groestl/groestl_large.c

   1 /* groestl_large.c */
   2 /*
   3     This file is part of the AVR-Crypto-Lib.
   4     Copyright (C) 2009  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 <avr/pgmspace.h>
  34 #include <string.h>
  35
  36 #define ROUNDS 14
  37 #define POLYNOM 0x1b
  38
  39 #define DEBUG 0
  40
  41 #if DEBUG
  42  #include "cli.h"
  43  void dump_m(const uint8_t* m){
  44          uint8_t i,j;
  45          for(i=0; i<16; ++i){
  46                 cli_putstr_P(PSTR("\r\n"));
  47                 for(j=0; j<8; ++j){
  48                         cli_putc(' ');
  49                         cli_hexdump(m+8*i+j, 1);
  50                 }
  51          }
  52  }
  53 #else
  54  #define dump_m(m)
  55 #endif
  56
  57 static uint8_t matrix[] PROGMEM = {
  58  2, 2, 3, 4, 5, 3, 5, 7,
  59  7, 2, 2, 3, 4, 5, 3, 5,
  60  5, 7, 2, 2, 3, 4, 5, 3,
  61  3, 5, 7, 2, 2, 3, 4, 5,
  62  5, 3, 5, 7, 2, 2, 3, 4,
  63  4, 5, 3, 5, 7, 2, 2, 3,
  64  3, 4, 5, 3, 5, 7, 2, 2,
  65  2, 3, 4, 5, 3, 5, 7, 2
  66 };
  67
  68 void groestl_large_rounds(uint8_t *m, uint8_t q){
  69         uint8_t r,i,j;
  70         uint8_t tmp[16];
  71         for(r=0; r<ROUNDS; ++r){
  72                 if(q){
  73                         m[7] ^= 0xff ^ r;
  74                 }else{
  75                         m[0] ^= r;
  76                 }
  77 #if DEBUG
  78                 if(r<2){
  79                         cli_putstr_P(PSTR("\r\npost add-const"));
  80                         dump_m(m);
  81                 }
  82 #endif
  83                 for(i=0;i<16*8; ++i){
  84                         m[i] = pgm_read_byte(aes_sbox+m[i]);
  85                 }
  86                 for(i=1; i<7; ++i){
  87                         for(j=0; j<16; ++j)
  88                                 tmp[j] = m[i+8*j];
  89                         for(j=0; j<16; ++j){
  90                                 m[i+((j-i+16)%16)*8] = tmp[j];
  91                         }
  92                 }
  93                 for(j=0; j<16; ++j)
  94                         tmp[j] = m[7+8*j];
  95                 for(j=0; j<16; ++j){
  96                         m[7+((j-11+16)%16)*8] = tmp[j];
  97                 }
  98
  99 #if DEBUG
 100                 if(r<2){
 101                         cli_putstr_P(PSTR("\r\npost shift-bytes"));
 102                         dump_m(m);
 103                 }
 104 #endif
 105                 for(i=0; i<16; ++i){
 106                         memcpy(tmp, m+8*i, 8);
 107                         for(j=0; j<8; ++j){
 108                                 m[j+i*8] = gf256mul(pgm_read_byte(matrix+8*j+0),tmp[0], POLYNOM)
 109                                         ^ gf256mul(pgm_read_byte(matrix+8*j+1),tmp[1], POLYNOM)
 110                                         ^ gf256mul(pgm_read_byte(matrix+8*j+2),tmp[2], POLYNOM)
 111                                         ^ gf256mul(pgm_read_byte(matrix+8*j+3),tmp[3], POLYNOM)
 112                                         ^ gf256mul(pgm_read_byte(matrix+8*j+4),tmp[4], POLYNOM)
 113                                         ^ gf256mul(pgm_read_byte(matrix+8*j+5),tmp[5], POLYNOM)
 114                                         ^ gf256mul(pgm_read_byte(matrix+8*j+6),tmp[6], POLYNOM)
 115                                         ^ gf256mul(pgm_read_byte(matrix+8*j+7),tmp[7], POLYNOM);
 116                         }
 117                 }
 118 #if DEBUG
 119                 if(r<2){
 120                         cli_putstr_P(PSTR("\r\npost mix-bytes"));
 121                         dump_m(m);
 122                 }
 123 #endif
 124         }
 125 }
 126
 127 void groestl384_init(groestl384_ctx_t* ctx){
 128         memset(ctx->h, 0, 16*8);
 129         ctx->h[8*16-1] = (uint8_t)384;
 130         ctx->h[8*16-2] = (uint8_t)(384>>8);
 131         ctx->counter = 0;
 132 }
 133
 134 void groestl512_init(groestl512_ctx_t* ctx){
 135         memset(ctx->h, 0, 16*8);
 136         ctx->h[8*16-2] = 2;
 137         ctx->counter = 0;
 138 }
 139
 140 void groestl_large_nextBlock(groestl_large_ctx_t* ctx, const void* block){
 141         uint8_t tmp1[128], tmp2[128];
 142 /*
 143         for(i=0; i<8; ++i){
 144                 for(j=0; j<8; ++j){
 145                         tmp1[j*8+i] = ((uint8_t*)block)[i*8+j];
 146                 }
 147         }
 148 */
 149         memcpy(tmp1, block, 128);
 150         memcpy(tmp2, tmp1, 128);
 151         memxor(tmp1, ctx->h, 128);
 152         groestl_large_rounds(tmp1, 0);
 153         groestl_large_rounds(tmp2, 1);
 154         memxor(ctx->h, tmp1, 128);
 155         memxor(ctx->h, tmp2, 128);
 156         ctx->counter++;
 157 }
 158
 159 void groestl_large_lastBlock(groestl_large_ctx_t* ctx, const void* block, uint16_t length_b){
 160         uint8_t buffer[128];
 161         while(length_b>=GROESTL_LARGE_BLOCKSIZE){
 162                 groestl_large_nextBlock(ctx, block);
 163                 length_b -= GROESTL_LARGE_BLOCKSIZE;
 164                 block = (uint8_t*)block + GROESTL_LARGE_BLOCKSIZE_B;
 165         }
 166         memset(buffer, 0, 128);
 167         memcpy(buffer, block, (length_b+7)/8);
 168         buffer[length_b/8] |= 0x80>>(length_b%8);
 169         if(length_b>1024-65){
 170                 groestl_large_nextBlock(ctx, buffer);
 171                 memset(buffer, 0, 128-4);
 172         }
 173         ctx->counter++;
 174         buffer[128-1]  = (uint8_t)(ctx->counter);
 175         buffer[128-2]  = (uint8_t)((ctx->counter)>>8);
 176         buffer[128-3]  = (uint8_t)((ctx->counter)>>16);
 177         buffer[128-4]  = (uint8_t)((ctx->counter)>>24);
 178         groestl_large_nextBlock(ctx, buffer);
 179 }
 180
 181 void groestl_large_ctx2hash(void* dest, const groestl_large_ctx_t* ctx, uint16_t outlength_b){
 182         uint8_t tmp[128];
 183         memcpy(tmp, ctx->h, 128);
 184         groestl_large_rounds(tmp, 0);
 185         memxor(tmp, ctx->h, 128);
 186 #if DEBUG
 187         cli_putstr_P(PSTR("\r\npost finalisation"));
 188         dump_m(tmp);
 189 #endif
 190         memcpy(dest, tmp+128-outlength_b/8, outlength_b/8);
 191 }
 192
 193 void groestl384_ctx2hash(void* dest, const groestl384_ctx_t* ctx){
 194         groestl_large_ctx2hash(dest, ctx, 384);
 195 }
 196
 197 void groestl512_ctx2hash(void* dest, const groestl512_ctx_t* ctx){
 198         groestl_large_ctx2hash(dest, ctx, 512);
 199 }
 200
 201 void groestl384_nextBlock(groestl384_ctx_t* ctx, const void* block){
 202         groestl_large_nextBlock(ctx, block);
 203 }
 204
 205 void groestl512_nextBlock(groestl512_ctx_t* ctx, const void* block){
 206         groestl_large_nextBlock(ctx, block);
 207 }
 208
 209 void groestl384_lastBlock(groestl384_ctx_t* ctx, const void* block, uint16_t length_b){
 210         groestl_large_lastBlock(ctx, block, length_b);
 211 }
 212
 213 void groestl512_lastBlock(groestl512_ctx_t* ctx, const void* block, uint16_t length_b){
 214         groestl_large_lastBlock(ctx, block, length_b);
 215 }
 216
 217 void groestl384(void* dest, const void* msg, uint32_t length_b){
 218         groestl_large_ctx_t ctx;
 219         groestl384_init(&ctx);
 220         while(length_b>=GROESTL_LARGE_BLOCKSIZE){
 221                 groestl_large_nextBlock(&ctx, msg);
 222                 length_b -= GROESTL_LARGE_BLOCKSIZE;
 223                 msg = (uint8_t*)msg + GROESTL_LARGE_BLOCKSIZE_B;
 224         }
 225         groestl_large_lastBlock(&ctx, msg, length_b);
 226         groestl_large_ctx2hash(dest, &ctx, 384);
 227 }
 228
 229 void groestl512(void* dest, const void* msg, uint32_t length_b){
 230         groestl_large_ctx_t ctx;
 231         groestl512_init(&ctx);
 232         while(length_b>=GROESTL_LARGE_BLOCKSIZE){
 233                 groestl_large_nextBlock(&ctx, msg);
 234                 length_b -= GROESTL_LARGE_BLOCKSIZE;
 235                 msg = (uint8_t*)msg + GROESTL_LARGE_BLOCKSIZE_B;
 236         }
 237         groestl_large_lastBlock(&ctx, msg, length_b);
 238         groestl_large_ctx2hash(dest, &ctx, 512);
 239 }
 240
 241
 242