threefish1024_enc.c

   1 /* threefish1024_enc.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  * \author  Daniel Otte
  21  * \email   daniel.otte@rub.de
  22  * \date    2009-03-12
  23  * \license GPLv3 or later
  24  *
  25  *
  26  *
  27  */
  28
  29 #include <stdint.h>
  30 #include <string.h>
  31 #include "threefish.h"
  32
  33 #define X0 (((uint64_t*)data)[0])
  34 #define X1 (((uint64_t*)data)[1])
  35 static
  36 void mix(void* data, uint8_t rot){
  37         uint64_t x;
  38         x = X1;
  39         X0 += x;
  40         X1 = ((x<<rot)|(x>>(64-rot))) ^ X0;
  41 }
  42
  43 #define X(a) (((uint64_t*)data)[(a)])
  44
  45 static
  46 void permute_16(void* data){
  47         uint64_t t;
  48         t = X(1);
  49         X(1) = X(9);
  50         X(9) = X(7);
  51         X(7) = X(15);
  52         X(15) = t;
  53         t = X(3);
  54         X(3) = X(13);
  55         X(13) = X(5);
  56         X(5) = X(11);
  57         X(11) = t;
  58         t = X(4);
  59         X(4) = X(6);
  60         X(6) = t;
  61         t = X(8);
  62         X(8) = X(10);
  63         X(10) = X(12);
  64         X(12) = X(14);
  65         X(14) = t;
  66 }
  67
  68 #define THREEFISH_KEY_CONST 0x5555555555555555LL /* 2**64/3 */
  69
  70 #define K(s) (((uint64_t*)key)[(s)])
  71 #define T(s) (((uint64_t*)tweak)[(s)])
  72
  73 void threefish1024_init(void* key, void* tweak, threefish1024_ctx_t* ctx){
  74         memcpy(ctx->k, key, 16*8);
  75         memcpy(ctx->t, tweak, 2*8);
  76         uint8_t i;
  77         ctx->k[16] = THREEFISH_KEY_CONST;
  78         for(i=0; i<16; ++i){
  79                 ctx->k[16] ^= K(i);
  80         }
  81         ctx->t[2] = T(0) ^ T(1);
  82 }
  83
  84 static
  85 void add_key_16(void* data, threefish1024_ctx_t* ctx, uint8_t s){
  86         uint8_t i;
  87         for(i=0; i<13; ++i){
  88                 X(i) += ctx->k[(s+i)%17];
  89         }
  90         X(13) += ctx->k[(s+13)%17] + ctx->t[s%3];
  91         X(14) += ctx->k[(s+14)%17] + ctx->t[(s+1)%3];
  92         X(15) += ctx->k[(s+15)%17] + s;
  93 }
  94
  95 void threefish1024_enc(void* data, threefish1024_ctx_t* ctx){
  96         uint8_t i=0,s=0;
  97         uint8_t r0[8] = {55, 25, 33, 34, 28, 17, 58, 47};
  98         uint8_t r1[8] = {43, 25,  8, 43,  7,  6,  7, 49};
  99         uint8_t r2[8] = {37, 46, 18, 25, 47, 18, 32, 27};
 100         uint8_t r3[8] = {40, 13, 57, 60, 48, 25, 45, 58};
 101         uint8_t r4[8] = {16, 14, 21, 44, 51, 43, 19, 37};
 102         uint8_t r5[8] = {22, 13, 12,  9,  9, 42, 18, 48};
 103         uint8_t r6[8] = {38, 52, 32, 59, 35, 40,  2, 53};
 104         uint8_t r7[8] = {12, 57, 54, 34, 41, 15, 56, 56};
 105
 106         do{
 107                 if(i%4==0){
 108                         add_key_16(data, ctx, s);
 109                         ++s;
 110                 }
 111                 mix((uint8_t*)data +  0, r0[i%8]);
 112                 mix((uint8_t*)data + 16, r1[i%8]);
 113                 mix((uint8_t*)data + 32, r2[i%8]);
 114                 mix((uint8_t*)data + 48, r3[i%8]);
 115                 mix((uint8_t*)data + 64, r4[i%8]);
 116                 mix((uint8_t*)data + 80, r5[i%8]);
 117                 mix((uint8_t*)data + 96, r6[i%8]);
 118                 mix((uint8_t*)data +112, r7[i%8]);
 119                 permute_16(data);
 120                 ++i;
 121         }while(i!=80);
 122         add_key_16(data, ctx, s);
 123 }