jh/jh_simple_small_core.c

   1 /* jh_simple_speed.c */
   2 /*
   3     This file is part of the AVR-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 #include <stdint.h>
  21 #include <avr/pgmspace.h>
  22 #include <stdlib.h>
  23 #include <string.h>
  24 #include "memxor.h"
  25 #include "jh_simple.h"
  26
  27 #define DEBUG 0
  28
  29 #if DEBUG
  30 #include "cli.h"
  31 #endif
  32
  33 static uint8_t sbox0[] PROGMEM =
  34         {  9,  0,  4, 11, 13, 12,  3, 15,  1, 10,  2,  6,  7,  5,  8, 14 };
  35 static uint8_t sbox1[] PROGMEM =
  36         {  3, 12,  6, 13,  5,  7,  1,  9, 15,  2,  0,  4, 11, 10, 14,  8 };
  37
  38 static uint8_t round_const_0[] PROGMEM = {
  39   0x6a, 0x09, 0xe6, 0x67, 0xf3, 0xbc, 0xc9, 0x08,
  40   0xb2, 0xfb, 0x13, 0x66, 0xea, 0x95, 0x7d, 0x3e,
  41   0x3a, 0xde, 0xc1, 0x75, 0x12, 0x77, 0x50, 0x99,
  42   0xda, 0x2f, 0x59, 0x0b, 0x06, 0x67, 0x32, 0x2a,
  43 };
  44
  45 static
  46 uint8_t jh_l(uint8_t v, uint8_t w){
  47         v ^= ((w<<1)^(w>>3)^((w>>2)&2))&0xf;
  48         w ^= ((v<<1)^(v>>3)^((v>>2)&2))&0xf;
  49         return v|(w<<4);
  50 }
  51
  52 static
  53 void jh_round(uint8_t* a, uint8_t* rc){
  54         uint8_t b[128];
  55         uint8_t i,r,x,y;
  56         for(i=0; i<128; ++i){
  57                 if(i%4==0){
  58                         r = rc[i/4];
  59                 }
  60                 x = pgm_read_byte(((r&0x80)?sbox1:sbox0)+(a[i]>>4));
  61                 y = pgm_read_byte(((r&0x40)?sbox1:sbox0)+(a[i]&0xf));
  62                 a[i]=jh_l(y,x);
  63                 r<<=2;
  64         }
  65         /* pi permutation */
  66         for(i=1; i<128; i+=2){
  67                 a[i] = (a[i]<<4)|(a[i]>>4);
  68         }
  69         /* P' permutation */
  70         for(i=0; i<64; ++i){
  71                 b[i] = (a[i*2]&0xF0) | (a[i*2+1]>>4);
  72                 b[64+i] = (a[i*2]<<4) | (a[i*2+1]&0x0F);
  73         }
  74         memcpy(a,b,64);
  75         /* phi permutation */
  76         for(i=64; i<128; i+=1){
  77                 a[i] = (b[i]<<4)|(b[i]>>4);
  78         }
  79 }
  80
  81 static
  82 void jh_next_round_const(uint8_t* a){
  83         uint8_t b[32];
  84         uint8_t i,x,y;
  85         for(i=0; i<32; ++i){
  86                 x = pgm_read_byte(sbox0+(a[i]>>4));
  87                 y = pgm_read_byte(sbox0+(a[i]&0xf));
  88                 a[i]=jh_l(y,x);
  89         }
  90         /* pi permutation */
  91         for(i=1; i<32; i+=2){
  92                 a[i] = (a[i]<<4)|(a[i]>>4);
  93         }
  94         /* P' permutation */
  95         for(i=0; i<16; ++i){
  96                 b[i] = (a[i*2]&0xF0) | (a[i*2+1]>>4);
  97                 b[16+i] = (a[i*2]<<4) | (a[i*2+1]&0x0F);
  98         }
  99         memcpy(a,b,16);
 100         /* phi permutation */
 101         for(i=16; i<32; i+=1){
 102                 a[i] = (b[i]<<4)|(b[i]>>4);
 103         }
 104 }
 105
 106
 107
 108 static inline
 109 void group(uint8_t *a){
 110         uint8_t b[128];
 111         uint8_t i,x,y;
 112         for(i=0; i<128; ++i){
 113                 x =   (((a[i/8+  0])>>4)&0x8)
 114                         | (((a[i/8+ 32])>>5)&0x4)
 115                         | (((a[i/8+ 64])>>6)&0x2)
 116                         | (((a[i/8+ 96])>>7)&0x1);
 117                 a[i/8] <<= 1; a[i/8+32]<<=1; a[i/8+64]<<=1; a[i/8+96]<<=1;
 118                 y =   (((a[i/8+ 16])>>4)&0x8)
 119                     | (((a[i/8+ 48])>>5)&0x4)
 120                     | (((a[i/8+ 80])>>6)&0x2)
 121                     | (((a[i/8+112])>>7)&0x1);
 122                 a[i/8+16] <<= 1; a[i/8+48]<<=1; a[i/8+80]<<=1; a[i/8+112]<<=1;
 123                 b[i]= (x<<4)|y;
 124         }
 125         memcpy(a,b,128);
 126 }
 127
 128 static inline
 129 void degroup(uint8_t *a){
 130         uint8_t b[128];
 131         static uint8_t idx[]={112,80,48,16,96,64,32,0};
 132         uint8_t i,j,k,t;
 133         for(i=0;i<128;++i){
 134                 j=i/8;
 135                 t = a[i];
 136                 for(k=0; k<8; ++k){
 137                         b[j+idx[k]]<<=1; b[j+idx[k]] |= t&1; t>>=1;
 138                 }
 139         }
 140         memcpy(a,b,128);
 141 }
 142
 143 void jh_encrypt(uint8_t* a){
 144         uint8_t i;
 145         uint8_t rc[32];
 146         /* grouping */
 147 #if DEBUG
 148         cli_putstr_P(PSTR("\r\n== pre group ==\r\n"));
 149         cli_hexdump_block(a, 128, 4, 16);
 150 #endif
 151         group(a);
 152         for(i=0;i<32;++i){
 153                 rc[i] = pgm_read_byte(&(round_const_0[i]));
 154         }
 155         for(i=0;i<35;++i){
 156                 jh_round(a, rc);
 157                 jh_next_round_const(rc);
 158         }
 159         uint8_t r,x,y;
 160
 161         for(i=0; i<128; ++i){
 162                 if(i%4==0){
 163                         r = rc[i/4];
 164                 }
 165                 x = pgm_read_byte(((r&0x80)?sbox1:sbox0)+(a[i]>>4));
 166                 y = pgm_read_byte(((r&0x40)?sbox1:sbox0)+(a[i]&0xf));
 167                 a[i]=(x<<4)|y;
 168                 r<<=2;
 169         }
 170         /* degrouping */
 171 #if DEBUG
 172         cli_putstr_P(PSTR("\r\n== pre degroup ==\r\n"));
 173         cli_hexdump_block(a, 128, 4, 16);
 174 #endif
 175         degroup(a);
 176 #if DEBUG
 177         cli_putstr_P(PSTR("\r\n== post degroup ==\r\n"));
 178         cli_hexdump_block(a, 128, 4, 16);
 179 #endif
 180 }
 181
 182