mickey128/mickey128.c

   1 /**
   2  *
   3  * author: Daniel Otte
   4  * email:  bg@nerilex.org
   5  * license: GPLv3
   6  *
   7  * */
   8
   9 #include <stdint.h>
  10 #include <string.h>
  11 #include <avr/pgmspace.h>
  12 #include "mickey128.h"
  13 #include "cli.h"
  14 /*
  15 RTAPS = { 0,4,5,  8,10,11,14  ,16,20,  25,30,  32,35,36,38,
  16          42,43,46,  50,51,53,54,55,  56,57,60,61,62,63,
  17          65,66,69,  73,74,76,79,  80,81,82,85,86,  90,91,92,95,
  18          97,100,101,  105,106,107,108,109,111,  112,113,115,116,117,
  19          127,  128,129,130,131,133,135,  136,137,140,142,  145,148,150,
  20          152,153,154,156,157 }
  21
  22          0011.0001  0100.1101  0001.0001  0100.0010  0101.1001
  23          0100.1100  1110.1100  1111.0011
  24          0010.0110  1001.0110  0110.0111  1001.1100
  25          0011.0010  1011.1110  0011.1011
  26          1000.0000  1010.1111  0101.0011  0101.0010
  27          0011.0111
  28
  29          1000110010110010100010000100001010011010001100100011011111001111011001
  30          0001101001111001100011100101001100011111011101110000000001111101011100
  31          101001001010111011
  32
  33          1000.1100 1011.0010 1000.1000 0100.0010 1001.1010 0011.0010
  34          0011.0111 1100.1111 0110.0100 0110.1001 1110.0110 0011.1001
  35          0100.1100 0111.1101 1101.1100 0000.0001 1111.0101 1100.1010
  36          0100.1010 1110.11
  37 */
  38
  39 const uint8_t rtaps[] PROGMEM = {
  40         0x31, 0x4D, 0x11, 0x42,
  41         0x59, 0x4C, 0xEC, 0xF3,
  42         0x26, 0x96, 0x67, 0x9C,
  43         0x32, 0xBE, 0x3B, 0x80,
  44         0xAF, 0x53, 0x52, 0x37
  45 };
  46
  47 static
  48 void memxor_P(void *d, PGM_VOID_P s, uint8_t length_B){
  49         while(length_B--){
  50                 *((uint8_t*)d) ^= pgm_read_byte(s);
  51                 d = (uint8_t*)d +1;
  52                 s = (uint8_t*)s +1;
  53         }
  54 }
  55
  56 #define SHL0(a) c1=((a)>>7); (a)=(((a)<<1)|c0)
  57 #define SHL1(a) c0=((a)>>7); (a)=(((a)<<1)|c1)
  58
  59 #define SHLX0(a) c1=((a)>>7); (a)^=(((a)<<1)|c0)
  60 #define SHLX1(a) c0=((a)>>7); (a)^=(((a)<<1)|c1)
  61
  62 static
  63 void clock_r(uint8_t *r, uint8_t ibit, uint8_t cbit){
  64         uint8_t i,c0=0,c1=0; /* carry */
  65         ibit ^= ((r[159/8])>>(159%8))&1; /* ibit is now the same as feedback_bit */
  66         if(cbit){
  67                 for(i=0; i<10; ++i){
  68                         SHLX0(r[2*i+0]);
  69                         SHLX1(r[2*i+1]);
  70                 }
  71         } else {
  72                 for(i=0; i<10; ++i){
  73                         SHL0(r[2*i+0]);
  74                         SHL1(r[2*i+1]);
  75                 }
  76         }
  77         if(ibit){
  78                 memxor_P(r, rtaps, 20);
  79         }
  80 }
  81
  82 /* comp0 (filling spaces with zero) (one at each side)
  83  * 0101.1110 1111.0010 1101.0110 0101.1101
  84  * 0101.0101 0000.1001 0010.0110 0111.1001
  85  * 0110.0010 0111.0000 0000.0000 0111.1001
  86  * 0011.0001 1101.1001 1010.1111 0011.0111
  87  * 1011.1110 0000.0110 1011.1110 0000.1111
  88  * --
  89  * 5E F2 D6 5D
  90  * 55 09 26 79
  91  * 62 70 00 79
  92  * 31 D9 AF 37
  93  * BE 06 BE 0F
  94  */
  95 const uint8_t comp0[] PROGMEM = {
  96         0x5E, 0xF2, 0xD6, 0x5D,
  97         0x55, 0x09, 0x26, 0x79,
  98         0x62, 0x70, 0x00, 0x79,
  99         0x31, 0xD9, 0xAF, 0x37,
 100         0xBE, 0x06, 0xBE, 0x0F
 101 };
 102
 103
 104 /* comp1 (shifting one bit right to make calculation easier, so inserting two zeros)
 105  * 0110.0000 0011.1110 0011.0010 1111.1010
 106  * 0011.0000 0111.1001 0110.1100 1111.1101
 107  * 1100.0001 1000.0111 0000.0001 1111.1000
 108  * 1000.1010 1100.0110 1100.0001 1100.1100
 109  * 0110.1010 1011.0111 1110.1000 1111.1111
 110  * --
 111  * 60 3E 32 FA
 112  * 30 79 6C FD
 113  * C1 87 01 F8
 114  * 8A C6 C1 CC
 115  * 6A B7 E8 FF
 116 */
 117 /*
 118 const uint8_t comp1[] PROGMEM = {
 119         0x60, 0x3E, 0x32, 0xFA, 0x30, 0x79, 0x6C, 0xFD, 0xC1, 0x87,
 120         0x01, 0xF8, 0x8A, 0xC6, 0xC1, 0xCC, 0x6A, 0xB7, 0xE8, 0xFF
 121 };
 122 */
 123 /* comp1
 124  * 0000.1100 1111.1000 1001.1000 1011.1110
 125  * 0001.1001 0011.1100 0110.1101 0111.1111
 126  * 0000.0111 1100.0011 0000.0000 0011.1110
 127  * 1010.0010 1100.0111 0000.0110 0110.0110
 128  * 1010.1101 1101.1010 0010.1111 1111.1110
 129  * --
 130  * 0C F8 98 BE
 131  * 19 3C 6D 7F
 132  * 07 C3 00 3E
 133  * A2 C7 06 66
 134  * AD DA 2F FE
 135 */
 136 /*
 137 const uint8_t comp1[] PROGMEM = {
 138         0x0C, 0xF8, 0x98, 0xBE, 0x19, 0x3C, 0x6D, 0x7F, 0x07, 0xC3,
 139         0x00, 0x3E, 0xA2, 0xC7, 0x06, 0x66, 0xAD, 0xDA, 0x2F, 0xFE
 140 };
 141 */
 142 /* comp1
 143  * 0011.0000 0001.1111 0001.1001 0111.1101
 144  * 1001.1000 0011.1100 1011.0110 1111.1110
 145  * 1110.0000 1100.0011 0000.0000 0111.1100
 146  * 0100.0101 1110.0011 0110.0000 0110.0110
 147  * 1011.0101 0101.1011 1111.0100 0111.1111
 148  * --
 149  * 30 1F 19 7D
 150  * 98 3C B6 FE
 151  * E0 C3 00 7C
 152  * 45 E3 60 66
 153  * B5 5B F4 7F
 154 */
 155
 156 const uint8_t comp1[] PROGMEM = {
 157         0x30, 0x1F, 0x19, 0x7D,
 158         0x98, 0x3C, 0xB6, 0xFE,
 159         0xE0, 0xC3, 0x00, 0x7C,
 160         0x45, 0xE3, 0x60, 0x66,
 161         0xB5, 0x5B, 0xF4, 0x7F
 162 };
 163
 164 /* fb0
 165  * 1010.1111 0001.1111 0011.1100 1100.0100
 166  * 0010.0010 1010.0011 0010.1111 0000.1110
 167  * 1000.0001 0100.1101 1110.0101 0110.0110
 168  * 1001.0001 0100.1011 0101.0100 1101.0100
 169  * 1100.0001 0000.1011 0110.0011 1000.0011
 170  * --
 171  * AF 1F 3C C4
 172  * 22 A3 2F 0E
 173  * 81 4D E5 66
 174  * 91 4B 54 D4
 175  * C1 0B 63 83
 176  */
 177 const uint8_t fb0[] PROGMEM = {
 178         0xAF, 0x1F, 0x3C, 0xC4,
 179         0x22, 0xA3, 0x2F, 0x0E,
 180         0x81, 0x4D, 0xE5, 0x66,
 181         0x91, 0x4B, 0x54, 0xD4,
 182         0xC1, 0x0B, 0x63, 0x83
 183 };
 184
 185 /* fb1
 186  * 1010.1011 0111.0111 1111.0100 1001.1011
 187  * 1001.0000 1000.1100 0111.1001 0111.0000
 188  * 1011.0110 0001.1000 1001.1010 0110.1111
 189  * 1110.0111 0111.1110 0100.1011 0110.1100
 190  * 1110.1111 1000.0000 1010.0111 0001.0001
 191  * --
 192  * AB 77 F4 9B
 193  * 90 8C 79 70
 194  * B6 18 9A 6F
 195  * E7 7E 4B 6C
 196  * EF 80 A7 11
 197  */
 198 const uint8_t fb1[] PROGMEM = {
 199         0xAB, 0x77, 0xF4, 0x9B,
 200         0x90, 0x8C, 0x79, 0x70,
 201         0xB6, 0x18, 0x9A, 0x6F,
 202         0xE7, 0x7E, 0x4B, 0x6C,
 203         0xEF, 0x80, 0xA7, 0x11
 204 };
 205
 206 static
 207 void clock_s(uint8_t *s, uint8_t ibit, uint8_t cbit){
 208         uint8_t s0[20], s1[20];
 209         uint8_t i,c=0, c2=0;
 210         ibit ^= (s[19])>>7;
 211         memcpy(s0,s,20);
 212         memxor_P(s0, comp0, 20);
 213         for(i=0; i<20; ++i){
 214                 s1[19-i]= c|((s[19-i])>>1);
 215                 c = (s[19-i])<<7;
 216         }
 217         memxor_P(s1, comp1, 20);
 218         c=0;
 219         for(i=0; i<20; ++i){
 220                 c2=(s[i])>>7;
 221                 s[i]=((s[i])<<1) ^ ((s0[i])&(s1[i])) ^ c;
 222                 c=c2;
 223         }
 224         s[0] &= 0xFE;
 225         if(ibit){
 226                 memxor_P(s, cbit?fb1:fb0, 20);
 227         }
 228 }
 229
 230 static
 231 void clock_kg(uint8_t *r, uint8_t *s, uint8_t mixing, uint8_t input){
 232         uint8_t rb, sb;
 233         rb = ((s[ 54/8])>>(( 54%8))) ^ ((r[106/8])>>(((106%8))));
 234         sb = ((s[106/8])>>((106%8))) ^ ((r[ 53/8])>>((( 53%8))));
 235         rb &= 1;
 236         sb &= 1;
 237         mixing = input ^ (mixing & ((s[80/8]>>((80%8))) & 1));
 238         clock_r(r, mixing, rb);
 239         clock_s(s, input, sb);
 240 }
 241
 242 void mickey128_init(void *key, uint16_t keysize_b,
 243                     void *iv,  uint16_t ivsize_b,
 244                     mickey128_ctx_t *ctx){
 245         uint16_t i;
 246         memset(ctx->r, 0, 20);
 247         memset(ctx->s, 0, 20);
 248         for(i=0; i<ivsize_b; ++i){
 249                 clock_kg(ctx->r, ctx->s, 1, 1&((((uint8_t*)iv)[i/8])>>(7-(i%8))));
 250         }
 251         for(i=0; i<keysize_b; ++i){
 252                 clock_kg(ctx->r, ctx->s, 1, 1&((((uint8_t*)key)[i/8])>>(7-(i%8))));
 253         }
 254         for(i=0; i<160; ++i){
 255                 clock_kg(ctx->r, ctx->s, 1, 0);
 256         }
 257 }
 258
 259 uint8_t mickey128_getbit(mickey128_ctx_t *ctx){
 260         uint8_t ret;
 261         ret = 1&(*(ctx->r) ^ *(ctx->s));
 262         clock_kg(ctx->r, ctx->s, 0, 0);
 263         return ret;
 264 }
 265
 266 uint8_t mickey128_getbyte(mickey128_ctx_t *ctx){
 267         uint8_t i,ret=0;
 268         for(i=0; i<8; ++i){
 269                 ret<<=1;
 270                 ret |= 1&(((ctx->r)[0]) ^ ((ctx->s)[0]));
 271                 clock_kg(ctx->r, ctx->s, 0, 0);
 272         }
 273         return ret;
 274 }
 275
 276