define UNDO(what, t, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w) do {               \
 126   aa = what(t, a, d, c, b) ^ *w++;                                      \
 127   bb = what(t, b, a, d, c) ^ *w++;                                      \
 128   cc = what(t, c, b, a, d) ^ *w++;                                      \
 129   dd = what(t, d, c, b, a) ^ *w++;                                      \
 130 } while (0)
 131
 132 static void simple_eblk(const rijndael_ctx *k, const uint32 *s, uint32 *dst)
 133 {
 134   uint32 a = s[0], b = s[1], c = s[2], d = s[3];
 135   uint32 aa, bb, cc, dd;
 136   const uint32 *w = k->w;
 137
 138   a ^= *w++; b ^= *w++; c ^= *w++; d ^= *w++;
 139   aa = a; bb = b; cc = c; dd = d;
 140
 141   switch (k->nr) {
 142     case 14:
 143       DO(MIX, T, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
 144     case 13:
 145       DO(MIX, T, a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
 146     case 12:
 147       DO(MIX, T, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
 148     case 11:
 149       DO(MIX, T, a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
 150     case 10:
 151     default:
 152       DO(MIX, T, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
 153       DO(MIX, T, a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
 154       DO(MIX, T, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
 155       DO(MIX, T, a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
 156       DO(MIX, T, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
 157       DO(MIX, T, a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
 158       DO(MIX, T, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
 159       DO(MIX, T, a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
 160       DO(MIX, T, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
 161   }
 162   DO(SUB, S, a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
 163
 164   dst[0] = a; dst[1] = b; dst[2] = c; dst[3] = d;
 165 }
 166
 167 static void simple_dblk(const rijndael_ctx *k, const uint32 *s, uint32 *dst)
 168 {
 169   uint32 a = s[0], b = s[1], c = s[2], d = s[3];
 170   uint32 aa, bb, cc, dd;
 171   const uint32 *w = k->wi;
 172
 173   a ^= *w++; b ^= *w++; c ^= *w++; d ^= *w++;
 174   aa = a; bb = b; cc = c; dd = d;
 175
 176   switch (k->nr) {
 177     case 14:
 178       UNDO(MIX, TI, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
 179     case 13:
 180       UNDO(MIX, TI, a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
 181     case 12:
 182       UNDO(MIX, TI, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
 183     case 11:
 184       UNDO(MIX, TI, a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
 185     case 10:
 186     default:
 187       UNDO(MIX, TI, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
 188       UNDO(MIX, TI, a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
 189       UNDO(MIX, TI, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
 190       UNDO(MIX, TI, a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
 191       UNDO(MIX, TI, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
 192       UNDO(MIX, TI, a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
 193       UNDO(MIX, TI, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
 194       UNDO(MIX, TI, a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
 195       UNDO(MIX, TI, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
 196   }
 197   UNDO(SUB, SI, a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
 198
 199   dst[0] = a; dst[1] = b; dst[2] = c; dst[3] = d;
 200 }
 201
 202 BLKC_TEST(RIJNDAEL, rijndael)
 203
 204 /*----- That's all, folks -------------------------------------------------*/