New cipher Noekeon added.
[u/mdw/catacomb] / noekeon.c
diff --git a/noekeon.c b/noekeon.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..3d0bcba
--- /dev/null
+++ b/noekeon.c
@@ -0,0 +1,203 @@
+/* -*-c-*-
+ *
+ * $Id: noekeon.c,v 1.1 2001/05/08 22:17:41 mdw Exp $
+ *
+ * The Noekeon block cipher
+ *
+ * (c) 2001 Straylight/Edgeware
+ */
+
+/*----- Licensing notice --------------------------------------------------* 
+ *
+ * This file is part of Catacomb.
+ *
+ * Catacomb is free software; you can redistribute it and/or modify
+ * it under the terms of the GNU Library General Public License as
+ * published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
+ * License, or (at your option) any later version.
+ * 
+ * Catacomb is distributed in the hope that it will be useful,
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+ * Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston,
+ * MA 02111-1307, USA.
+ */
+
+/*----- Revision history --------------------------------------------------* 
+ *
+ * $Log: noekeon.c,v $
+ * Revision 1.1  2001/05/08 22:17:41  mdw
+ * New cipher Noekeon added.
+ *
+ */
+
+/*----- Header files ------------------------------------------------------*/
+
+#include <assert.h>
+#include <stdio.h>
+
+#include <mLib/bits.h>
+
+#include "blkc.h"
+#include "gcipher.h"
+#include "noekeon.h"
+
+/*----- Global variables --------------------------------------------------*/
+
+const octet noekeon_keysz[] = { KSZ_SET, NOEKEON_KEYSZ, 0 };
+
+/*----- Magic constants ---------------------------------------------------*/
+
+/* --- To generate the magic --- *
+ *
+ * perl -e'@r=();$x=0x80;for(0..16){push(@r,$x);$x<<=1;$x^=0x11b if$x&0x100;}
+ * i;print join(", ",map{sprintf"0x%02x",$_}@r),"\n";'
+ */
+
+static const octet rcon[17] = {
+  0x80, 0x1b, 0x36, 0x6c, 0xd8, 0xab, 0x4d, 0x9a,
+  0x2f, 0x5e, 0xbc, 0x63, 0xc6, 0x97, 0x35, 0x6a,
+  0xd4
+};
+
+/*----- Main code ---------------------------------------------------------*/
+
+/* --- @noekeon_init@--- *
+ *
+ * Arguments:  @noekeon_ctx *k@ = pointer to key block to fill in
+ *             @const void *buf@ = pointer to buffer of key material
+ *             @size_t sz@ = size of key material
+ *
+ * Returns:    ---
+ *
+ * Use:                Initializes a Noekeon key buffer.  Noekeon accepts a 128-bit
+ *             key.
+ */
+
+void noekeon_init(noekeon_ctx *k, const void *buf, size_t sz)
+{
+  const octet *p = buf;
+  static const noekeon_ctx nullkey = { { 0, 0, 0, 0 } };
+
+  KSZ_ASSERT(noekeon, sz);
+  k->k[0] = LOAD32(p +  0);
+  k->k[1] = LOAD32(p +  4);
+  k->k[2] = LOAD32(p +  8);
+  k->k[3] = LOAD32(p + 12);
+  noekeon_eblk(&nullkey, k->k, k->k);
+}
+
+/* --- @noekeon_eblk@, @noekeon_dblk@ --- *
+ *
+ * Arguments:  @const noekeon_ctx *k@ = pointer to key block
+ *             @const uint32 s[2]@ = pointer to source block
+ *             @uint32 d[2]@ = pointer to destination block
+ *
+ * Returns:    ---
+ *
+ * Use:                Low-level block encryption and decryption.
+ */
+
+#define GAMMA(a, b, c, d) do {                                         \
+  uint32 _x;                                                           \
+  b ^= ~(c | d); a ^= b & c;                                           \
+  _x = d; d = a; a = _x;                                               \
+  c ^= a ^ b ^ d;                                                      \
+  b ^= ~(c | d); a ^= b & c;                                           \
+} while (0)
+
+#define THETA(ka, kb, kc, kd, a, b, c, d) do {                         \
+  uint32 _x;                                                           \
+  _x = a ^ c; _x ^= ROR32(_x, 8) ^ ROL32(_x, 8); b ^= _x; d ^= _x;     \
+  a ^= ka; b ^= kb; c ^= kc; d ^= kd;                                  \
+  _x = b ^ d; _x ^= ROR32(_x, 8) ^ ROL32(_x, 8); a ^= _x; c ^= _x;     \
+} while (0)
+  
+#define ITHETA(ka, kb, kc, kd, a, b, c, d) do {                                \
+  uint32 _x;                                                           \
+  _x = b ^ d; _x ^= ROR32(_x, 8) ^ ROL32(_x, 8); a ^= _x; c ^= _x;     \
+  a ^= ka; b ^= kb; c ^= kc; d ^= kd;                                  \
+  _x = a ^ c; _x ^= ROR32(_x, 8) ^ ROL32(_x, 8); b ^= _x; d ^= _x;     \
+} while (0)
+
+#define PI1(a, b, c, d) do {                                           \
+  b = ROL32(b, 1); c = ROL32(c, 5); d = ROL32(d, 2);                   \
+} while (0)
+
+#define PI2(a, b, c, d) do {                                           \
+  b = ROR32(b, 1); c = ROR32(c, 5); d = ROR32(d, 2);                   \
+} while (0)
+
+#define ROUND(r, ka, kb, kc, kd, a, b, c, d) do {                      \
+  a ^= *r++; THETA(ka, kb, kc, kd, a, b, c, d);                                \
+  PI1(a, b, c, d); GAMMA(a, b, c, d); PI2(a, b, c, d);                 \
+} while (0)
+
+#define IROUND(r, ka, kb, kc, kd, a, b, c, d) do {                     \
+  ITHETA(ka, kb, kc, kd, a, b, c, d); a ^= *--r;                       \
+  PI1(a, b, c, d); GAMMA(a, b, c, d); PI2(a, b, c, d);                 \
+} while (0)
+
+void noekeon_eblk(const noekeon_ctx *k, const uint32 *src, uint32 *dst)
+{
+  uint32 ka = k->k[0], kb = k->k[1], kc = k->k[2], kd = k->k[3];
+  uint32 a = src[0], b = src[1], c = src[2], d = src[3];
+  const octet *r = rcon;
+
+  ROUND(r, ka, kb, kc, kd, a, b, c, d);
+  ROUND(r, ka, kb, kc, kd, a, b, c, d);
+  ROUND(r, ka, kb, kc, kd, a, b, c, d);
+  ROUND(r, ka, kb, kc, kd, a, b, c, d);
+  ROUND(r, ka, kb, kc, kd, a, b, c, d);
+  ROUND(r, ka, kb, kc, kd, a, b, c, d);
+  ROUND(r, ka, kb, kc, kd, a, b, c, d);
+  ROUND(r, ka, kb, kc, kd, a, b, c, d);
+  ROUND(r, ka, kb, kc, kd, a, b, c, d);
+  ROUND(r, ka, kb, kc, kd, a, b, c, d);
+  ROUND(r, ka, kb, kc, kd, a, b, c, d);
+  ROUND(r, ka, kb, kc, kd, a, b, c, d);
+  ROUND(r, ka, kb, kc, kd, a, b, c, d);
+  ROUND(r, ka, kb, kc, kd, a, b, c, d);
+  ROUND(r, ka, kb, kc, kd, a, b, c, d);
+  ROUND(r, ka, kb, kc, kd, a, b, c, d);
+
+  a ^= *r++; THETA(ka, kb, kc, kd, a, b, c, d);
+
+  dst[0] = a; dst[1] = b; dst[2] = c; dst[3] = d;
+}
+
+void noekeon_dblk(const noekeon_ctx *k, const uint32 *src, uint32 *dst)
+{
+  uint32 ka = k->k[0], kb = k->k[1], kc = k->k[2], kd = k->k[3];
+  uint32 a = src[0], b = src[1], c = src[2], d = src[3];
+  const octet *r = rcon + sizeof(rcon);
+
+  IROUND(r, ka, kb, kc, kd, a, b, c, d);
+  IROUND(r, ka, kb, kc, kd, a, b, c, d);
+  IROUND(r, ka, kb, kc, kd, a, b, c, d);
+  IROUND(r, ka, kb, kc, kd, a, b, c, d);
+  IROUND(r, ka, kb, kc, kd, a, b, c, d);
+  IROUND(r, ka, kb, kc, kd, a, b, c, d);
+  IROUND(r, ka, kb, kc, kd, a, b, c, d);
+  IROUND(r, ka, kb, kc, kd, a, b, c, d);
+  IROUND(r, ka, kb, kc, kd, a, b, c, d);
+  IROUND(r, ka, kb, kc, kd, a, b, c, d);
+  IROUND(r, ka, kb, kc, kd, a, b, c, d);
+  IROUND(r, ka, kb, kc, kd, a, b, c, d);
+  IROUND(r, ka, kb, kc, kd, a, b, c, d);
+  IROUND(r, ka, kb, kc, kd, a, b, c, d);
+  IROUND(r, ka, kb, kc, kd, a, b, c, d);
+  IROUND(r, ka, kb, kc, kd, a, b, c, d);
+
+  ITHETA(ka, kb, kc, kd, a, b, c, d); a ^= *--r;
+
+  dst[0] = a; dst[1] = b; dst[2] = c; dst[3] = d;
+}
+
+BLKC_TEST(NOEKEON, noekeon)
+
+/*----- That's all, folks -------------------------------------------------*/