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authorbg <bg@b1d182e4-1ff8-0310-901f-bddb46175740>
Mon, 12 Jan 2009 11:19:16 +0000 (11:19 +0000)
committerbg <bg@b1d182e4-1ff8-0310-901f-bddb46175740>
Mon, 12 Jan 2009 11:19:16 +0000 (11:19 +0000)
aes_enc-asm.S
aes_enc.c
aes_sboxes-asm.S [new file with mode: 0644]
mkfiles/aes.mk

index ed04b6f6ff97a03b248f262e53098db101f36c61..72b9e6ecbb5d3cbe0b5856436beae9e6015a8147 100644 (file)
@@ -52,9 +52,9 @@ gf256mul:
 3:
        rjmp 1b
 4:
-       brcc 2f
+       brcc 5f
        eor P, B
-2:
+5:
        ret
 
 .global aes256_enc
@@ -118,6 +118,10 @@ aes_encrypt_core:
        .irp param,ST00, ST01, ST02, ST03, ST10, ST11, ST12, ST13, ST20, ST21, ST22, ST23, ST30, ST31, ST32, ST33
                ld \param, Z+
        .endr
+       
+       ldi xREDUCER, 0x1b /* load reducer */
+       ldi r31, hi8(aes_sbox)
+       
        /* key whitening */
 1:
        .irp param,ST00, ST01, ST02, ST03, ST10, ST11, ST12, ST13, ST20, ST21, ST22, ST23, ST30, ST31, ST32, ST33
@@ -132,81 +136,46 @@ aes_encrypt_core:
        set
 3:
 
-       ldi r30, lo8(aes_sbox)
-       ldi r31, hi8(aes_sbox)
-       movw SBOX_SAVE0, r30
        /* encryption loop */ 
 
        /* SBOX substitution and shifting */
-       movw r30, SBOX_SAVE0
-       add r30, ST00
-       adc r31, r1
+       mov r30, ST00
        lpm ST00, Z
-       movw r30, SBOX_SAVE0
-       add r30, ST10
-       adc r31, r1
+       mov r30, ST10
        lpm ST10, Z
-       movw r30, SBOX_SAVE0
-       add r30, ST20
-       adc r31, r1
+       mov r30, ST20
        lpm ST20, Z
-       movw r30, SBOX_SAVE0
-       add r30, ST30
-       adc r31, r1
+       mov r30, ST30
        lpm ST30, Z
 
-       movw r30, SBOX_SAVE0
-       add r30, ST01
-       adc r31, r1
+       mov r30, ST01
        lpm T0, Z
-       movw r30, SBOX_SAVE0
-       add r30, ST11
-       adc r31, r1
+       mov r30, ST11
        lpm ST01, Z
-       movw r30, SBOX_SAVE0
-       add r30, ST21
-       adc r31, r1
+       mov r30, ST21
        lpm ST11, Z
-       movw r30, SBOX_SAVE0
-       add r30, ST31
-       adc r31, r1
+       mov r30, ST31
        lpm ST21, Z
        mov ST31, T0
 
-       movw r30, SBOX_SAVE0
-       add r30, ST02
-       adc r31, r1
+       mov r30, ST02
        lpm T0, Z
-       movw r30, SBOX_SAVE0
-       add r30, ST12
-       adc r31, r1
+       mov r30, ST12
        lpm T1, Z
-       movw r30, SBOX_SAVE0
-       add r30, ST22
-       adc r31, r1
+       mov r30, ST22
        lpm ST02, Z
-       movw r30, SBOX_SAVE0
-       add r30, ST32
-       adc r31, r1
+       mov r30, ST32
        lpm ST12, Z
        mov ST22, T0
        mov ST32, T1
 
-       movw r30, SBOX_SAVE0
-       add r30, ST03
-       adc r31, r1
+       mov r30, ST03
        lpm T0, Z
-       movw r30, SBOX_SAVE0
-       add r30, ST13
-       adc r31, r1
+       mov r30, ST13
        lpm T1, Z
-       movw r30, SBOX_SAVE0
-       add r30, ST23
-       adc r31, r1
+       mov r30, ST23
        lpm T2, Z
-       movw r30, SBOX_SAVE0
-       add r30, ST33
-       adc r31, r1
+       mov r30, ST33
        lpm ST03, Z
        mov ST13, T0
        mov ST23, T1
@@ -216,199 +185,187 @@ aes_encrypt_core:
        brtc 2f
        rjmp 1b
 2:     
-       ldi xREDUCER, 0x1b /* load reducer */
-       
-       ldi A, 2
-       mov B, ST00
-       rcall gf256mul
-       mov T0, r0
-       ldi A, 3
-       mov B, ST01
-       rcall gf256mul
-       eor T0, r0
-       eor T0, ST02
-       eor T0, ST03
        
-       mov T1, ST00
-       ldi A, 2
-       mov B, ST01
-       rcall gf256mul
-       eor T1, r0
-       ldi A, 3
-       mov B, ST02
-       rcall gf256mul
-       eor T1, r0
-       eor T1, ST03
+       mov r1, ST00
+       eor r1, ST01
+       eor r1, ST02
+       eor r1, ST03
+               
+       mov T0, ST00
+       eor T0, ST01
+       lsl T0
+       brcc 3f
+       eor T0, xREDUCER
+3:     
+       eor T0, r1
+       eor T0, ST00
        
-       mov T2, ST00
-       eor T2, ST01
-       ldi A, 2
-       mov B, ST02
-       rcall gf256mul
-       eor T2, r0
-       ldi A, 3
-       mov B, ST03
-       rcall gf256mul
-       eor T2, r0
+       mov T1, ST01
+       eor T1, ST02
+       lsl T1
+       brcc 3f
+       eor T1, xREDUCER
+3:                     
+       eor T1, r1
+       eor T1, ST01
        
-       ldi A, 3
-       mov B, ST00
-       rcall gf256mul
-       mov T3, r0
-       eor T3, ST01
-       eor T3, ST02
-       ldi A, 2
-       mov B, ST03
-       rcall gf256mul
-       eor T3, r0
+       mov T2, ST02
+       eor T2, ST03
+       lsl T2
+       brcc 3f
+       eor T2, xREDUCER
+3:
+       eor T2, r1
+       eor T2, ST02
        
+       mov T3, ST03
+       eor T3, ST00
+       lsl T3
+       brcc 3f
+       eor T3, xREDUCER
+3:     
+       eor T3, r1
+       eor T3, ST03
+               
        mov ST00, T0
        mov ST01, T1
        mov ST02, T2
        mov ST03, T3
-                       
-       ldi A, 2
-       mov B, ST10
-       rcall gf256mul
-       mov T0, r0
-       ldi A, 3
-       mov B, ST11
-       rcall gf256mul
-       eor T0, r0
-       eor T0, ST12
-       eor T0, ST13
-       
-       mov T1, ST10
-       ldi A, 2
-       mov B, ST11
-       rcall gf256mul
-       eor T1, r0
-       ldi A, 3
-       mov B, ST12
-       rcall gf256mul
-       eor T1, r0
-       eor T1, ST13
+
+
+       mov r1, ST10
+       eor r1, ST11
+       eor r1, ST12
+       eor r1, ST13
+               
+       mov T0, ST10
+       eor T0, ST11
+       lsl T0
+       brcc 3f
+       eor T0, xREDUCER
+3:     
+       eor T0, r1
+       eor T0, ST10
        
-       mov T2, ST10
-       eor T2, ST11
-       ldi A, 2
-       mov B, ST12
-       rcall gf256mul
-       eor T2, r0
-       ldi A, 3
-       mov B, ST13
-       rcall gf256mul
-       eor T2, r0
+       mov T1, ST11
+       eor T1, ST12
+       lsl T1
+       brcc 3f
+       eor T1, xREDUCER
+3:                     
+       eor T1, r1
+       eor T1, ST11
        
-       ldi A, 3
-       mov B, ST10
-       rcall gf256mul
-       mov T3, r0
-       eor T3, ST11
-       eor T3, ST12
-       ldi A, 2
-       mov B, ST13
-       rcall gf256mul
-       eor T3, r0
+       mov T2, ST12
+       eor T2, ST13
+       lsl T2
+       brcc 3f
+       eor T2, xREDUCER
+3:
+       eor T2, r1
+       eor T2, ST12
        
+       mov T3, ST13
+       eor T3, ST10
+       lsl T3
+       brcc 3f
+       eor T3, xREDUCER
+3:     
+       eor T3, r1
+       eor T3, ST13
+               
        mov ST10, T0
        mov ST11, T1
        mov ST12, T2
        mov ST13, T3
 
-       ldi A, 2
-       mov B, ST20
-       rcall gf256mul
-       mov T0, r0
-       ldi A, 3
-       mov B, ST21
-       rcall gf256mul
-       eor T0, r0
-       eor T0, ST22
-       eor T0, ST23
-       
-       mov T1, ST20
-       ldi A, 2
-       mov B, ST21
-       rcall gf256mul
-       eor T1, r0
-       ldi A, 3
-       mov B, ST22
-       rcall gf256mul
-       eor T1, r0
-       eor T1, ST23
+       mov r1, ST20
+       eor r1, ST21
+       eor r1, ST22
+       eor r1, ST23
+               
+       mov T0, ST20
+       eor T0, ST21
+       lsl T0
+       brcc 3f
+       eor T0, xREDUCER
+3:     
+       eor T0, r1
+       eor T0, ST20
        
-       mov T2, ST20
-       eor T2, ST21
-       ldi A, 2
-       mov B, ST22
-       rcall gf256mul
-       eor T2, r0
-       ldi A, 3
-       mov B, ST23
-       rcall gf256mul
-       eor T2, r0
+       mov T1, ST21
+       eor T1, ST22
+       lsl T1
+       brcc 3f
+       eor T1, xREDUCER
+3:                     
+       eor T1, r1
+       eor T1, ST21
        
-       ldi A, 3
-       mov B, ST20
-       rcall gf256mul
-       mov T3, r0
-       eor T3, ST21
-       eor T3, ST22
-       ldi A, 2
-       mov B, ST23
-       rcall gf256mul
-       eor T3, r0
+       mov T2, ST22
+       eor T2, ST23
+       lsl T2
+       brcc 3f
+       eor T2, xREDUCER
+3:
+       eor T2, r1
+       eor T2, ST22
        
+       mov T3, ST23
+       eor T3, ST20
+       lsl T3
+       brcc 3f
+       eor T3, xREDUCER
+3:     
+       eor T3, r1
+       eor T3, ST23
+               
        mov ST20, T0
        mov ST21, T1
        mov ST22, T2
        mov ST23, T3
 
-       ldi A, 2
-       mov B, ST30
-       rcall gf256mul
-       mov T0, r0
-       ldi A, 3
-       mov B, ST31
-       rcall gf256mul
-       eor T0, r0
-       eor T0, ST32
-       eor T0, ST33
-       
-       mov T1, ST30
-       ldi A, 2
-       mov B, ST31
-       rcall gf256mul
-       eor T1, r0
-       ldi A, 3
-       mov B, ST32
-       rcall gf256mul
-       eor T1, r0
-       eor T1, ST33
+       mov r1, ST30
+       eor r1, ST31
+       eor r1, ST32
+       eor r1, ST33
+               
+       mov T0, ST30
+       eor T0, ST31
+       lsl T0
+       brcc 3f
+       eor T0, xREDUCER
+3:     
+       eor T0, r1
+       eor T0, ST30
        
-       mov T2, ST30
-       eor T2, ST31
-       ldi A, 2
-       mov B, ST32
-       rcall gf256mul
-       eor T2, r0
-       ldi A, 3
-       mov B, ST33
-       rcall gf256mul
-       eor T2, r0
+       mov T1, ST31
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+       lsl T1
+       brcc 3f
+       eor T1, xREDUCER
+3:                     
+       eor T1, r1
+       eor T1, ST31
        
-       ldi A, 3
-       mov B, ST30
-       rcall gf256mul
-       mov T3, r0
-       eor T3, ST31
-       eor T3, ST32
-       ldi A, 2
-       mov B, ST33
-       rcall gf256mul
-       eor T3, r0
+       mov T2, ST32
+       eor T2, ST33
+       lsl T2
+       brcc 3f
+       eor T2, xREDUCER
+3:
+       eor T2, r1
+       eor T2, ST32
        
+       mov T3, ST33
+       eor T3, ST30
+       lsl T3
+       brcc 3f
+       eor T3, xREDUCER
+3:     
+       eor T3, r1
+       eor T3, ST33
+               
        mov ST30, T0
        mov ST31, T1
        mov ST32, T2
@@ -438,7 +395,7 @@ exit:
        st Z+, ST31
        st Z+, ST32
        st Z+, ST33
-       
+       clr r1
        pop r29
        pop r28
        pop_range 2, 17
index 244dcff5e2da381eb1945479af70cd12a1717c9b..a9a2607802351fbc736fbfc9130ac48910988af3 100644 (file)
--- a/aes_enc.c
+++ b/aes_enc.c
@@ -51,7 +51,7 @@ void aes_shiftcol(void* data, uint8_t shift){
 
 static
 void aes_enc_round(aes_cipher_state_t* state, const aes_roundkey_t* k){
-       uint8_t tmp[16];
+       uint8_t tmp[16], t;
        uint8_t i;
        /* subBytes */
        for(i=0; i<16; ++i){
@@ -63,26 +63,23 @@ void aes_enc_round(aes_cipher_state_t* state, const aes_roundkey_t* k){
        aes_shiftcol(tmp+3, 3);
        /* mixColums */
        for(i=0; i<4; ++i){
+               t = tmp[4*i+0] ^ tmp[4*i+1] ^ tmp[4*i+2] ^ tmp[4*i+3];
                state->s[4*i+0] =
-                         GF256MUL_2(tmp[4*i+0])
-                       ^ GF256MUL_3(tmp[4*i+1])
-                       ^ GF256MUL_1(tmp[4*i+2])
-                       ^ GF256MUL_1(tmp[4*i+3]);
+                         GF256MUL_2(tmp[4*i+0]^tmp[4*i+1])
+                       ^ tmp[4*i+0]
+                       ^ t;
                state->s[4*i+1] =
-                         GF256MUL_1(tmp[4*i+0])
-                       ^ GF256MUL_2(tmp[4*i+1])
-                       ^ GF256MUL_3(tmp[4*i+2])
-                       ^ GF256MUL_1(tmp[4*i+3]);
+                         GF256MUL_2(tmp[4*i+1]^tmp[4*i+2])
+                       ^ tmp[4*i+1]
+                       ^ t;
                state->s[4*i+2] =
-                         GF256MUL_1(tmp[4*i+0])
-                       ^ GF256MUL_1(tmp[4*i+1])
-                       ^ GF256MUL_2(tmp[4*i+2])
-                       ^ GF256MUL_3(tmp[4*i+3]);
+                         GF256MUL_2(tmp[4*i+2]^tmp[4*i+3])
+                       ^ tmp[4*i+2]
+                       ^ t;
                state->s[4*i+3] =
-                         GF256MUL_3(tmp[4*i+0])
-                       ^ GF256MUL_1(tmp[4*i+1])
-                       ^ GF256MUL_1(tmp[4*i+2])
-                       ^ GF256MUL_2(tmp[4*i+3]);               
+                         GF256MUL_2(tmp[4*i+3]^tmp[4*i+0])
+                       ^ tmp[4*i+3]
+                       ^ t;
        }
 
        /* addKey */
diff --git a/aes_sboxes-asm.S b/aes_sboxes-asm.S
new file mode 100644 (file)
index 0000000..8ce54b6
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,65 @@
+/* aes_sbox-asm.S */
+/*
+    This file is part of the Crypto-avr-lib/microcrypt-lib.
+    Copyright (C) 2008, 2009  Daniel Otte (daniel.otte@rub.de)
+
+    This program is free software: you can redistribute it and/or modify
+    it under the terms of the GNU General Public License as published by
+    the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
+    (at your option) any later version.
+
+    This program is distributed in the hope that it will be useful,
+    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+    GNU General Public License for more details.
+
+    You should have received a copy of the GNU General Public License
+    along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
+*/
+/**
+ * \file     aes_dec-asm.S
+ * \email    daniel.otte@rub.de
+ * \author   Daniel Otte 
+ * \date     2009-01-10
+ * \license  GPLv3 or later
+ * 
+ */
+
+.balign 256
+.global aes_sbox
+aes_sbox:
+.byte 0x63, 0x7c, 0x77, 0x7b, 0xf2, 0x6b, 0x6f, 0xc5, 0x30, 0x01, 0x67, 0x2b, 0xfe, 0xd7, 0xab, 0x76
+.byte 0xca, 0x82, 0xc9, 0x7d, 0xfa, 0x59, 0x47, 0xf0, 0xad, 0xd4, 0xa2, 0xaf, 0x9c, 0xa4, 0x72, 0xc0
+.byte 0xb7, 0xfd, 0x93, 0x26, 0x36, 0x3f, 0xf7, 0xcc, 0x34, 0xa5, 0xe5, 0xf1, 0x71, 0xd8, 0x31, 0x15
+.byte 0x04, 0xc7, 0x23, 0xc3, 0x18, 0x96, 0x05, 0x9a, 0x07, 0x12, 0x80, 0xe2, 0xeb, 0x27, 0xb2, 0x75
+.byte 0x09, 0x83, 0x2c, 0x1a, 0x1b, 0x6e, 0x5a, 0xa0, 0x52, 0x3b, 0xd6, 0xb3, 0x29, 0xe3, 0x2f, 0x84
+.byte 0x53, 0xd1, 0x00, 0xed, 0x20, 0xfc, 0xb1, 0x5b, 0x6a, 0xcb, 0xbe, 0x39, 0x4a, 0x4c, 0x58, 0xcf
+.byte 0xd0, 0xef, 0xaa, 0xfb, 0x43, 0x4d, 0x33, 0x85, 0x45, 0xf9, 0x02, 0x7f, 0x50, 0x3c, 0x9f, 0xa8
+.byte 0x51, 0xa3, 0x40, 0x8f, 0x92, 0x9d, 0x38, 0xf5, 0xbc, 0xb6, 0xda, 0x21, 0x10, 0xff, 0xf3, 0xd2
+.byte 0xcd, 0x0c, 0x13, 0xec, 0x5f, 0x97, 0x44, 0x17, 0xc4, 0xa7, 0x7e, 0x3d, 0x64, 0x5d, 0x19, 0x73
+.byte 0x60, 0x81, 0x4f, 0xdc, 0x22, 0x2a, 0x90, 0x88, 0x46, 0xee, 0xb8, 0x14, 0xde, 0x5e, 0x0b, 0xdb
+.byte 0xe0, 0x32, 0x3a, 0x0a, 0x49, 0x06, 0x24, 0x5c, 0xc2, 0xd3, 0xac, 0x62, 0x91, 0x95, 0xe4, 0x79
+.byte 0xe7, 0xc8, 0x37, 0x6d, 0x8d, 0xd5, 0x4e, 0xa9, 0x6c, 0x56, 0xf4, 0xea, 0x65, 0x7a, 0xae, 0x08
+.byte 0xba, 0x78, 0x25, 0x2e, 0x1c, 0xa6, 0xb4, 0xc6, 0xe8, 0xdd, 0x74, 0x1f, 0x4b, 0xbd, 0x8b, 0x8a
+.byte 0x70, 0x3e, 0xb5, 0x66, 0x48, 0x03, 0xf6, 0x0e, 0x61, 0x35, 0x57, 0xb9, 0x86, 0xc1, 0x1d, 0x9e
+.byte 0xe1, 0xf8, 0x98, 0x11, 0x69, 0xd9, 0x8e, 0x94, 0x9b, 0x1e, 0x87, 0xe9, 0xce, 0x55, 0x28, 0xdf
+.byte 0x8c, 0xa1, 0x89, 0x0d, 0xbf, 0xe6, 0x42, 0x68, 0x41, 0x99, 0x2d, 0x0f, 0xb0, 0x54, 0xbb, 0x16
+
+.global aes_invsbox
+aes_invsbox:
+.byte 0x52, 0x09, 0x6a, 0xd5, 0x30, 0x36, 0xa5, 0x38, 0xbf, 0x40, 0xa3, 0x9e, 0x81, 0xf3, 0xd7, 0xfb
+.byte 0x7c, 0xe3, 0x39, 0x82, 0x9b, 0x2f, 0xff, 0x87, 0x34, 0x8e, 0x43, 0x44, 0xc4, 0xde, 0xe9, 0xcb
+.byte 0x54, 0x7b, 0x94, 0x32, 0xa6, 0xc2, 0x23, 0x3d, 0xee, 0x4c, 0x95, 0x0b, 0x42, 0xfa, 0xc3, 0x4e
+.byte 0x08, 0x2e, 0xa1, 0x66, 0x28, 0xd9, 0x24, 0xb2, 0x76, 0x5b, 0xa2, 0x49, 0x6d, 0x8b, 0xd1, 0x25
+.byte 0x72, 0xf8, 0xf6, 0x64, 0x86, 0x68, 0x98, 0x16, 0xd4, 0xa4, 0x5c, 0xcc, 0x5d, 0x65, 0xb6, 0x92
+.byte 0x6c, 0x70, 0x48, 0x50, 0xfd, 0xed, 0xb9, 0xda, 0x5e, 0x15, 0x46, 0x57, 0xa7, 0x8d, 0x9d, 0x84
+.byte 0x90, 0xd8, 0xab, 0x00, 0x8c, 0xbc, 0xd3, 0x0a, 0xf7, 0xe4, 0x58, 0x05, 0xb8, 0xb3, 0x45, 0x06
+.byte 0xd0, 0x2c, 0x1e, 0x8f, 0xca, 0x3f, 0x0f, 0x02, 0xc1, 0xaf, 0xbd, 0x03, 0x01, 0x13, 0x8a, 0x6b
+.byte 0x3a, 0x91, 0x11, 0x41, 0x4f, 0x67, 0xdc, 0xea, 0x97, 0xf2, 0xcf, 0xce, 0xf0, 0xb4, 0xe6, 0x73
+.byte 0x96, 0xac, 0x74, 0x22, 0xe7, 0xad, 0x35, 0x85, 0xe2, 0xf9, 0x37, 0xe8, 0x1c, 0x75, 0xdf, 0x6e
+.byte 0x47, 0xf1, 0x1a, 0x71, 0x1d, 0x29, 0xc5, 0x89, 0x6f, 0xb7, 0x62, 0x0e, 0xaa, 0x18, 0xbe, 0x1b
+.byte 0xfc, 0x56, 0x3e, 0x4b, 0xc6, 0xd2, 0x79, 0x20, 0x9a, 0xdb, 0xc0, 0xfe, 0x78, 0xcd, 0x5a, 0xf4
+.byte 0x1f, 0xdd, 0xa8, 0x33, 0x88, 0x07, 0xc7, 0x31, 0xb1, 0x12, 0x10, 0x59, 0x27, 0x80, 0xec, 0x5f
+.byte 0x60, 0x51, 0x7f, 0xa9, 0x19, 0xb5, 0x4a, 0x0d, 0x2d, 0xe5, 0x7a, 0x9f, 0x93, 0xc9, 0x9c, 0xef
+.byte 0xa0, 0xe0, 0x3b, 0x4d, 0xae, 0x2a, 0xf5, 0xb0, 0xc8, 0xeb, 0xbb, 0x3c, 0x83, 0x53, 0x99, 0x61
+.byte 0x17, 0x2b, 0x04, 0x7e, 0xba, 0x77, 0xd6, 0x26, 0xe1, 0x69, 0x14, 0x63, 0x55, 0x21, 0x0c, 0x7d
index 47d1da6fe0d0df2cc6d0f86dcc879d56a37da63d..34cf3ca7ea62aa2dd2ec8f937d098b308c8fb22f 100644 (file)
@@ -5,7 +5,7 @@ ALGO_NAME := AES
 BLOCK_CIPHERS += $(ALGO_NAME)
 
 
-$(ALGO_NAME)_OBJ      := aes_enc-asm.o aes_dec.o aes_sbox.o aes_invsbox.o aes.o \
+$(ALGO_NAME)_OBJ      := aes_enc-asm.o aes_dec.o aes_sboxes-asm.o aes.o \
                          aes_keyschedule-asm.o gf256mul.o \
                          aes128_dec.o aes192_dec.o aes256_dec.o
 $(ALGO_NAME)_TEST_BIN := main-aes-test.o debug.o uart.o serial-tools.o \