salsa20/salsa20.c

   1 /* salsa20.c */
   2 /*
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   4     Copyright (C) 2006-2011 Daniel Otte (daniel.otte@rub.de)
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  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 "salsa20.h"
  23
  24
  25 #define ROTL32(a,n) (((a)<<(n))|((a)>>(32-(n))))
  26
  27 static
  28 void quaterround(uint32_t* a, uint32_t* b, uint32_t* c, uint32_t* d){
  29         *b ^= ROTL32(*a + *d,  7);
  30         *c ^= ROTL32(*b + *a,  9);
  31         *d ^= ROTL32(*c + *b, 13);
  32         *a ^= ROTL32(*d + *c, 18);
  33 }
  34
  35 static
  36 void rowround(uint32_t* a){
  37         quaterround(a+ 0, a+ 1, a+ 2, a+ 3);
  38         quaterround(a+ 5, a+ 6, a+ 7, a+ 4);
  39         quaterround(a+10, a+11, a+ 8, a+ 9);
  40         quaterround(a+15, a+12, a+13, a+14);
  41 }
  42
  43 static
  44 void columnround(uint32_t* a){
  45         quaterround(a+ 0, a+ 4, a+ 8, a+12);
  46         quaterround(a+ 5, a+ 9, a+13, a+ 1);
  47         quaterround(a+10, a+14, a+ 2, a+ 6);
  48         quaterround(a+15, a+ 3, a+ 7, a+11);
  49 }
  50
  51 static
  52 void doubleround(uint32_t* a){
  53         columnround(a);
  54         rowround(a);
  55
  56 }
  57
  58
  59 void salsa20_hash(uint32_t* a){
  60         uint8_t i;
  61         uint32_t b[16];
  62         memcpy(b, a, 64);
  63         for(i=0; i<10; ++i){
  64                 doubleround(a);
  65         }
  66         for(i=0; i<16; ++i){
  67                 a[i] += b[i];
  68         }
  69 }
  70
  71 uint8_t sigma[] = {'e','x','p','a','n','d',' ','3','2','-','b','y','t','e',' ','k'};
  72 uint8_t theta[] = {'e','x','p','a','n','d',' ','1','6','-','b','y','t','e',' ','k'};
  73
  74 void salsa_k32(uint32_t* dest, const uint32_t* k, const uint32_t* n){
  75         memcpy(dest+ 0, sigma+ 0, 4);
  76         memcpy(dest+ 4, k+ 0, 16);
  77         memcpy(dest+20, sigma+ 4, 4);
  78         memcpy(dest+24, n+ 0, 16);
  79         memcpy(dest+40, sigma+ 8, 4);
  80         memcpy(dest+44, k+16, 16);
  81         memcpy(dest+60, sigma+12, 4);
  82         salsa20_hash(dest);
  83 }
  84
  85 void salsa_k16(uint32_t* dest, const uint32_t* k, const uint32_t* n){
  86         memcpy(dest+ 0, theta+ 0, 4);
  87         memcpy(dest+ 4, k+ 0, 16);
  88         memcpy(dest+20, theta+ 4, 4);
  89         memcpy(dest+24, n+ 0, 16);
  90         memcpy(dest+40, theta+ 8, 4);
  91         memcpy(dest+44, k+ 0, 16);
  92         memcpy(dest+60, theta+12, 4);
  93         salsa20_hash(dest);
  94 }
  95
  96 void salsa20_genBlock256(void* dest, const void* k, const void* iv, uint64_t i){
  97         uint32_t n[4];
  98         memcpy(n, iv, 8);
  99 //?     memcpy(n+8, &i, 8);
 100         salsa_k32((uint32_t*)dest, (uint32_t*)k, n);
 101 }
 102
 103 void salsa20_genBlock128(void* dest, const void* k, const void* iv, uint64_t i){
 104         uint32_t n[4];
 105         memcpy(n, iv, 8);
 106 //?     memcpy(n+8, &i, 8);
 107         salsa_k16((uint32_t*)dest, (uint32_t*)k, n);
 108 }
 109
 110
 111 void salsa20_init(void* key, uint16_t keylength_b, void* iv, salsa20_ctx_t* ctx){
 112         if(keylength_b==256){
 113                 memcpy((ctx->a.v8+ 0), sigma+ 0, 4);
 114                 memcpy((ctx->a.v8+20), sigma+ 4, 4);
 115                 memcpy((ctx->a.v8+40), sigma+ 8, 4);
 116                 memcpy((ctx->a.v8+44), (uint8_t*)key+16, 16);
 117                 memcpy((ctx->a.v8+60), sigma+12, 4);
 118         }else{
 119                 memcpy((ctx->a.v8+ 0), theta+ 0, 4);
 120                 memcpy((ctx->a.v8+20), theta+ 4, 4);
 121                 memcpy((ctx->a.v8+40), theta+ 8, 4);
 122                 memcpy((ctx->a.v8+44), (uint8_t*)key+ 0, 16);
 123                 memcpy((ctx->a.v8+60), theta+12, 4);
 124         }
 125         memcpy((ctx->a.v8+ 4), key, 16);
 126         memset((ctx->a.v8+24), 0, 16);
 127         if(iv){
 128                 memcpy((ctx->a.v8+24), iv, 8);
 129         }
 130         ctx->buffer_idx=64;
 131 }
 132
 133 uint8_t salsa20_gen(salsa20_ctx_t* ctx){
 134         if(ctx->buffer_idx==64){
 135                 memcpy(ctx->buffer, ctx->a.v8, 64);
 136                 salsa20_hash((uint32_t*)(ctx->buffer));
 137                 ctx->a.v64[4] += 1;
 138                 ctx->buffer_idx = 0;
 139         }
 140         return ctx->buffer[ctx->buffer_idx++];
 141 }
 142