pd.if.org Git - zpackage/blob - libtomcrypt/src/ciphers/rc6.c

   1 /* LibTomCrypt, modular cryptographic library -- Tom St Denis
   2  *
   3  * LibTomCrypt is a library that provides various cryptographic
   4  * algorithms in a highly modular and flexible manner.
   5  *
   6  * The library is free for all purposes without any express
   7  * guarantee it works.
   8  */
   9
  10 /**
  11    @file rc6.c
  12    LTC_RC6 code by Tom St Denis
  13 */
  14 #include "tomcrypt.h"
  15
  16 #ifdef LTC_RC6
  17
  18 const struct ltc_cipher_descriptor rc6_desc =
  19 {
  20     "rc6",
  21     3,
  22     8, 128, 16, 20,
  23     &rc6_setup,
  24     &rc6_ecb_encrypt,
  25     &rc6_ecb_decrypt,
  26     &rc6_test,
  27     &rc6_done,
  28     &rc6_keysize,
  29     NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL
  30 };
  31
  32 static const ulong32 stab[44] = {
  33 0xb7e15163UL, 0x5618cb1cUL, 0xf45044d5UL, 0x9287be8eUL, 0x30bf3847UL, 0xcef6b200UL, 0x6d2e2bb9UL, 0x0b65a572UL,
  34 0xa99d1f2bUL, 0x47d498e4UL, 0xe60c129dUL, 0x84438c56UL, 0x227b060fUL, 0xc0b27fc8UL, 0x5ee9f981UL, 0xfd21733aUL,
  35 0x9b58ecf3UL, 0x399066acUL, 0xd7c7e065UL, 0x75ff5a1eUL, 0x1436d3d7UL, 0xb26e4d90UL, 0x50a5c749UL, 0xeedd4102UL,
  36 0x8d14babbUL, 0x2b4c3474UL, 0xc983ae2dUL, 0x67bb27e6UL, 0x05f2a19fUL, 0xa42a1b58UL, 0x42619511UL, 0xe0990ecaUL,
  37 0x7ed08883UL, 0x1d08023cUL, 0xbb3f7bf5UL, 0x5976f5aeUL, 0xf7ae6f67UL, 0x95e5e920UL, 0x341d62d9UL, 0xd254dc92UL,
  38 0x708c564bUL, 0x0ec3d004UL, 0xacfb49bdUL, 0x4b32c376UL };
  39
  40  /**
  41     Initialize the LTC_RC6 block cipher
  42     @param key The symmetric key you wish to pass
  43     @param keylen The key length in bytes
  44     @param num_rounds The number of rounds desired (0 for default)
  45     @param skey The key in as scheduled by this function.
  46     @return CRYPT_OK if successful
  47  */
  48 #ifdef LTC_CLEAN_STACK
  49 static int _rc6_setup(const unsigned char *key, int keylen, int num_rounds, symmetric_key *skey)
  50 #else
  51 int rc6_setup(const unsigned char *key, int keylen, int num_rounds, symmetric_key *skey)
  52 #endif
  53 {
  54     ulong32 L[64], S[50], A, B, i, j, v, s, l;
  55
  56     LTC_ARGCHK(key != NULL);
  57     LTC_ARGCHK(skey != NULL);
  58
  59     /* test parameters */
  60     if (num_rounds != 0 && num_rounds != 20) {
  61        return CRYPT_INVALID_ROUNDS;
  62     }
  63
  64     /* key must be between 64 and 1024 bits */
  65     if (keylen < 8 || keylen > 128) {
  66        return CRYPT_INVALID_KEYSIZE;
  67     }
  68
  69     /* copy the key into the L array */
  70     for (A = i = j = 0; i < (ulong32)keylen; ) {
  71         A = (A << 8) | ((ulong32)(key[i++] & 255));
  72         if (!(i & 3)) {
  73            L[j++] = BSWAP(A);
  74            A = 0;
  75         }
  76     }
  77
  78     /* handle odd sized keys */
  79     if (keylen & 3) {
  80        A <<= (8 * (4 - (keylen&3)));
  81        L[j++] = BSWAP(A);
  82     }
  83
  84     /* setup the S array */
  85     XMEMCPY(S, stab, 44 * sizeof(stab[0]));
  86
  87     /* mix buffer */
  88     s = 3 * MAX(44, j);
  89     l = j;
  90     for (A = B = i = j = v = 0; v < s; v++) {
  91         A = S[i] = ROLc(S[i] + A + B, 3);
  92         B = L[j] = ROL(L[j] + A + B, (A+B));
  93         if (++i == 44) { i = 0; }
  94         if (++j == l)  { j = 0; }
  95     }
  96
  97     /* copy to key */
  98     for (i = 0; i < 44; i++) {
  99         skey->rc6.K[i] = S[i];
 100     }
 101     return CRYPT_OK;
 102 }
 103
 104 #ifdef LTC_CLEAN_STACK
 105 int rc6_setup(const unsigned char *key, int keylen, int num_rounds, symmetric_key *skey)
 106 {
 107    int x;
 108    x = _rc6_setup(key, keylen, num_rounds, skey);
 109    burn_stack(sizeof(ulong32) * 122);
 110    return x;
 111 }
 112 #endif
 113
 114 /**
 115   Encrypts a block of text with LTC_RC6
 116   @param pt The input plaintext (16 bytes)
 117   @param ct The output ciphertext (16 bytes)
 118   @param skey The key as scheduled
 119 */
 120 #ifdef LTC_CLEAN_STACK
 121 static int _rc6_ecb_encrypt(const unsigned char *pt, unsigned char *ct, symmetric_key *skey)
 122 #else
 123 int rc6_ecb_encrypt(const unsigned char *pt, unsigned char *ct, symmetric_key *skey)
 124 #endif
 125 {
 126    ulong32 a,b,c,d,t,u, *K;
 127    int r;
 128
 129    LTC_ARGCHK(skey != NULL);
 130    LTC_ARGCHK(pt   != NULL);
 131    LTC_ARGCHK(ct   != NULL);
 132    LOAD32L(a,&pt[0]);LOAD32L(b,&pt[4]);LOAD32L(c,&pt[8]);LOAD32L(d,&pt[12]);
 133
 134    b += skey->rc6.K[0];
 135    d += skey->rc6.K[1];
 136
 137 #define RND(a,b,c,d) \
 138        t = (b * (b + b + 1)); t = ROLc(t, 5); \
 139        u = (d * (d + d + 1)); u = ROLc(u, 5); \
 140        a = ROL(a^t,u) + K[0];                \
 141        c = ROL(c^u,t) + K[1]; K += 2;
 142
 143    K = skey->rc6.K + 2;
 144    for (r = 0; r < 20; r += 4) {
 145        RND(a,b,c,d);
 146        RND(b,c,d,a);
 147        RND(c,d,a,b);
 148        RND(d,a,b,c);
 149    }
 150
 151 #undef RND
 152
 153    a += skey->rc6.K[42];
 154    c += skey->rc6.K[43];
 155    STORE32L(a,&ct[0]);STORE32L(b,&ct[4]);STORE32L(c,&ct[8]);STORE32L(d,&ct[12]);
 156    return CRYPT_OK;
 157 }
 158
 159 #ifdef LTC_CLEAN_STACK
 160 int rc6_ecb_encrypt(const unsigned char *pt, unsigned char *ct, symmetric_key *skey)
 161 {
 162    int err = _rc6_ecb_encrypt(pt, ct, skey);
 163    burn_stack(sizeof(ulong32) * 6 + sizeof(int));
 164    return err;
 165 }
 166 #endif
 167
 168 /**
 169   Decrypts a block of text with LTC_RC6
 170   @param ct The input ciphertext (16 bytes)
 171   @param pt The output plaintext (16 bytes)
 172   @param skey The key as scheduled
 173 */
 174 #ifdef LTC_CLEAN_STACK
 175 static int _rc6_ecb_decrypt(const unsigned char *ct, unsigned char *pt, symmetric_key *skey)
 176 #else
 177 int rc6_ecb_decrypt(const unsigned char *ct, unsigned char *pt, symmetric_key *skey)
 178 #endif
 179 {
 180    ulong32 a,b,c,d,t,u, *K;
 181    int r;
 182
 183    LTC_ARGCHK(skey != NULL);
 184    LTC_ARGCHK(pt   != NULL);
 185    LTC_ARGCHK(ct   != NULL);
 186
 187    LOAD32L(a,&ct[0]);LOAD32L(b,&ct[4]);LOAD32L(c,&ct[8]);LOAD32L(d,&ct[12]);
 188    a -= skey->rc6.K[42];
 189    c -= skey->rc6.K[43];
 190
 191 #define RND(a,b,c,d) \
 192        t = (b * (b + b + 1)); t = ROLc(t, 5); \
 193        u = (d * (d + d + 1)); u = ROLc(u, 5); \
 194        c = ROR(c - K[1], t) ^ u; \
 195        a = ROR(a - K[0], u) ^ t; K -= 2;
 196
 197    K = skey->rc6.K + 40;
 198
 199    for (r = 0; r < 20; r += 4) {
 200        RND(d,a,b,c);
 201        RND(c,d,a,b);
 202        RND(b,c,d,a);
 203        RND(a,b,c,d);
 204    }
 205
 206 #undef RND
 207
 208    b -= skey->rc6.K[0];
 209    d -= skey->rc6.K[1];
 210    STORE32L(a,&pt[0]);STORE32L(b,&pt[4]);STORE32L(c,&pt[8]);STORE32L(d,&pt[12]);
 211
 212    return CRYPT_OK;
 213 }
 214
 215 #ifdef LTC_CLEAN_STACK
 216 int rc6_ecb_decrypt(const unsigned char *ct, unsigned char *pt, symmetric_key *skey)
 217 {
 218    int err = _rc6_ecb_decrypt(ct, pt, skey);
 219    burn_stack(sizeof(ulong32) * 6 + sizeof(int));
 220    return err;
 221 }
 222 #endif
 223
 224 /**
 225   Performs a self-test of the LTC_RC6 block cipher
 226   @return CRYPT_OK if functional, CRYPT_NOP if self-test has been disabled
 227 */
 228 int rc6_test(void)
 229 {
 230  #ifndef LTC_TEST
 231     return CRYPT_NOP;
 232  #else
 233    static const struct {
 234        int keylen;
 235        unsigned char key[32], pt[16], ct[16];
 236    } tests[] = {
 237    {
 238        16,
 239        { 0x01, 0x23, 0x45, 0x67, 0x89, 0xab, 0xcd, 0xef,
 240          0x01, 0x12, 0x23, 0x34, 0x45, 0x56, 0x67, 0x78,
 241          0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
 242          0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 },
 243        { 0x02, 0x13, 0x24, 0x35, 0x46, 0x57, 0x68, 0x79,
 244          0x8a, 0x9b, 0xac, 0xbd, 0xce, 0xdf, 0xe0, 0xf1 },
 245        { 0x52, 0x4e, 0x19, 0x2f, 0x47, 0x15, 0xc6, 0x23,
 246          0x1f, 0x51, 0xf6, 0x36, 0x7e, 0xa4, 0x3f, 0x18 }
 247    },
 248    {
 249        24,
 250        { 0x01, 0x23, 0x45, 0x67, 0x89, 0xab, 0xcd, 0xef,
 251          0x01, 0x12, 0x23, 0x34, 0x45, 0x56, 0x67, 0x78,
 252          0x89, 0x9a, 0xab, 0xbc, 0xcd, 0xde, 0xef, 0xf0,
 253          0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 },
 254        { 0x02, 0x13, 0x24, 0x35, 0x46, 0x57, 0x68, 0x79,
 255          0x8a, 0x9b, 0xac, 0xbd, 0xce, 0xdf, 0xe0, 0xf1 },
 256        { 0x68, 0x83, 0x29, 0xd0, 0x19, 0xe5, 0x05, 0x04,
 257          0x1e, 0x52, 0xe9, 0x2a, 0xf9, 0x52, 0x91, 0xd4 }
 258    },
 259    {
 260        32,
 261        { 0x01, 0x23, 0x45, 0x67, 0x89, 0xab, 0xcd, 0xef,
 262          0x01, 0x12, 0x23, 0x34, 0x45, 0x56, 0x67, 0x78,
 263          0x89, 0x9a, 0xab, 0xbc, 0xcd, 0xde, 0xef, 0xf0,
 264          0x10, 0x32, 0x54, 0x76, 0x98, 0xba, 0xdc, 0xfe },
 265        { 0x02, 0x13, 0x24, 0x35, 0x46, 0x57, 0x68, 0x79,
 266          0x8a, 0x9b, 0xac, 0xbd, 0xce, 0xdf, 0xe0, 0xf1 },
 267        { 0xc8, 0x24, 0x18, 0x16, 0xf0, 0xd7, 0xe4, 0x89,
 268          0x20, 0xad, 0x16, 0xa1, 0x67, 0x4e, 0x5d, 0x48 }
 269    }
 270    };
 271    unsigned char tmp[2][16];
 272    int x, y, err;
 273    symmetric_key key;
 274
 275    for (x  = 0; x < (int)(sizeof(tests) / sizeof(tests[0])); x++) {
 276       /* setup key */
 277       if ((err = rc6_setup(tests[x].key, tests[x].keylen, 0, &key)) != CRYPT_OK) {
 278          return err;
 279       }
 280
 281       /* encrypt and decrypt */
 282       rc6_ecb_encrypt(tests[x].pt, tmp[0], &key);
 283       rc6_ecb_decrypt(tmp[0], tmp[1], &key);
 284
 285       /* compare */
 286       if (compare_testvector(tmp[0], 16, tests[x].ct, 16, "RC6 Encrypt", x) ||
 287             compare_testvector(tmp[1], 16, tests[x].pt, 16, "RC6 Decrypt", x)) {
 288          return CRYPT_FAIL_TESTVECTOR;
 289       }
 290
 291       /* now see if we can encrypt all zero bytes 1000 times, decrypt and come back where we started */
 292       for (y = 0; y < 16; y++) tmp[0][y] = 0;
 293       for (y = 0; y < 1000; y++) rc6_ecb_encrypt(tmp[0], tmp[0], &key);
 294       for (y = 0; y < 1000; y++) rc6_ecb_decrypt(tmp[0], tmp[0], &key);
 295       for (y = 0; y < 16; y++) if (tmp[0][y] != 0) return CRYPT_FAIL_TESTVECTOR;
 296    }
 297    return CRYPT_OK;
 298   #endif
 299 }
 300
 301 /** Terminate the context
 302    @param skey    The scheduled key
 303 */
 304 void rc6_done(symmetric_key *skey)
 305 {
 306   LTC_UNUSED_PARAM(skey);
 307 }
 308
 309 /**
 310   Gets suitable key size
 311   @param keysize [in/out] The length of the recommended key (in bytes).  This function will store the suitable size back in this variable.
 312   @return CRYPT_OK if the input key size is acceptable.
 313 */
 314 int rc6_keysize(int *keysize)
 315 {
 316    LTC_ARGCHK(keysize != NULL);
 317    if (*keysize < 8) {
 318       return CRYPT_INVALID_KEYSIZE;
 319    } else if (*keysize > 128) {
 320       *keysize = 128;
 321    }
 322    return CRYPT_OK;
 323 }
 324
 325 #endif /*LTC_RC6*/
 326
 327
 328
 329 /* ref:         $Format:%D$ */
 330 /* git commit:  $Format:%H$ */
 331 /* commit time: $Format:%ai$ */