]> git.cryptolib.org Git - arm-crypto-lib.git/blobdiff - bmw/bmw_small_speed.c
including even/odd-trick for BMW
[arm-crypto-lib.git] / bmw / bmw_small_speed.c
index 982cb13e83964dec3f011772e5420537585b3e14..0a102c0375566339134906ee8e74be81078cbcca 100644 (file)
@@ -28,7 +28,6 @@
 #include <stdint.h>
 #include <string.h>
 #include "bmw_small.h"
-#include "memxor.h"
 
 #define SHL32(a,n) ((a)<<(n))
 #define SHR32(a,n) ((a)>>(n))
 #define R32_5(x)   (ROTR32((x), 13))
 #define R32_6(x)   (ROTR32((x),  9))
 #define R32_7(x)   (ROTR32((x),  5))
-/*
-#define K 0x05555555L
-static
-uint32_t k_lut[] PROGMEM = {
-       16L*K, 17L*K, 18L*K, 19L*K, 20L*K, 21L*K, 22L*K, 23L*K,
-       24L*K, 25L*K, 26L*K, 27L*K, 28L*K, 29L*K, 30L*K, 31L*K
-};
-*/
-/* same as above but precomputed to avoid compiler warnings */
-
-static
-uint32_t k_lut[] = {
-       0x55555550L, 0x5aaaaaa5L, 0x5ffffffaL,
-       0x6555554fL, 0x6aaaaaa4L, 0x6ffffff9L,
-       0x7555554eL, 0x7aaaaaa3L, 0x7ffffff8L,
-       0x8555554dL, 0x8aaaaaa2L, 0x8ffffff7L,
-       0x9555554cL, 0x9aaaaaa1L, 0x9ffffff6L,
-       0xa555554bL };
-
-static
-uint32_t bmw_small_expand1(uint8_t j, const uint32_t* q, const void* m, const void* h){
-       uint32_t r;
-       /* r = 0x05555555*(j+16); */
-       r = (   ROTL32(((uint32_t*)m)[j&0xf],      ((j+0)&0xf)+1  )
-              + ROTL32(((uint32_t*)m)[(j+3)&0xf],  ((j+3)&0xf)+1  )
-              - ROTL32(((uint32_t*)m)[(j+10)&0xf], ((j+10)&0xf)+1 )
-              + k_lut[j]
-            ) ^ ((uint32_t*)h)[(j+7)&0xf];
-       r += S32_1(q[j+ 0]) + S32_2(q[j+ 1]) + S32_3(q[j+ 2]) + S32_0(q[j+ 3]) +
-                S32_1(q[j+ 4]) + S32_2(q[j+ 5]) + S32_3(q[j+ 6]) + S32_0(q[j+ 7]) +
-                S32_1(q[j+ 8]) + S32_2(q[j+ 9]) + S32_3(q[j+10]) + S32_0(q[j+11]) +
-                S32_1(q[j+12]) + S32_2(q[j+13]) + S32_3(q[j+14]) + S32_0(q[j+15]);
-
-       return r;
-}
 
-static
-uint32_t bmw_small_expand2(uint8_t j, const uint32_t* q, const void* m, const void* h){
-       uint32_t r;
-       r = (   ROTL32(((uint32_t*)m)[j&0xf],      ((j+0)&0xf)+1  )
-              + ROTL32(((uint32_t*)m)[(j+3)&0xf],  ((j+3)&0xf)+1  )
-              - ROTL32(((uint32_t*)m)[(j+10)&0xf], ((j+10)&0xf)+1 )
-              + k_lut[j]
-            ) ^ ((uint32_t*)h)[(j+7)&0xf];
-       r += (q[j+ 0]) + R32_1(q[j+ 1]) + (q[j+ 2]) + R32_2(q[j+ 3]) +
-                (q[j+ 4]) + R32_3(q[j+ 5]) + (q[j+ 6]) + R32_4(q[j+ 7]) +
-                (q[j+ 8]) + R32_5(q[j+ 9]) + (q[j+10]) + R32_6(q[j+11]) +
-                (q[j+12]) + R32_7(q[j+13]) + S32_4(q[j+14]) + S32_5(q[j+15]);
-       return r;
-}
 
+#include "f1_autogen.i"
+
+static inline
+void bmw_small_f0(uint32_t* q, uint32_t* h, const uint32_t* m){
+       uint32_t t[16];
+       uint32_t tr0, tr1, tr2;
+       t[ 0] = h[ 0] ^ m[ 0];
+       t[ 1] = h[ 1] ^ m[ 1];
+       t[ 2] = h[ 2] ^ m[ 2];
+       t[ 3] = h[ 3] ^ m[ 3];
+       t[ 4] = h[ 4] ^ m[ 4];
+       t[ 5] = h[ 5] ^ m[ 5];
+       t[ 6] = h[ 6] ^ m[ 6];
+       t[ 7] = h[ 7] ^ m[ 7];
+       t[ 8] = h[ 8] ^ m[ 8];
+       t[ 9] = h[ 9] ^ m[ 9];
+       t[10] = h[10] ^ m[10];
+       t[11] = h[11] ^ m[11];
+       t[12] = h[12] ^ m[12];
+       t[13] = h[13] ^ m[13];
+       t[14] = h[14] ^ m[14];
+       t[15] = h[15] ^ m[15];
+
+       dump_x(t, 16, 'T');
+       /*
+       q[ 0] = (t[ 5] - t[ 7] + t[10] + t[13] + t[14]);
+       q[ 3] = (t[ 0] - t[ 1] + t[ 8] - t[10] + t[13]);
+       q[ 6] = (t[ 4] - t[ 0] - t[ 3] - t[11] + t[13]);
+       q[ 9] = (t[ 0] - t[ 3] + t[ 6] - t[ 7] + t[14]);
+       q[12] = (t[ 1] + t[ 3] - t[ 6] - t[ 9] + t[10]);
+       q[15] = (t[12] - t[ 4] - t[ 6] - t[ 9] + t[13]);
+       q[ 2] = (t[ 0] + t[ 7] + t[ 9] - t[12] + t[15]);
+       q[ 5] = (t[ 3] - t[ 2] + t[10] - t[12] + t[15]);
+       q[ 8] = (t[ 2] - t[ 5] - t[ 6] + t[13] - t[15]);
+       q[11] = (t[ 8] - t[ 0] - t[ 2] - t[ 5] + t[ 9]);
+       q[14] = (t[ 3] - t[ 5] + t[ 8] - t[11] - t[12]);
+       q[ 1] = (t[ 6] - t[ 8] + t[11] + t[14] - t[15]);
+       q[ 4] = (t[ 1] + t[ 2] + t[ 9] - t[11] - t[14]);
+       q[ 7] = (t[ 1] - t[ 4] - t[ 5] - t[12] - t[14]);
+       q[10] = (t[ 8] - t[ 1] - t[ 4] - t[ 7] + t[15]);
+       q[13] = (t[ 2] + t[ 4] + t[ 7] + t[10] + t[11]);
+       */
+       q[ 0] = +t[ 5] +t[10] +t[13] +(tr1=-t[ 7]+t[14]) ;
+       q[ 0] = S32_0(q[ 0]) + h[ 1];
+       q[ 3] = +t[ 8] +t[13] +t[ 0] +(tr2=-t[ 1]-t[10]) ;
+       q[ 3] = S32_3(q[ 3]) + h[ 4];
+       q[ 6] = -t[11] +t[13] -t[ 0] -t[ 3] +t[ 4] ;
+       q[ 6] = S32_1(q[ 6]) + h[ 7];
+       q[ 9] = +t[ 0] +(tr0=-t[ 3]+t[ 6]) +(tr1) ;
+       q[ 9] = S32_4(q[ 9]) + h[10];
+       q[12] = -t[ 9] -(tr0) -(tr2) ;
+       q[12] = S32_2(q[12]) + h[13];
+       q[15] = -t[ 4] +(tr0=-t[ 9]+t[12]) +(tr1=-t[ 6]+t[13]) ;
+       q[15] = S32_0(q[15]) + h[ 0];
+       q[ 2] = +t[ 7] +t[15] +t[ 0] -(tr0) ;
+       q[ 2] = S32_2(q[ 2]) + h[ 3];
+       q[ 5] = +t[10] +(tr0=-t[ 2]+t[15]) +(tr2=+t[ 3]-t[12]) ;
+       q[ 5] = S32_0(q[ 5]) + h[ 6];
+       q[ 8] = -t[ 5] -(tr0) +(tr1) ;
+       q[ 8] = S32_3(q[ 8]) + h[ 9];
+       q[11] = -t[ 0] -t[ 2] +t[ 9] +(tr0=-t[ 5]+t[ 8]) ;
+       q[11] = S32_1(q[11]) + h[12];
+       q[14] = -t[11] +(tr0) +(tr2) ;
+       q[14] = S32_4(q[14]) + h[15];
+       q[ 1] = +t[ 6] +(tr0=+t[11]+t[14]) +(tr1=-t[ 8]-t[15]) ;
+       q[ 1] = S32_1(q[ 1]) + h[ 2];
+       q[ 4] = +t[ 9] +t[ 1] +t[ 2] -(tr0) ;
+       q[ 4] = S32_4(q[ 4]) + h[ 5];
+       q[ 7] = -t[12] -t[14] +t[ 1] -t[ 4] -t[ 5] ;
+       q[ 7] = S32_2(q[ 7]) + h[ 8];
+       q[10] = -t[ 1] +(tr0=-t[ 4]-t[ 7]) -(tr1) ;
+       q[10] = S32_0(q[10]) + h[11];
+       q[13] = +t[ 2] +t[10] +t[11] -(tr0) ;
+       q[13] = S32_3(q[13]) + h[14];
 
-static
-void bmw_small_f0(uint32_t* q, uint32_t* h, const void* m){
-       uint8_t i;
-       i=15;
-       do{
-               ((uint32_t*)h)[i] ^= ((uint32_t*)m)[i];
-       }while(i--);
-       dump_x(h, 16, 'T');
-       q[ 0] = (h[ 5] - h[ 7] + h[10] + h[13] + h[14]);
-       q[ 1] = (h[ 6] - h[ 8] + h[11] + h[14] - h[15]);
-       q[ 2] = (h[ 0] + h[ 7] + h[ 9] - h[12] + h[15]);
-       q[ 3] = (h[ 0] - h[ 1] + h[ 8] - h[10] + h[13]);
-       q[ 4] = (h[ 1] + h[ 2] + h[ 9] - h[11] - h[14]);
-       q[ 5] = (h[ 3] - h[ 2] + h[10] - h[12] + h[15]);
-       q[ 6] = (h[ 4] - h[ 0] - h[ 3] - h[11] + h[13]);
-       q[ 7] = (h[ 1] - h[ 4] - h[ 5] - h[12] - h[14]);
-       q[ 8] = (h[ 2] - h[ 5] - h[ 6] + h[13] - h[15]);
-       q[ 9] = (h[ 0] - h[ 3] + h[ 6] - h[ 7] + h[14]);
-       q[10] = (h[ 8] - h[ 1] - h[ 4] - h[ 7] + h[15]);
-       q[11] = (h[ 8] - h[ 0] - h[ 2] - h[ 5] + h[ 9]);
-       q[12] = (h[ 1] + h[ 3] - h[ 6] - h[ 9] + h[10]);
-       q[13] = (h[ 2] + h[ 4] + h[ 7] + h[10] + h[11]);
-       q[14] = (h[ 3] - h[ 5] + h[ 8] - h[11] - h[12]);
-       q[15] = (h[12] - h[ 4] - h[ 6] - h[ 9] + h[13]);
        dump_x(q, 16, 'W');
-       q[ 0] = S32_0(q[ 0]); q[ 1] = S32_1(q[ 1]); q[ 2] = S32_2(q[ 2]); q[ 3] = S32_3(q[ 3]); q[ 4] = S32_4(q[ 4]);
-       q[ 5] = S32_0(q[ 5]); q[ 6] = S32_1(q[ 6]); q[ 7] = S32_2(q[ 7]); q[ 8] = S32_3(q[ 8]); q[ 9] = S32_4(q[ 9]);
-       q[10] = S32_0(q[10]); q[11] = S32_1(q[11]); q[12] = S32_2(q[12]); q[13] = S32_3(q[13]); q[14] = S32_4(q[14]);
-       q[15] = S32_0(q[15]);
-       i=15;
-       do{
-               q[(i+15)&15] += ((uint32_t*)h)[i] ^= ((uint32_t*)m)[i];
-       }while(i--);
-}
-
-static
-void bmw_small_f1(uint32_t* q, const void* m, const void* h){
-       uint8_t i;
-       q[16] = bmw_small_expand1(0, q, m, h);
-       q[17] = bmw_small_expand1(1, q, m, h);
-       for(i=2; i<16; ++i){
-               q[16+i] = bmw_small_expand2(i, q, m, h);
-       }
 }
 
-static
-void bmw_small_f2(uint32_t* h, uint32_t* q, const void* m){
-       uint32_t xl=0, xh;
-       uint8_t i;
-       for(i=16;i<24;++i){
-               xl ^= q[i];
-       }
-       xh = xl;
-       for(i=24;i<32;++i){
-               xh ^= q[i];
-       }
+static inline
+void bmw_small_f2(uint32_t* h, uint32_t* q, const uint32_t* m){
+       uint32_t xl, xh;
+       xl =      q[16] ^ q[17] ^ q[18] ^ q[19] ^ q[20] ^ q[21] ^ q[22] ^ q[23];
+       xh = xl ^ q[24] ^ q[25] ^ q[26] ^ q[27] ^ q[28] ^ q[29] ^ q[30] ^ q[31];
 #if DEBUG
        cli_putstr("\r\n XL = ");
        cli_hexdump_rev(&xl, 4);
        cli_putstr("\r\n XH = ");
        cli_hexdump_rev(&xh, 4);
 #endif
-       memcpy(h, m, 16*4);
-       h[0] ^= SHL32(xh, 5) ^ SHR32(q[16], 5);
-       h[1] ^= SHR32(xh, 7) ^ SHL32(q[17], 8);
-       h[2] ^= SHR32(xh, 5) ^ SHL32(q[18], 5);
-       h[3] ^= SHR32(xh, 1) ^ SHL32(q[19], 5);
-       h[4] ^= SHR32(xh, 3) ^ q[20];
-       h[5] ^= SHL32(xh, 6) ^ SHR32(q[21], 6);
-       h[6] ^= SHR32(xh, 4) ^ SHL32(q[22], 6);
-       h[7] ^= SHR32(xh,11) ^ SHL32(q[23], 2);
-       for(i=0; i<8; ++i){
-               h[i] += xl ^ q[24+i] ^ q[i];
-       }
-       for(i=0; i<8; ++i){
-               h[8+i] ^= xh ^ q[24+i];
-               h[8+i] += ROTL32(h[(4+i)%8],i+9);
-       }
-/*
-       h[ 8] += SHL32(xl, 8) ^ q[23] ^ q[ 8];
-       h[ 9] += SHR32(xl, 6) ^ q[16] ^ q[ 9];
-       h[10] += SHL32(xl, 6) ^ q[17] ^ q[10];
-       h[11] += SHL32(xl, 4) ^ q[18] ^ q[11];
-       h[12] += SHR32(xl, 3) ^ q[19] ^ q[12];
-       h[13] += SHR32(xl, 4) ^ q[20] ^ q[13];
-       h[14] += SHR32(xl, 7) ^ q[21] ^ q[14];
-       h[15] += SHR32(xl, 2) ^ q[22] ^ q[15];
-*/
-       i=6;
-       do{
-               q[9+i] ^= q[16+i];
-       }while(i--);
-       q[8] ^= q[23];
-       h[ 8] += SHL32(xl, 8) ^ q[ 8];
-       h[ 9] += SHR32(xl, 6) ^ q[ 9];
-       h[10] += SHL32(xl, 6) ^ q[10];
-       h[11] += SHL32(xl, 4) ^ q[11];
-       h[12] += SHR32(xl, 3) ^ q[12];
-       h[13] += SHR32(xl, 4) ^ q[13];
-       h[14] += SHR32(xl, 7) ^ q[14];
-       h[15] += SHR32(xl, 2) ^ q[15];
+
+       h[0] = (SHL32(xh, 5) ^ SHR32(q[16], 5) ^ m[ 0]) + (xl ^ q[24] ^ q[ 0]);
+       h[1] = (SHR32(xh, 7) ^ SHL32(q[17], 8) ^ m[ 1]) + (xl ^ q[25] ^ q[ 1]);
+       h[2] = (SHR32(xh, 5) ^ SHL32(q[18], 5) ^ m[ 2]) + (xl ^ q[26] ^ q[ 2]);
+       h[3] = (SHR32(xh, 1) ^ SHL32(q[19], 5) ^ m[ 3]) + (xl ^ q[27] ^ q[ 3]);
+       h[4] = (SHR32(xh, 3) ^ q[20]           ^ m[ 4]) + (xl ^ q[28] ^ q[ 4]);
+       h[5] = (SHL32(xh, 6) ^ SHR32(q[21], 6) ^ m[ 5]) + (xl ^ q[29] ^ q[ 5]);
+       h[6] = (SHR32(xh, 4) ^ SHL32(q[22], 6) ^ m[ 6]) + (xl ^ q[30] ^ q[ 6]);
+       h[7] = (SHR32(xh,11) ^ SHL32(q[23], 2) ^ m[ 7]) + (xl ^ q[31] ^ q[ 7]);
+
+       h[ 8] = ROTL32(h[4],  9) + (xh ^ q[24] ^ m[ 8]) + (SHL32(xl, 8) ^ q[23] ^ q[ 8]);
+       h[ 9] = ROTL32(h[5], 10) + (xh ^ q[25] ^ m[ 9]) + (SHR32(xl, 6) ^ q[16] ^ q[ 9]);
+       h[10] = ROTL32(h[6], 11) + (xh ^ q[26] ^ m[10]) + (SHL32(xl, 6) ^ q[17] ^ q[10]);
+       h[11] = ROTL32(h[7], 12) + (xh ^ q[27] ^ m[11]) + (SHL32(xl, 4) ^ q[18] ^ q[11]);
+       h[12] = ROTL32(h[0], 13) + (xh ^ q[28] ^ m[12]) + (SHR32(xl, 3) ^ q[19] ^ q[12]);
+       h[13] = ROTL32(h[1], 14) + (xh ^ q[29] ^ m[13]) + (SHR32(xl, 4) ^ q[20] ^ q[13]);
+       h[14] = ROTL32(h[2], 15) + (xh ^ q[30] ^ m[14]) + (SHR32(xl, 7) ^ q[21] ^ q[14]);
+       h[15] = ROTL32(h[3], 16) + (xh ^ q[31] ^ m[15]) + (SHR32(xl, 2) ^ q[22] ^ q[15]);
 }
 
 void bmw_small_nextBlock(bmw_small_ctx_t* ctx, const void* block){
@@ -266,7 +221,7 @@ void bmw_small_nextBlock(bmw_small_ctx_t* ctx, const void* block){
        bmw_small_f0(q, ctx->h, block);
        dump_x(q, 16, 'Q');
        bmw_small_f1(q, block, ctx->h);
-       dump_x(q, 32, 'Q');
+       dump_x(q+16, 16, 'Q');
        bmw_small_f2(ctx->h, q, block);
        ctx->counter += 1;
        ctx_dump(ctx);