]> git.cryptolib.org Git - arm-crypto-lib.git/blob - groestl/groestl_small.c
switching to packed structure
[arm-crypto-lib.git] / groestl / groestl_small.c
1 /* groestl_small.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_small.c
21  * \author  Daniel Otte
22  * \email   daniel.otte@rub.de
23  * \date    2009-05-19
24  * \license GPLv3 or later
25  *
26  */
27
28 #include "groestl_small.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 10
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<8; ++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 static
68 void shift_columns(uint8_t* a, const uint8_t *shifts){
69         uint8_t tmp[8];
70         uint8_t i,j,s;
71         for(i=0; i<8; ++i){
72                 s = *shifts++;
73                 if(s==0){
74                         continue;
75                 }
76                 for(j=0;j<8;++j){
77                         tmp[j] = a[i+j*8];
78                 }
79                 for(j=0;j<8;++j){
80                         a[i+((j-s+8)%8)*8] = tmp[j];
81                 }
82         }
83 }
84
85 static const uint8_t p_shifts[8] = { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 };
86 static const uint8_t q_shifts[8] = { 1, 3, 5, 7, 0, 2, 4, 6 };
87
88 static
89 void groestl_small_rounds(uint8_t *m, uint8_t q){
90         uint8_t r,i,j;
91         uint8_t tmp[8];
92         for(r=0; r<ROUNDS; ++r){
93                 if(q){
94                         for(i=0; i<64/4; ++i){
95                                 ((uint32_t*)m)[i] ^= 0xffffffff;
96                         }
97                         for(i=0;i<8; ++i){
98                                 m[7+i*8] ^= r ^ (i<<4);
99                         }
100                 }else{
101                         for(i=0;i<8; ++i){
102                                 m[i*8] ^= r ^ (i<<4);
103                         }
104                 }
105 #if DEBUG
106                 if(r<2){
107                         cli_putstr("\r\npost add-const");
108                         dump_m(m);
109                 }
110 #endif
111                 for(i=0;i<8*8; ++i){
112                         m[i] = aes_sbox[m[i]];
113                 }
114                 if(q){
115                         shift_columns(m, q_shifts);
116                 }else{
117                         shift_columns(m, p_shifts);
118                 }
119 #if DEBUG
120                 if(r<2){
121                         cli_putstr("\r\npost shift-bytes");
122                         dump_m(m);
123                 }
124 #endif
125                 for(i=0; i<8; ++i){
126                         memcpy(tmp, m+8*i, 8);
127                         for(j=0; j<8; ++j){
128                                 m[j+i*8] = gf256mul(matrix[8*j+0],tmp[0], POLYNOM)
129                                          ^ gf256mul(matrix[8*j+1],tmp[1], POLYNOM)
130                                          ^ gf256mul(matrix[8*j+2],tmp[2], POLYNOM)
131                                          ^ gf256mul(matrix[8*j+3],tmp[3], POLYNOM)
132                                          ^ gf256mul(matrix[8*j+4],tmp[4], POLYNOM)
133                                          ^ gf256mul(matrix[8*j+5],tmp[5], POLYNOM)
134                                          ^ gf256mul(matrix[8*j+6],tmp[6], POLYNOM)
135                                          ^ gf256mul(matrix[8*j+7],tmp[7], POLYNOM);
136                         }
137                 }
138 #if DEBUG
139                 if(r<2){
140                         cli_putstr("\r\npost mix-bytes");
141                         dump_m(m);
142                 }
143 #endif
144         }
145 }
146
147 void groestl224_init(groestl224_ctx_t* ctx){
148         memset(ctx->h, 0, 8*8);
149         ctx->h[8*8-1] = 224;
150         ctx->counter = 1;
151 }
152
153 void groestl256_init(groestl256_ctx_t* ctx){
154         memset(ctx->h, 0, 8*8);
155         ctx->h[8*8-2] = 1;
156         ctx->counter = 1;
157 }
158
159 void groestl_small_nextBlock(groestl_small_ctx_t* ctx, const void* block){
160         uint8_t tmp1[64], tmp2[64];
161 /*      for(i=0; i<8; ++i){
162                 for(j=0; j<8; ++j){
163                         tmp1[j*8+i] = ((uint8_t*)block)[i*8+j];
164                 }
165         }
166 */
167         memcpy(tmp1, block, 64);
168         memcpy(tmp2, tmp1, 64);
169         memxor(tmp1, ctx->h, 64);
170         groestl_small_rounds(tmp1, 0);
171         groestl_small_rounds(tmp2, 1);
172         memxor(ctx->h, tmp1, 64);
173         memxor(ctx->h, tmp2, 64);
174         ctx->counter++;
175 }
176
177 void groestl_small_lastBlock(groestl_small_ctx_t* ctx, const void* block, uint16_t length_b){
178         uint8_t buffer[64];
179         while(length_b>=GROESTL_SMALL_BLOCKSIZE){
180                 groestl_small_nextBlock(ctx, block);
181                 length_b -= GROESTL_SMALL_BLOCKSIZE;
182                 block = (uint8_t*)block + GROESTL_SMALL_BLOCKSIZE_B;
183         }
184         memset(buffer, 0, 64);
185         memcpy(buffer, block, (length_b+7)/8);
186         buffer[length_b/8] |= 0x80>>(length_b&0x7);
187         if(length_b>512-65){
188                 groestl_small_nextBlock(ctx, buffer);
189                 memset(buffer, 0, 64-4);
190         }
191 //      ctx->counter++;
192         buffer[64-1]  = (uint8_t)(ctx->counter);
193         buffer[64-2]  = (uint8_t)((ctx->counter)>>8);
194         buffer[64-3]  = (uint8_t)((ctx->counter)>>16);
195         buffer[64-4]  = (uint8_t)((ctx->counter)>>24);
196         groestl_small_nextBlock(ctx, buffer);
197 }
198
199 void groestl_small_ctx2hash(void* dest, const groestl_small_ctx_t* ctx, uint16_t outlength_b){
200         uint8_t tmp[64];
201         memcpy(tmp, ctx->h, 64);
202         groestl_small_rounds(tmp, 0);
203         memxor(tmp, ctx->h, 64);
204 #if DEBUG
205         cli_putstr("\r\npost finalisation");
206         dump_m(tmp);
207 #endif
208         memcpy(dest, tmp+64-outlength_b/8, outlength_b/8);
209 }
210
211 void groestl224_ctx2hash(void* dest, const groestl224_ctx_t* ctx){
212         groestl_small_ctx2hash(dest, ctx, 224);
213 }
214
215 void groestl256_ctx2hash(void* dest, const groestl256_ctx_t* ctx){
216         groestl_small_ctx2hash(dest, ctx, 256);
217 }
218
219 void groestl224_nextBlock(groestl224_ctx_t* ctx, const void* block){
220         groestl_small_nextBlock(ctx, block);
221 }
222
223 void groestl256_nextBlock(groestl256_ctx_t* ctx, const void* block){
224         groestl_small_nextBlock(ctx, block);
225 }
226
227 void groestl224_lastBlock(groestl224_ctx_t* ctx, const void* block, uint16_t length_b){
228         groestl_small_lastBlock(ctx, block, length_b);
229 }
230
231 void groestl256_lastBlock(groestl256_ctx_t* ctx, const void* block, uint16_t length_b){
232         groestl_small_lastBlock(ctx, block, length_b);
233 }
234
235 void groestl224(void* dest, const void* msg, uint32_t length_b){
236         groestl_small_ctx_t ctx;
237         groestl224_init(&ctx);
238         while(length_b>=GROESTL_SMALL_BLOCKSIZE){
239                 groestl_small_nextBlock(&ctx, msg);
240                 length_b -= GROESTL_SMALL_BLOCKSIZE;
241                 msg = (uint8_t*)msg + GROESTL_SMALL_BLOCKSIZE_B;
242         }
243         groestl_small_lastBlock(&ctx, msg, length_b);
244         groestl_small_ctx2hash(dest, &ctx, 224);
245 }
246
247 void groestl256(void* dest, const void* msg, uint32_t length_b){
248         groestl_small_ctx_t ctx;
249         groestl256_init(&ctx);
250         while(length_b>=GROESTL_SMALL_BLOCKSIZE){
251                 groestl_small_nextBlock(&ctx, msg);
252                 length_b -= GROESTL_SMALL_BLOCKSIZE;
253                 msg = (uint8_t*)msg + GROESTL_SMALL_BLOCKSIZE_B;
254         }
255         groestl_small_lastBlock(&ctx, msg, length_b);
256         groestl_small_ctx2hash(dest, &ctx, 256);
257 }
258
259
260