groestl/groestl_large.c

   1 /* groestl_large.c */
   2 /*
   3     This file is part of the ARM-Crypto-Lib.
   4     Copyright (C) 2006-2010  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  * \file    groestl_large.c
  21  * \author  Daniel Otte
  22  * \email   daniel.otte@rub.de
  23  * \date    2009-06-11
  24  * \license GPLv3 or later
  25  *
  26  */
  27
  28 #include "groestl_large.h"
  29 #include "aes_sbox.h"
  30 #include "gf256mul.h"
  31 #include "memxor.h"
  32 #include <stdint.h>
  33 #include <string.h>
  34
  35 #define ROUNDS 14
  36 #define POLYNOM 0x1b
  37
  38 #define DEBUG 0
  39
  40 #if DEBUG
  41  #include "cli.h"
  42  void dump_m(const uint8_t* m){
  43          uint8_t i,j;
  44          for(i=0; i<16; ++i){
  45                 cli_putstr("\r\n");
  46                 for(j=0; j<8; ++j){
  47                         cli_putc(' ');
  48                         cli_hexdump(m+8*i+j, 1);
  49                 }
  50          }
  51  }
  52 #else
  53  #define dump_m(m)
  54 #endif
  55
  56 static const uint8_t matrix[] = {
  57  2, 2, 3, 4, 5, 3, 5, 7,
  58  7, 2, 2, 3, 4, 5, 3, 5,
  59  5, 7, 2, 2, 3, 4, 5, 3,
  60  3, 5, 7, 2, 2, 3, 4, 5,
  61  5, 3, 5, 7, 2, 2, 3, 4,
  62  4, 5, 3, 5, 7, 2, 2, 3,
  63  3, 4, 5, 3, 5, 7, 2, 2,
  64  2, 3, 4, 5, 3, 5, 7, 2
  65 };
  66
  67 void groestl_large_rounds(uint8_t *m, uint8_t q){
  68         uint8_t r,i,j;
  69         uint8_t tmp[16];
  70         for(r=0; r<ROUNDS; ++r){
  71                 if(q){
  72                         m[7] ^= 0xff ^ r;
  73                 }else{
  74                         m[0] ^= r;
  75                 }
  76 #if DEBUG
  77                 if(r<2){
  78                         cli_putstr("\r\npost add-const");
  79                         dump_m(m);
  80                 }
  81 #endif
  82                 for(i=0;i<16*8; ++i){
  83                         m[i] = aes_sbox[m[i]];
  84                 }
  85                 for(i=1; i<7; ++i){
  86                         for(j=0; j<16; ++j)
  87                                 tmp[j] = m[i+8*j];
  88                         for(j=0; j<16; ++j){
  89                                 m[i+((j-i+16)%16)*8] = tmp[j];
  90                         }
  91                 }
  92                 for(j=0; j<16; ++j)
  93                         tmp[j] = m[7+8*j];
  94                 for(j=0; j<16; ++j){
  95                         m[7+((j-11+16)%16)*8] = tmp[j];
  96                 }
  97
  98 #if DEBUG
  99                 if(r<2){
 100                         cli_putstr("\r\npost shift-bytes");
 101                         dump_m(m);
 102                 }
 103 #endif
 104                 for(i=0; i<16; ++i){
 105                         memcpy(tmp, m+8*i, 8);
 106                         for(j=0; j<8; ++j){
 107                                 m[j+i*8] = gf256mul(matrix[8*j+0],tmp[0], POLYNOM)
 108                                          ^ gf256mul(matrix[8*j+1],tmp[1], POLYNOM)
 109                                          ^ gf256mul(matrix[8*j+2],tmp[2], POLYNOM)
 110                                          ^ gf256mul(matrix[8*j+3],tmp[3], POLYNOM)
 111                                          ^ gf256mul(matrix[8*j+4],tmp[4], POLYNOM)
 112                                          ^ gf256mul(matrix[8*j+5],tmp[5], POLYNOM)
 113                                          ^ gf256mul(matrix[8*j+6],tmp[6], POLYNOM)
 114                                          ^ gf256mul(matrix[8*j+7],tmp[7], POLYNOM);
 115                         }
 116                 }
 117 #if DEBUG
 118                 if(r<2){
 119                         cli_putstr("\r\npost mix-bytes");
 120                         dump_m(m);
 121                 }
 122 #endif
 123         }
 124 }
 125
 126 void groestl384_init(groestl384_ctx_t* ctx){
 127         memset(ctx->h, 0, 16*8);
 128         ctx->h[8*16-1] = (uint8_t)384;
 129         ctx->h[8*16-2] = (uint8_t)(384>>8);
 130         ctx->counter = 0;
 131 }
 132
 133 void groestl512_init(groestl512_ctx_t* ctx){
 134         memset(ctx->h, 0, 16*8);
 135         ctx->h[8*16-2] = 2;
 136         ctx->counter = 0;
 137 }
 138
 139 void groestl_large_nextBlock(groestl_large_ctx_t* ctx, const void* block){
 140         uint8_t tmp1[128], tmp2[128];
 141 /*
 142         for(i=0; i<8; ++i){
 143                 for(j=0; j<8; ++j){
 144                         tmp1[j*8+i] = ((uint8_t*)block)[i*8+j];
 145                 }
 146         }
 147 */
 148         memcpy(tmp1, block, 128);
 149         memcpy(tmp2, tmp1, 128);
 150         memxor(tmp1, ctx->h, 128);
 151         groestl_large_rounds(tmp1, 0);
 152         groestl_large_rounds(tmp2, 1);
 153         memxor(ctx->h, tmp1, 128);
 154         memxor(ctx->h, tmp2, 128);
 155         ctx->counter++;
 156 }
 157
 158 void groestl_large_lastBlock(groestl_large_ctx_t* ctx, const void* block, uint16_t length_b){
 159         uint8_t buffer[128];
 160         while(length_b>=GROESTL_LARGE_BLOCKSIZE){
 161                 groestl_large_nextBlock(ctx, block);
 162                 length_b -= GROESTL_LARGE_BLOCKSIZE;
 163                 block = (uint8_t*)block + GROESTL_LARGE_BLOCKSIZE_B;
 164         }
 165         memset(buffer, 0, 128);
 166         memcpy(buffer, block, (length_b+7)/8);
 167         buffer[length_b/8] |= 0x80>>(length_b%8);
 168         if(length_b>1024-65){
 169                 groestl_large_nextBlock(ctx, buffer);
 170                 memset(buffer, 0, 128-4);
 171         }
 172         ctx->counter++;
 173         buffer[128-1]  = (uint8_t)(ctx->counter);
 174         buffer[128-2]  = (uint8_t)((ctx->counter)>>8);
 175         buffer[128-3]  = (uint8_t)((ctx->counter)>>16);
 176         buffer[128-4]  = (uint8_t)((ctx->counter)>>24);
 177         groestl_large_nextBlock(ctx, buffer);
 178 }
 179
 180 void groestl_large_ctx2hash(void* dest, const groestl_large_ctx_t* ctx, uint16_t outlength_b){
 181         uint8_t tmp[128];
 182         memcpy(tmp, ctx->h, 128);
 183         groestl_large_rounds(tmp, 0);
 184         memxor(tmp, ctx->h, 128);
 185 #if DEBUG
 186         cli_putstr("\r\npost finalisation");
 187         dump_m(tmp);
 188 #endif
 189         memcpy(dest, tmp+128-outlength_b/8, outlength_b/8);
 190 }
 191
 192 void groestl384_ctx2hash(void* dest, const groestl384_ctx_t* ctx){
 193         groestl_large_ctx2hash(dest, ctx, 384);
 194 }
 195
 196 void groestl512_ctx2hash(void* dest, const groestl512_ctx_t* ctx){
 197         groestl_large_ctx2hash(dest, ctx, 512);
 198 }
 199
 200 void groestl384_nextBlock(groestl384_ctx_t* ctx, const void* block){
 201         groestl_large_nextBlock(ctx, block);
 202 }
 203
 204 void groestl512_nextBlock(groestl512_ctx_t* ctx, const void* block){
 205         groestl_large_nextBlock(ctx, block);
 206 }
 207
 208 void groestl384_lastBlock(groestl384_ctx_t* ctx, const void* block, uint16_t length_b){
 209         groestl_large_lastBlock(ctx, block, length_b);
 210 }
 211
 212 void groestl512_lastBlock(groestl512_ctx_t* ctx, const void* block, uint16_t length_b){
 213         groestl_large_lastBlock(ctx, block, length_b);
 214 }
 215
 216 void groestl384(void* dest, const void* msg, uint32_t length_b){
 217         groestl_large_ctx_t ctx;
 218         groestl384_init(&ctx);
 219         while(length_b>=GROESTL_LARGE_BLOCKSIZE){
 220                 groestl_large_nextBlock(&ctx, msg);
 221                 length_b -= GROESTL_LARGE_BLOCKSIZE;
 222                 msg = (uint8_t*)msg + GROESTL_LARGE_BLOCKSIZE_B;
 223         }
 224         groestl_large_lastBlock(&ctx, msg, length_b);
 225         groestl_large_ctx2hash(dest, &ctx, 384);
 226 }
 227
 228 void groestl512(void* dest, const void* msg, uint32_t length_b){
 229         groestl_large_ctx_t ctx;
 230         groestl512_init(&ctx);
 231         while(length_b>=GROESTL_LARGE_BLOCKSIZE){
 232                 groestl_large_nextBlock(&ctx, msg);
 233                 length_b -= GROESTL_LARGE_BLOCKSIZE;
 234                 msg = (uint8_t*)msg + GROESTL_LARGE_BLOCKSIZE_B;
 235         }
 236         groestl_large_lastBlock(&ctx, msg, length_b);
 237         groestl_large_ctx2hash(dest, &ctx, 512);
 238 }
 239
 240
 241