twister.c

   1 /* twister.c */
   2 /*
   3     This file is part of the Crypto-avr-lib/microcrypt-lib.
   4     Copyright (C) 2008  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 <string.h>
  22 #include <avr/pgmspace.h>
  23 #include "twister.h"
  24 #include "twister_tables.h"
  25 #include "memxor.h"
  26
  27 #include "gf256mul.h"
  28
  29 //#define DEBUG
  30
  31 #ifdef DEBUG
  32 # include "uart.h"
  33 #endif
  34
  35 #ifdef DEBUG
  36 # define DEBUG_PRINT(ctx, msg) debug_print((ctx), PSTR(msg))
  37 #else
  38 # define DEBUG_PRINT(ctx, msg)
  39 #endif
  40
  41 #ifdef DEBUG
  42
  43 void print_twister_state(twister_state_t* ctx){
  44         uint8_t i,j;
  45         uart_putstr_P(PSTR("\r\nState:\r\n matrix:\r\n"));
  46         for(i=0; i<8; ++i){
  47                 uart_putstr_P(PSTR("\t[ "));
  48                 uart_hexdump(&(ctx->s[i][0]), 8);
  49                 uart_putstr_P(PSTR("]\r\n"));
  50         }
  51         uart_putstr_P(PSTR("counter: "));
  52         uart_hexdump(&(ctx->counter), 8);
  53
  54         uart_putstr_P(PSTR("\r\nlength_counter_b: "));
  55         uart_hexdump(&(ctx->length_counter_b), 8);
  56         uart_putstr_P(PSTR("\r\n"));
  57 }
  58
  59 void debug_print(twister_state_t* ctx, PGM_P msg){
  60         uart_putstr_P(PSTR("\r\n"));
  61         uart_putstr_P(msg);
  62         print_twister_state(ctx);
  63 }
  64
  65 #endif
  66
  67 static
  68 void shiftrow(void* row, uint8_t shift){
  69         *((uint64_t*)row) = *((uint64_t*)row)>>(8*shift) | *((uint64_t*)row)<<(64-8*shift);
  70 }
  71
  72 #define MDS(a,b)  pgm_read_byte(&(twister_mds[a][b]))
  73 //#define MULT(a,b) pgm_read_byte(&(twister_multab[a-1][b]))
  74 #define MULT(a,b) gf256mul(a,b, 0x4D)
  75
  76 void blank_round(twister_state_t* ctx){
  77         uint8_t i,j;
  78         uint8_t tmp[8][8];
  79         DEBUG_PRINT(ctx, "blank init");
  80         /* add twist counter */
  81         for(i=0; i<8; ++i)
  82                 ctx->s[i][1] ^= ((uint8_t*)&(ctx->counter))[7-i];
  83         ctx->counter--;
  84 //      DEBUG_PRINT(ctx, "counter added");
  85         /* sub bytes */
  86         for(i=0; i<8; ++i)
  87                 for(j=0;j<8;++j)
  88                         tmp[i][j] = pgm_read_byte(twister_sbox+ctx->s[i][j]);
  89         /* shift rows */
  90         for(i=1;i<8; ++i){
  91                 shiftrow(&(tmp[i][0]), i);
  92         }
  93         /* mix columns */
  94         for( i=0; i<8; i++ ){\r
  95                 // multiply with mds matrix\r
  96                 for( j=0; j<8; j++ ){\r
  97                         ctx->s[j][i] =\r
  98                                 MULT( MDS(j,0), tmp[0][i] ) ^\r
  99                                 MULT( MDS(j,1), tmp[1][i] ) ^\r
 100                                 MULT( MDS(j,2), tmp[2][i] ) ^\r
 101                                 MULT( MDS(j,3), tmp[3][i] ) ^\r
 102                                 MULT( MDS(j,4), tmp[4][i] ) ^\r
 103                                 MULT( MDS(j,5), tmp[5][i] ) ^\r
 104                                 MULT( MDS(j,6), tmp[6][i] ) ^\r
 105                                 MULT( MDS(j,7), tmp[7][i] ) ;\r
 106                                 \r
 107                 }       \r
 108         }
 109         DEBUG_PRINT(ctx, "post MDS");
 110 }
 111
 112 void mini_round(twister_state_t* ctx, void* msg){
 113         /* inject message */
 114         uint8_t i;
 115         for(i=0; i<8; ++i){
 116                 ctx->s[7][7-i] ^= *((uint8_t*)msg);
 117                 msg = (uint8_t*)msg +1;
 118         }
 119         blank_round(ctx);
 120 }
 121
 122
 123
 124
 125