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 void groestl_small_rounds(uint8_t *m, uint8_t q){
  68         uint8_t r,i,j;
  69         uint8_t tmp[8];
  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<8*8; ++i){
  83                         m[i] = aes_sbox[m[i]];
  84                 }
  85                 for(i=1; i<8; ++i){
  86                         for(j=0; j<8; ++j)
  87                                 tmp[j] = m[i+8*j];
  88                         for(j=0; j<8; ++j){
  89                                 m[i+((j-i+8)%8)*8] = tmp[j];
  90                         }
  91                 }
  92 #if DEBUG
  93                 if(r<2){
  94                         cli_putstr("\r\npost shift-bytes");
  95                         dump_m(m);
  96                 }
  97 #endif
  98                 for(i=0; i<8; ++i){
  99                         memcpy(tmp, m+8*i, 8);
 100                         for(j=0; j<8; ++j){
 101                                 m[j+i*8] = gf256mul(matrix[8*j+0],tmp[0], POLYNOM)
 102                                          ^ gf256mul(matrix[8*j+1],tmp[1], POLYNOM)
 103                                          ^ gf256mul(matrix[8*j+2],tmp[2], POLYNOM)
 104                                          ^ gf256mul(matrix[8*j+3],tmp[3], POLYNOM)
 105                                          ^ gf256mul(matrix[8*j+4],tmp[4], POLYNOM)
 106                                          ^ gf256mul(matrix[8*j+5],tmp[5], POLYNOM)
 107                                          ^ gf256mul(matrix[8*j+6],tmp[6], POLYNOM)
 108                                          ^ gf256mul(matrix[8*j+7],tmp[7], POLYNOM);
 109                         }
 110                 }
 111 #if DEBUG
 112                 if(r<2){
 113                         cli_putstr("\r\npost mix-bytes");
 114                         dump_m(m);
 115                 }
 116 #endif
 117         }
 118 }
 119
 120 void groestl224_init(groestl224_ctx_t* ctx){
 121         memset(ctx->h, 0, 8*8);
 122         ctx->h[8*8-1] = 224;
 123         ctx->counter = 1;
 124 }
 125
 126 void groestl256_init(groestl256_ctx_t* ctx){
 127         memset(ctx->h, 0, 8*8);
 128         ctx->h[8*8-2] = 1;
 129         ctx->counter = 1;
 130 }
 131
 132 void groestl_small_nextBlock(groestl_small_ctx_t* ctx, const void* block){
 133         uint8_t tmp1[64], tmp2[64];
 134 /*      for(i=0; i<8; ++i){
 135                 for(j=0; j<8; ++j){
 136                         tmp1[j*8+i] = ((uint8_t*)block)[i*8+j];
 137                 }
 138         }
 139 */
 140         memcpy(tmp1, block, 64);
 141         memcpy(tmp2, tmp1, 64);
 142         memxor(tmp1, ctx->h, 64);
 143         groestl_small_rounds(tmp1, 0);
 144         groestl_small_rounds(tmp2, 1);
 145         memxor(ctx->h, tmp1, 64);
 146         memxor(ctx->h, tmp2, 64);
 147         ctx->counter++;
 148 }
 149
 150 void groestl_small_lastBlock(groestl_small_ctx_t* ctx, const void* block, uint16_t length_b){
 151         uint8_t buffer[64];
 152         while(length_b>=GROESTL_SMALL_BLOCKSIZE){
 153                 groestl_small_nextBlock(ctx, block);
 154                 length_b -= GROESTL_SMALL_BLOCKSIZE;
 155                 block = (uint8_t*)block + GROESTL_SMALL_BLOCKSIZE_B;
 156         }
 157         memset(buffer, 0, 64);
 158         memcpy(buffer, block, (length_b+7)/8);
 159         buffer[length_b/8] |= 0x80>>(length_b&0x7);
 160         if(length_b>512-65){
 161                 groestl_small_nextBlock(ctx, buffer);
 162                 memset(buffer, 0, 64-4);
 163         }
 164 //      ctx->counter++;
 165         buffer[64-1]  = (uint8_t)(ctx->counter);
 166         buffer[64-2]  = (uint8_t)((ctx->counter)>>8);
 167         buffer[64-3]  = (uint8_t)((ctx->counter)>>16);
 168         buffer[64-4]  = (uint8_t)((ctx->counter)>>24);
 169         groestl_small_nextBlock(ctx, buffer);
 170 }
 171
 172 void groestl_small_ctx2hash(void* dest, const groestl_small_ctx_t* ctx, uint16_t outlength_b){
 173         uint8_t tmp[64];
 174         memcpy(tmp, ctx->h, 64);
 175         groestl_small_rounds(tmp, 0);
 176         memxor(tmp, ctx->h, 64);
 177 #if DEBUG
 178         cli_putstr("\r\npost finalisation");
 179         dump_m(tmp);
 180 #endif
 181         memcpy(dest, tmp+64-outlength_b/8, outlength_b/8);
 182 }
 183
 184 void groestl224_ctx2hash(void* dest, const groestl224_ctx_t* ctx){
 185         groestl_small_ctx2hash(dest, ctx, 224);
 186 }
 187
 188 void groestl256_ctx2hash(void* dest, const groestl256_ctx_t* ctx){
 189         groestl_small_ctx2hash(dest, ctx, 256);
 190 }
 191
 192 void groestl224_nextBlock(groestl224_ctx_t* ctx, const void* block){
 193         groestl_small_nextBlock(ctx, block);
 194 }
 195
 196 void groestl256_nextBlock(groestl256_ctx_t* ctx, const void* block){
 197         groestl_small_nextBlock(ctx, block);
 198 }
 199
 200 void groestl224_lastBlock(groestl224_ctx_t* ctx, const void* block, uint16_t length_b){
 201         groestl_small_lastBlock(ctx, block, length_b);
 202 }
 203
 204 void groestl256_lastBlock(groestl256_ctx_t* ctx, const void* block, uint16_t length_b){
 205         groestl_small_lastBlock(ctx, block, length_b);
 206 }
 207
 208 void groestl224(void* dest, const void* msg, uint32_t length_b){
 209         groestl_small_ctx_t ctx;
 210         groestl224_init(&ctx);
 211         while(length_b>=GROESTL_SMALL_BLOCKSIZE){
 212                 groestl_small_nextBlock(&ctx, msg);
 213                 length_b -= GROESTL_SMALL_BLOCKSIZE;
 214                 msg = (uint8_t*)msg + GROESTL_SMALL_BLOCKSIZE_B;
 215         }
 216         groestl_small_lastBlock(&ctx, msg, length_b);
 217         groestl_small_ctx2hash(dest, &ctx, 224);
 218 }
 219
 220 void groestl256(void* dest, const void* msg, uint32_t length_b){
 221         groestl_small_ctx_t ctx;
 222         groestl256_init(&ctx);
 223         while(length_b>=GROESTL_SMALL_BLOCKSIZE){
 224                 groestl_small_nextBlock(&ctx, msg);
 225                 length_b -= GROESTL_SMALL_BLOCKSIZE;
 226                 msg = (uint8_t*)msg + GROESTL_SMALL_BLOCKSIZE_B;
 227         }
 228         groestl_small_lastBlock(&ctx, msg, length_b);
 229         groestl_small_ctx2hash(dest, &ctx, 256);
 230 }
 231
 232
 233