]> git.cryptolib.org Git - arm-crypto-lib.git/blob - mickey128/mickey128.c
adding install_headers.sh script
[arm-crypto-lib.git] / mickey128 / mickey128.c
1 /* mickey128.c */
2 /*
3     This file is part of the ARM-Crypto-Lib.
4     Copyright (C) 2006-2011  Daniel Otte (daniel.otte@rub.de)
5
6     This program is free software: you can redistribute it and/or modify
7     it under the terms of the GNU General Public License as published by
8     the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9     (at your option) any later version.
10
11     This program is distributed in the hope that it will be useful,
12     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14     GNU General Public License for more details.
15
16     You should have received a copy of the GNU General Public License
17     along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20 #include <stdint.h>
21 #include <string.h>
22 #include "memxor.h"
23 #include "mickey128.h"
24
25 /*
26 RTAPS = { 0,4,5,  8,10,11,14  ,16,20,  25,30,  32,35,36,38,
27          42,43,46,  50,51,53,54,55,  56,57,60,61,62,63,  
28          65,66,69,  73,74,76,79,  80,81,82,85,86,  90,91,92,95,  
29          97,100,101,  105,106,107,108,109,111,  112,113,115,116,117,
30          127,  128,129,130,131,133,135,  136,137,140,142,  145,148,150,  
31          152,153,154,156,157 }
32          
33          0011.0001  0100.1101  0001.0001  0100.0010  0101.1001
34          0100.1100  1110.1100  1111.0011 
35          0010.0110  1001.0110  0110.0111  1001.1100 
36          0011.0010  1011.1110  0011.1011
37          1000.0000  1010.1111  0101.0011  0101.0010
38          0011.0111
39           
40          1000110010110010100010000100001010011010001100100011011111001111011001
41          0001101001111001100011100101001100011111011101110000000001111101011100
42          101001001010111011
43           
44          1000.1100 1011.0010 1000.1000 0100.0010 1001.1010 0011.0010 
45          0011.0111 1100.1111 0110.0100 0110.1001 1110.0110 0011.1001
46          0100.1100 0111.1101 1101.1100 0000.0001 1111.0101 1100.1010
47          0100.1010 1110.11
48 */
49
50 uint8_t rtaps[] = {
51         0x31, 0x4D, 0x11, 0x42,
52         0x59, 0x4C, 0xEC, 0xF3,
53         0x26, 0x96, 0x67, 0x9C,
54         0x32, 0xBE, 0x3B, 0x80, 
55         0xAF, 0x53, 0x52, 0x37
56 };
57         
58 #define SHL0(a) c1=((a)>>7); (a)=(((a)<<1)|c0)
59 #define SHL1(a) c0=((a)>>7); (a)=(((a)<<1)|c1)
60
61 #define SHLX0(a) c1=((a)>>7); (a)^=(((a)<<1)|c0)
62 #define SHLX1(a) c0=((a)>>7); (a)^=(((a)<<1)|c1)
63
64 static
65 void clock_r(uint8_t* r, uint8_t ibit, uint8_t cbit){
66         uint8_t i,c0=0,c1=0; /* carry */
67         ibit ^= ((r[159/8])>>(159%8))&1; /* ibit is now the same as feedback_bit */
68         if(cbit){
69                 for(i=0; i<10; ++i){
70                         SHLX0(r[2*i+0]);
71                         SHLX1(r[2*i+1]);
72                 }
73         } else {
74                 for(i=0; i<10; ++i){
75                         SHL0(r[2*i+0]);
76                         SHL1(r[2*i+1]);
77                 }
78         }
79         if(ibit){
80                 memxor(r, rtaps, 20);
81         }
82 }
83
84 /* comp0 (filling spaces with zero) (one at each side)
85  * 0101.1110 1111.0010 1101.0110 0101.1101 
86  * 0101.0101 0000.1001 0010.0110 0111.1001
87  * 0110.0010 0111.0000 0000.0000 0111.1001
88  * 0011.0001 1101.1001 1010.1111 0011.0111
89  * 1011.1110 0000.0110 1011.1110 0000.1111
90  * --
91  * 5E F2 D6 5D
92  * 55 09 26 79
93  * 62 70 00 79
94  * 31 D9 AF 37
95  * BE 06 BE 0F
96  */ 
97 uint8_t comp0[] = {
98         0x5E, 0xF2, 0xD6, 0x5D,
99         0x55, 0x09, 0x26, 0x79,
100         0x62, 0x70, 0x00, 0x79, 
101         0x31, 0xD9, 0xAF, 0x37, 
102         0xBE, 0x06, 0xBE, 0x0F
103 };
104
105
106 /* comp1 (shifting one bit right to make calculation easier, so inserting two zeros)
107  * 0110.0000 0011.1110 0011.0010 1111.1010 
108  * 0011.0000 0111.1001 0110.1100 1111.1101
109  * 1100.0001 1000.0111 0000.0001 1111.1000
110  * 1000.1010 1100.0110 1100.0001 1100.1100
111  * 0110.1010 1011.0111 1110.1000 1111.1111
112  * --
113  * 60 3E 32 FA
114  * 30 79 6C FD
115  * C1 87 01 F8
116  * 8A C6 C1 CC
117  * 6A B7 E8 FF
118 */
119 /*
120 uint8_t comp1[] PROGMEM = {
121         0x60, 0x3E, 0x32, 0xFA, 0x30, 0x79, 0x6C, 0xFD, 0xC1, 0x87, 
122         0x01, 0xF8, 0x8A, 0xC6, 0xC1, 0xCC, 0x6A, 0xB7, 0xE8, 0xFF
123 };
124 */
125 /* comp1
126  * 0000.1100 1111.1000 1001.1000 1011.1110
127  * 0001.1001 0011.1100 0110.1101 0111.1111
128  * 0000.0111 1100.0011 0000.0000 0011.1110
129  * 1010.0010 1100.0111 0000.0110 0110.0110
130  * 1010.1101 1101.1010 0010.1111 1111.1110
131  * --
132  * 0C F8 98 BE
133  * 19 3C 6D 7F
134  * 07 C3 00 3E
135  * A2 C7 06 66
136  * AD DA 2F FE
137 */
138 /*
139 uint8_t comp1[] PROGMEM = {
140         0x0C, 0xF8, 0x98, 0xBE, 0x19, 0x3C, 0x6D, 0x7F, 0x07, 0xC3,
141         0x00, 0x3E, 0xA2, 0xC7, 0x06, 0x66, 0xAD, 0xDA, 0x2F, 0xFE
142 };
143 */
144 /* comp1
145  * 0011.0000 0001.1111 0001.1001 0111.1101
146  * 1001.1000 0011.1100 1011.0110 1111.1110
147  * 1110.0000 1100.0011 0000.0000 0111.1100
148  * 0100.0101 1110.0011 0110.0000 0110.0110
149  * 1011.0101 0101.1011 1111.0100 0111.1111
150  * --
151  * 30 1F 19 7D
152  * 98 3C B6 FE
153  * E0 C3 00 7C
154  * 45 E3 60 66
155  * B5 5B F4 7F
156 */
157
158 uint8_t comp1[] = {
159         0x30, 0x1F, 0x19, 0x7D,
160         0x98, 0x3C, 0xB6, 0xFE, 
161         0xE0, 0xC3, 0x00, 0x7C, 
162         0x45, 0xE3, 0x60, 0x66, 
163         0xB5, 0x5B, 0xF4, 0x7F
164 };
165
166 /* fb0
167  * 1010.1111 0001.1111 0011.1100 1100.0100
168  * 0010.0010 1010.0011 0010.1111 0000.1110
169  * 1000.0001 0100.1101 1110.0101 0110.0110
170  * 1001.0001 0100.1011 0101.0100 1101.0100
171  * 1100.0001 0000.1011 0110.0011 1000.0011
172  * --
173  * AF 1F 3C C4
174  * 22 A3 2F 0E
175  * 81 4D E5 66
176  * 91 4B 54 D4
177  * C1 0B 63 83
178  */ 
179 uint8_t fb0[] = {
180         0xAF, 0x1F, 0x3C, 0xC4, 
181         0x22, 0xA3, 0x2F, 0x0E, 
182         0x81, 0x4D, 0xE5, 0x66, 
183         0x91, 0x4B, 0x54, 0xD4, 
184         0xC1, 0x0B, 0x63, 0x83
185 };
186
187 /* fb1
188  * 1010.1011 0111.0111 1111.0100 1001.1011 
189  * 1001.0000 1000.1100 0111.1001 0111.0000
190  * 1011.0110 0001.1000 1001.1010 0110.1111
191  * 1110.0111 0111.1110 0100.1011 0110.1100 
192  * 1110.1111 1000.0000 1010.0111 0001.0001
193  * --
194  * AB 77 F4 9B
195  * 90 8C 79 70
196  * B6 18 9A 6F
197  * E7 7E 4B 6C
198  * EF 80 A7 11
199  */ 
200 uint8_t fb1[] = {
201         0xAB, 0x77, 0xF4, 0x9B, 
202         0x90, 0x8C, 0x79, 0x70, 
203         0xB6, 0x18, 0x9A, 0x6F, 
204         0xE7, 0x7E, 0x4B, 0x6C, 
205         0xEF, 0x80, 0xA7, 0x11
206 };
207
208 static
209 void clock_s(uint8_t* s, uint8_t ibit, uint8_t cbit){
210         uint8_t s0[20], s1[20];
211         uint8_t i,c=0, c2=0;
212         ibit ^= (s[19])>>7;
213         memcpy(s0,s,20);
214         memxor(s0, comp0, 20);
215         for(i=0; i<20; ++i){
216                 s1[19-i]= c|((s[19-i])>>1);
217                 c = (s[19-i])<<7;
218         }
219         memxor(s1, comp1, 20);
220         c=0;
221         for(i=0; i<20; ++i){
222                 c2=(s[i])>>7;
223                 s[i]=((s[i])<<1) ^ ((s0[i])&(s1[i])) ^ c;
224                 c=c2;
225         }
226         s[0] &= 0xFE;
227         if(ibit){
228                 memxor(s, cbit?fb1:fb0, 20);
229         }
230 }
231
232 static
233 void clock_kg(uint8_t* r, uint8_t* s, uint8_t mixing, uint8_t input){
234         uint8_t rb, sb;
235         rb = ((s[ 54/8])>>(( 54%8))) ^ ((r[106/8])>>(((106%8))));
236         sb = ((s[106/8])>>((106%8))) ^ ((r[ 53/8])>>((( 53%8))));
237         rb &= 1;
238         sb &= 1;
239         mixing = input ^ (mixing & ((s[80/8]>>((80%8))) & 1)); 
240         clock_r(r, mixing, rb);
241         clock_s(s, input, sb);
242 }
243
244 void mickey128_init(void* key, uint16_t keysize_b, 
245                     void* iv,  uint16_t ivsize_b, 
246                     mickey128_ctx_t* ctx){
247         uint16_t i;
248         memset(ctx->r, 0, 20);
249         memset(ctx->s, 0, 20);
250         for(i=0; i<ivsize_b; ++i){
251                 clock_kg(ctx->r, ctx->s, 1, 1&((((uint8_t*)iv)[i/8])>>(7-(i%8))));
252         }
253         for(i=0; i<keysize_b; ++i){
254                 clock_kg(ctx->r, ctx->s, 1, 1&((((uint8_t*)key)[i/8])>>(7-(i%8))));
255         }                  
256         for(i=0; i<160; ++i){
257                 clock_kg(ctx->r, ctx->s, 1, 0);
258         }                  
259
260
261 uint8_t mickey128_getbit(mickey128_ctx_t* ctx){
262         uint8_t ret;
263         ret = 1&(*(ctx->r) ^ *(ctx->s));
264         clock_kg(ctx->r, ctx->s, 0, 0);
265         return ret;
266 }
267
268 uint8_t mickey128_getbyte(mickey128_ctx_t* ctx){
269         uint8_t i,ret=0;
270         for(i=0; i<8; ++i){
271                 ret<<=1;
272                 ret |= 1&(((ctx->r)[0]) ^ ((ctx->s)[0]));
273                 clock_kg(ctx->r, ctx->s, 0, 0);
274         }
275         return ret;
276 }
277
278