git.sur5r.net Git - freertos/blob - FreeRTOS-Plus/CyaSSL/ctaocrypt/src/rabbit.c

   1 /* rabbit.c
   2  *
   3  * Copyright (C) 2006-2012 Sawtooth Consulting Ltd.
   4  *
   5  * This file is part of CyaSSL.
   6  *
   7  * CyaSSL is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   9  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  10  * (at your option) any later version.
  11  *
  12  * CyaSSL is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15  * GNU General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  18  * along with this program; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA
  20  */
  21
  22 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  23     #include <config.h>
  24 #endif
  25
  26 #ifndef NO_RABBIT
  27
  28 #include <cyassl/ctaocrypt/rabbit.h>
  29 #ifdef NO_INLINE
  30     #include <cyassl/ctaocrypt/misc.h>
  31 #else
  32     #include <ctaocrypt/src/misc.c>
  33 #endif
  34
  35
  36 #ifdef BIG_ENDIAN_ORDER
  37     #define LITTLE32(x) ByteReverseWord32(x)
  38 #else
  39     #define LITTLE32(x) (x)
  40 #endif
  41
  42 #define U32V(x) (word32)(x)
  43
  44
  45 /* Square a 32-bit unsigned integer to obtain the 64-bit result and return */
  46 /* the upper 32 bits XOR the lower 32 bits */
  47 static word32 RABBIT_g_func(word32 x)
  48 {
  49     /* Temporary variables */
  50     word32 a, b, h, l;
  51
  52     /* Construct high and low argument for squaring */
  53     a = x&0xFFFF;
  54     b = x>>16;
  55
  56     /* Calculate high and low result of squaring */
  57     h = (((U32V(a*a)>>17) + U32V(a*b))>>15) + b*b;
  58     l = x*x;
  59
  60     /* Return high XOR low */
  61     return U32V(h^l);
  62 }
  63
  64
  65 /* Calculate the next internal state */
  66 static void RABBIT_next_state(RabbitCtx* ctx)
  67 {
  68     /* Temporary variables */
  69     word32 g[8], c_old[8], i;
  70
  71     /* Save old counter values */
  72     for (i=0; i<8; i++)
  73         c_old[i] = ctx->c[i];
  74
  75     /* Calculate new counter values */
  76     ctx->c[0] = U32V(ctx->c[0] + 0x4D34D34D + ctx->carry);
  77     ctx->c[1] = U32V(ctx->c[1] + 0xD34D34D3 + (ctx->c[0] < c_old[0]));
  78     ctx->c[2] = U32V(ctx->c[2] + 0x34D34D34 + (ctx->c[1] < c_old[1]));
  79     ctx->c[3] = U32V(ctx->c[3] + 0x4D34D34D + (ctx->c[2] < c_old[2]));
  80     ctx->c[4] = U32V(ctx->c[4] + 0xD34D34D3 + (ctx->c[3] < c_old[3]));
  81     ctx->c[5] = U32V(ctx->c[5] + 0x34D34D34 + (ctx->c[4] < c_old[4]));
  82     ctx->c[6] = U32V(ctx->c[6] + 0x4D34D34D + (ctx->c[5] < c_old[5]));
  83     ctx->c[7] = U32V(ctx->c[7] + 0xD34D34D3 + (ctx->c[6] < c_old[6]));
  84     ctx->carry = (ctx->c[7] < c_old[7]);
  85
  86     /* Calculate the g-values */
  87     for (i=0;i<8;i++)
  88         g[i] = RABBIT_g_func(U32V(ctx->x[i] + ctx->c[i]));
  89
  90     /* Calculate new state values */
  91     ctx->x[0] = U32V(g[0] + rotlFixed(g[7],16) + rotlFixed(g[6], 16));
  92     ctx->x[1] = U32V(g[1] + rotlFixed(g[0], 8) + g[7]);
  93     ctx->x[2] = U32V(g[2] + rotlFixed(g[1],16) + rotlFixed(g[0], 16));
  94     ctx->x[3] = U32V(g[3] + rotlFixed(g[2], 8) + g[1]);
  95     ctx->x[4] = U32V(g[4] + rotlFixed(g[3],16) + rotlFixed(g[2], 16));
  96     ctx->x[5] = U32V(g[5] + rotlFixed(g[4], 8) + g[3]);
  97     ctx->x[6] = U32V(g[6] + rotlFixed(g[5],16) + rotlFixed(g[4], 16));
  98     ctx->x[7] = U32V(g[7] + rotlFixed(g[6], 8) + g[5]);
  99 }
 100
 101
 102 /* IV setup */
 103 static void RabbitSetIV(Rabbit* ctx, const byte* iv)
 104 {
 105     /* Temporary variables */
 106     word32 i0, i1, i2, i3, i;
 107
 108     /* Generate four subvectors */
 109     i0 = LITTLE32(*(word32*)(iv+0));
 110     i2 = LITTLE32(*(word32*)(iv+4));
 111     i1 = (i0>>16) | (i2&0xFFFF0000);
 112     i3 = (i2<<16) | (i0&0x0000FFFF);
 113
 114     /* Modify counter values */
 115     ctx->workCtx.c[0] = ctx->masterCtx.c[0] ^ i0;
 116     ctx->workCtx.c[1] = ctx->masterCtx.c[1] ^ i1;
 117     ctx->workCtx.c[2] = ctx->masterCtx.c[2] ^ i2;
 118     ctx->workCtx.c[3] = ctx->masterCtx.c[3] ^ i3;
 119     ctx->workCtx.c[4] = ctx->masterCtx.c[4] ^ i0;
 120     ctx->workCtx.c[5] = ctx->masterCtx.c[5] ^ i1;
 121     ctx->workCtx.c[6] = ctx->masterCtx.c[6] ^ i2;
 122     ctx->workCtx.c[7] = ctx->masterCtx.c[7] ^ i3;
 123
 124     /* Copy state variables */
 125     for (i=0; i<8; i++)
 126         ctx->workCtx.x[i] = ctx->masterCtx.x[i];
 127     ctx->workCtx.carry = ctx->masterCtx.carry;
 128
 129     /* Iterate the system four times */
 130     for (i=0; i<4; i++)
 131         RABBIT_next_state(&(ctx->workCtx));
 132 }
 133
 134
 135 /* Key setup */
 136 void RabbitSetKey(Rabbit* ctx, const byte* key, const byte* iv)
 137 {
 138     /* Temporary variables */
 139     word32 k0, k1, k2, k3, i;
 140
 141     /* Generate four subkeys */
 142     k0 = LITTLE32(*(word32*)(key+ 0));
 143     k1 = LITTLE32(*(word32*)(key+ 4));
 144     k2 = LITTLE32(*(word32*)(key+ 8));
 145     k3 = LITTLE32(*(word32*)(key+12));
 146
 147     /* Generate initial state variables */
 148     ctx->masterCtx.x[0] = k0;
 149     ctx->masterCtx.x[2] = k1;
 150     ctx->masterCtx.x[4] = k2;
 151     ctx->masterCtx.x[6] = k3;
 152     ctx->masterCtx.x[1] = U32V(k3<<16) | (k2>>16);
 153     ctx->masterCtx.x[3] = U32V(k0<<16) | (k3>>16);
 154     ctx->masterCtx.x[5] = U32V(k1<<16) | (k0>>16);
 155     ctx->masterCtx.x[7] = U32V(k2<<16) | (k1>>16);
 156
 157     /* Generate initial counter values */
 158     ctx->masterCtx.c[0] = rotlFixed(k2, 16);
 159     ctx->masterCtx.c[2] = rotlFixed(k3, 16);
 160     ctx->masterCtx.c[4] = rotlFixed(k0, 16);
 161     ctx->masterCtx.c[6] = rotlFixed(k1, 16);
 162     ctx->masterCtx.c[1] = (k0&0xFFFF0000) | (k1&0xFFFF);
 163     ctx->masterCtx.c[3] = (k1&0xFFFF0000) | (k2&0xFFFF);
 164     ctx->masterCtx.c[5] = (k2&0xFFFF0000) | (k3&0xFFFF);
 165     ctx->masterCtx.c[7] = (k3&0xFFFF0000) | (k0&0xFFFF);
 166
 167     /* Clear carry bit */
 168     ctx->masterCtx.carry = 0;
 169
 170     /* Iterate the system four times */
 171     for (i=0; i<4; i++)
 172         RABBIT_next_state(&(ctx->masterCtx));
 173
 174     /* Modify the counters */
 175     for (i=0; i<8; i++)
 176         ctx->masterCtx.c[i] ^= ctx->masterCtx.x[(i+4)&0x7];
 177
 178     /* Copy master instance to work instance */
 179     for (i=0; i<8; i++) {
 180         ctx->workCtx.x[i] = ctx->masterCtx.x[i];
 181         ctx->workCtx.c[i] = ctx->masterCtx.c[i];
 182     }
 183     ctx->workCtx.carry = ctx->masterCtx.carry;
 184
 185     if (iv) RabbitSetIV(ctx, iv);
 186 }
 187
 188
 189 /* Encrypt/decrypt a message of any size */
 190 void RabbitProcess(Rabbit* ctx, byte* output, const byte* input, word32 msglen)
 191 {
 192
 193     /* Encrypt/decrypt all full blocks */
 194     while (msglen >= 16) {
 195         /* Iterate the system */
 196         RABBIT_next_state(&(ctx->workCtx));
 197
 198         /* Encrypt/decrypt 16 bytes of data */
 199         *(word32*)(output+ 0) = *(word32*)(input+ 0) ^
 200                    LITTLE32(ctx->workCtx.x[0] ^ (ctx->workCtx.x[5]>>16) ^
 201                    U32V(ctx->workCtx.x[3]<<16));
 202         *(word32*)(output+ 4) = *(word32*)(input+ 4) ^
 203                    LITTLE32(ctx->workCtx.x[2] ^ (ctx->workCtx.x[7]>>16) ^
 204                    U32V(ctx->workCtx.x[5]<<16));
 205         *(word32*)(output+ 8) = *(word32*)(input+ 8) ^
 206                    LITTLE32(ctx->workCtx.x[4] ^ (ctx->workCtx.x[1]>>16) ^
 207                    U32V(ctx->workCtx.x[7]<<16));
 208         *(word32*)(output+12) = *(word32*)(input+12) ^
 209                    LITTLE32(ctx->workCtx.x[6] ^ (ctx->workCtx.x[3]>>16) ^
 210                    U32V(ctx->workCtx.x[1]<<16));
 211
 212         /* Increment pointers and decrement length */
 213         input += 16;
 214         output += 16;
 215         msglen -= 16;
 216     }
 217
 218     /* Encrypt/decrypt remaining data */
 219     if (msglen) {
 220
 221         word32 i;
 222         word32 tmp[4];
 223         byte*  buffer = (byte*)tmp;
 224
 225         /* Iterate the system */
 226         RABBIT_next_state(&(ctx->workCtx));
 227
 228         /* Generate 16 bytes of pseudo-random data */
 229         tmp[0] = LITTLE32(ctx->workCtx.x[0] ^
 230                   (ctx->workCtx.x[5]>>16) ^ U32V(ctx->workCtx.x[3]<<16));
 231         tmp[1] = LITTLE32(ctx->workCtx.x[2] ^
 232                   (ctx->workCtx.x[7]>>16) ^ U32V(ctx->workCtx.x[5]<<16));
 233         tmp[2] = LITTLE32(ctx->workCtx.x[4] ^
 234                   (ctx->workCtx.x[1]>>16) ^ U32V(ctx->workCtx.x[7]<<16));
 235         tmp[3] = LITTLE32(ctx->workCtx.x[6] ^
 236                   (ctx->workCtx.x[3]>>16) ^ U32V(ctx->workCtx.x[1]<<16));
 237
 238         /* Encrypt/decrypt the data */
 239         for (i=0; i<msglen; i++)
 240             output[i] = input[i] ^ buffer[i];
 241     }
 242 }
 243
 244
 245
 246 #endif /* NO_RABBIT */