groestl/groestl_small.c

   1 /* groestl_small.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_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 <avr/pgmspace.h>
  34 #include <string.h>
  35
  36 #define ROUNDS 10
  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<8; ++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_small_rounds(uint8_t *m, uint8_t q){
  69         uint8_t r,i,j;
  70         uint8_t tmp[8];
  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<8*8; ++i){
  84                         m[i] = pgm_read_byte(aes_sbox+m[i]);
  85                 }
  86                 for(i=1; i<8; ++i){
  87                         for(j=0; j<8; ++j)
  88                                 tmp[j] = m[i+8*j];
  89                         for(j=0; j<8; ++j){
  90                                 m[i+((j-i+8)%8)*8] = tmp[j];
  91                         }
  92                 }
  93 #if DEBUG
  94                 if(r<2){
  95                         cli_putstr_P(PSTR("\r\npost shift-bytes"));
  96                         dump_m(m);
  97                 }
  98 #endif
  99                 for(i=0; i<8; ++i){
 100                         memcpy(tmp, m+8*i, 8);
 101                         for(j=0; j<8; ++j){
 102                                 m[j+i*8] = gf256mul(pgm_read_byte(matrix+8*j+0),tmp[0], POLYNOM)
 103                                         ^ gf256mul(pgm_read_byte(matrix+8*j+1),tmp[1], POLYNOM)
 104                                         ^ gf256mul(pgm_read_byte(matrix+8*j+2),tmp[2], POLYNOM)
 105                                         ^ gf256mul(pgm_read_byte(matrix+8*j+3),tmp[3], POLYNOM)
 106                                         ^ gf256mul(pgm_read_byte(matrix+8*j+4),tmp[4], POLYNOM)
 107                                         ^ gf256mul(pgm_read_byte(matrix+8*j+5),tmp[5], POLYNOM)
 108                                         ^ gf256mul(pgm_read_byte(matrix+8*j+6),tmp[6], POLYNOM)
 109                                         ^ gf256mul(pgm_read_byte(matrix+8*j+7),tmp[7], POLYNOM);
 110                         }
 111                 }
 112 #if DEBUG
 113                 if(r<2){
 114                         cli_putstr_P(PSTR("\r\npost mix-bytes"));
 115                         dump_m(m);
 116                 }
 117 #endif
 118         }
 119 }
 120
 121 void groestl224_init(groestl224_ctx_t* ctx){
 122         memset(ctx->h, 0, 8*8);
 123         ctx->h[8*8-1] = 224;
 124         ctx->counter = 1;
 125 }
 126
 127 void groestl256_init(groestl256_ctx_t* ctx){
 128         memset(ctx->h, 0, 8*8);
 129         ctx->h[8*8-2] = 1;
 130         ctx->counter = 1;
 131 }
 132
 133 void groestl_small_nextBlock(groestl_small_ctx_t* ctx, const void* block){
 134         uint8_t tmp1[64], tmp2[64];
 135 /*      for(i=0; i<8; ++i){
 136                 for(j=0; j<8; ++j){
 137                         tmp1[j*8+i] = ((uint8_t*)block)[i*8+j];
 138                 }
 139         }
 140 */
 141         memcpy(tmp1, block, 64);
 142         memcpy(tmp2, tmp1, 64);
 143         memxor(tmp1, ctx->h, 64);
 144         groestl_small_rounds(tmp1, 0);
 145         groestl_small_rounds(tmp2, 1);
 146         memxor(ctx->h, tmp1, 64);
 147         memxor(ctx->h, tmp2, 64);
 148         ctx->counter++;
 149 }
 150
 151 void groestl_small_lastBlock(groestl_small_ctx_t* ctx, const void* block, uint16_t length_b){
 152         uint8_t buffer[64];
 153         while(length_b>=GROESTL_SMALL_BLOCKSIZE){
 154                 groestl_small_nextBlock(ctx, block);
 155                 length_b -= GROESTL_SMALL_BLOCKSIZE;
 156                 block = (uint8_t*)block + GROESTL_SMALL_BLOCKSIZE_B;
 157         }
 158         memset(buffer, 0, 64);
 159         memcpy(buffer, block, (length_b+7)/8);
 160         buffer[length_b/8] |= 0x80>>(length_b&0x7);
 161         if(length_b>512-65){
 162                 groestl_small_nextBlock(ctx, buffer);
 163                 memset(buffer, 0, 64-4);
 164         }
 165 //      ctx->counter++;
 166         buffer[64-1]  = (uint8_t)(ctx->counter);
 167         buffer[64-2]  = (uint8_t)((ctx->counter)>>8);
 168         buffer[64-3]  = (uint8_t)((ctx->counter)>>16);
 169         buffer[64-4]  = (uint8_t)((ctx->counter)>>24);
 170         groestl_small_nextBlock(ctx, buffer);
 171 }
 172
 173 void groestl_small_ctx2hash(void* dest, const groestl_small_ctx_t* ctx, uint16_t outlength_b){
 174         uint8_t tmp[64];
 175         memcpy(tmp, ctx->h, 64);
 176         groestl_small_rounds(tmp, 0);
 177         memxor(tmp, ctx->h, 64);
 178 #if DEBUG
 179         cli_putstr_P(PSTR("\r\npost finalisation"));
 180         dump_m(tmp);
 181 #endif
 182         memcpy(dest, tmp+64-outlength_b/8, outlength_b/8);
 183 }
 184
 185 void groestl224_ctx2hash(void* dest, const groestl224_ctx_t* ctx){
 186         groestl_small_ctx2hash(dest, ctx, 224);
 187 }
 188
 189 void groestl256_ctx2hash(void* dest, const groestl256_ctx_t* ctx){
 190         groestl_small_ctx2hash(dest, ctx, 256);
 191 }
 192
 193 void groestl224_nextBlock(groestl224_ctx_t* ctx, const void* block){
 194         groestl_small_nextBlock(ctx, block);
 195 }
 196
 197 void groestl256_nextBlock(groestl256_ctx_t* ctx, const void* block){
 198         groestl_small_nextBlock(ctx, block);
 199 }
 200
 201 void groestl224_lastBlock(groestl224_ctx_t* ctx, const void* block, uint16_t length_b){
 202         groestl_small_lastBlock(ctx, block, length_b);
 203 }
 204
 205 void groestl256_lastBlock(groestl256_ctx_t* ctx, const void* block, uint16_t length_b){
 206         groestl_small_lastBlock(ctx, block, length_b);
 207 }
 208
 209 void groestl224(void* dest, const void* msg, uint32_t length_b){
 210         groestl_small_ctx_t ctx;
 211         groestl224_init(&ctx);
 212         while(length_b>=GROESTL_SMALL_BLOCKSIZE){
 213                 groestl_small_nextBlock(&ctx, msg);
 214                 length_b -= GROESTL_SMALL_BLOCKSIZE;
 215                 msg = (uint8_t*)msg + GROESTL_SMALL_BLOCKSIZE_B;
 216         }
 217         groestl_small_lastBlock(&ctx, msg, length_b);
 218         groestl_small_ctx2hash(dest, &ctx, 224);
 219 }
 220
 221 void groestl256(void* dest, const void* msg, uint32_t length_b){
 222         groestl_small_ctx_t ctx;
 223         groestl256_init(&ctx);
 224         while(length_b>=GROESTL_SMALL_BLOCKSIZE){
 225                 groestl_small_nextBlock(&ctx, msg);
 226                 length_b -= GROESTL_SMALL_BLOCKSIZE;
 227                 msg = (uint8_t*)msg + GROESTL_SMALL_BLOCKSIZE_B;
 228         }
 229         groestl_small_lastBlock(&ctx, msg, length_b);
 230         groestl_small_ctx2hash(dest, &ctx, 256);
 231 }
 232
 233
 234