Makefile.m4: Remove mplimits.[ch] on clean.
[u/mdw/catacomb] / rijndael.c
index 66797d5..9eb5f21 100644 (file)
@@ -1,13 +1,13 @@
 /* -*-c-*-
  *
- * $Id: rijndael.c,v 1.1 2000/06/17 11:56:07 mdw Exp $
+ * $Id: rijndael.c,v 1.5 2004/04/08 01:36:15 mdw Exp $
  *
  * The Rijndael block cipher
  *
  * (c) 2000 Straylight/Edgeware
  */
 
-/*----- Licensing notice --------------------------------------------------* 
+/*----- Licensing notice --------------------------------------------------*
  *
  * This file is part of Catacomb.
  *
  * it under the terms of the GNU Library General Public License as
  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
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- * 
+ *
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- * 
+ *
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  * License along with Catacomb; if not, write to the Free
  * Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston,
  * MA 02111-1307, USA.
  */
 
-/*----- Revision history --------------------------------------------------* 
- *
- * $Log: rijndael.c,v $
- * Revision 1.1  2000/06/17 11:56:07  mdw
- * New cipher.
- *
- */
-
 /*----- Header files ------------------------------------------------------*/
 
 #include <assert.h>
 #include "blkc.h"
 #include "gcipher.h"
 #include "rijndael.h"
-#include "rijndael-tab.h"
-
-/*----- Global variables --------------------------------------------------*/
-
-const octet rijndael_keysz[] = { KSZ_RANGE, RIJNDAEL_KEYSZ, 4, 32, 4 };
-
-/*----- Constant tables ---------------------------------------------------*/
-
-static const octet S[256] = RIJNDAEL_S, SI[256] = RIJNDAEL_SI;
-static const uint32 T[4][256] = RIJNDAEL_T, TI[4][256] = RIJNDAEL_TI;
-static const uint32 U[4][256] = RIJNDAEL_U;
-static const octet rcon[] = RIJNDAEL_RCON;
+#include "rijndael-base.h"
 
 /*----- Main code ---------------------------------------------------------*/
 
-#define BYTESUB(x, s)                                                  \
-  (s[U8((x) >> 24)] << 24 | s[U8((x) >> 16)] << 16 |                   \
-   s[U8((x) >>  8)] <<  8 | s[U8((x) >>  0)] <<  0)
-
 /* --- @rijndael_init@ --- *
  *
  * Arguments:  @rijndael_ctx *k@ = pointer to context to initialize
@@ -80,71 +57,7 @@ static const octet rcon[] = RIJNDAEL_RCON;
 
 void rijndael_init(rijndael_ctx *k, const void *buf, size_t sz)
 {
-  unsigned nk, nr, nw;
-  unsigned i, j, jj;
-  const octet *p;
-  uint32 ww;
-
-  /* --- Sort out the key size --- */
-
-  KSZ_ASSERT(rijndael, sz);
-  nk = sz / 4;
-
-  /* --- Select the number of rounds --- */
-
-  if (nk < 5)
-    nr = 10;
-  else if (nk > 7)
-    nr = 14;
-  else
-    nr = 12;
-  k->nr = nr;
-
-  /* --- Fetch the first key words out --- */
-
-  p = buf;
-  for (i = 0; i < nk; i++) {
-    k->w[i] = LOAD32_L(p);
-    p += 4;
-  }
-
-  /* --- Expand this material to fill the rest of the table --- */
-
-  nw = (nr + 1) * (RIJNDAEL_BLKSZ / 4);
-  ww = k->w[i - 1];
-  p = rcon;
-  for (; i < nw; i++) {
-    uint32 w = k->w[i - nk];
-    if (i % nk == 0) {
-      ww = ROR32(ww, 8);
-      w ^= BYTESUB(ww, S) ^ *p++;
-    } else if (nk > 6 && i % nk == 4)
-      w ^= BYTESUB(ww, S);
-    else
-      w ^= ww;
-    k->w[i] = ww = w;
-  }
-
-  /* --- Make the decryption keys --- */
-
-  j = nw;
-
-  j -= RIJNDAEL_BLKSZ / 4; jj = 0;
-  for (i = 0; i < RIJNDAEL_BLKSZ / 4; i++)
-    k->wi[i] = k->w[j + jj++];
-
-  for (; i < nw - RIJNDAEL_BLKSZ / 4; i += RIJNDAEL_BLKSZ / 4) {
-    j -= RIJNDAEL_BLKSZ / 4;
-    for (jj = 0; jj < RIJNDAEL_BLKSZ / 4; jj++) {
-      uint32 w = k->w[j + jj];
-      k->wi[i + jj] = (U[0][U8(w >>  0)] ^ U[1][U8(w >>  8)] ^
-                      U[2][U8(w >> 16)] ^ U[3][U8(w >> 24)]);
-    }
-  }
-
-  j -= RIJNDAEL_BLKSZ / 4; jj = 0;
-  for (; i < nw; i++)
-    k->wi[i] = k->w[j + jj++];
+  rijndael_setup(k, RIJNDAEL_BLKSZ / 4, buf, sz);
 }
 
 /* --- @rijndael_eblk@, @rijndael_dblk@ --- *
@@ -158,64 +71,51 @@ void rijndael_init(rijndael_ctx *k, const void *buf, size_t sz)
  * Use:                Low-level block encryption and decryption.
  */
 
-#define EROUND(aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w) do {                     \
-  aa = (T[0][U8(a >>  0)] ^ T[1][U8(b >>  8)] ^                                \
-       T[2][U8(c >> 16)] ^ T[3][U8(d >> 24)]) ^ *w++;                  \
-  bb = (T[0][U8(b >>  0)] ^ T[1][U8(c >>  8)] ^                                \
-       T[2][U8(d >> 16)] ^ T[3][U8(a >> 24)]) ^ *w++;                  \
-  cc = (T[0][U8(c >>  0)] ^ T[1][U8(d >>  8)] ^                                \
-       T[2][U8(a >> 16)] ^ T[3][U8(b >> 24)]) ^ *w++;                  \
-  dd = (T[0][U8(d >>  0)] ^ T[1][U8(a >>  8)] ^                                \
-       T[2][U8(b >> 16)] ^ T[3][U8(c >> 24)]) ^ *w++;                  \
+#define DO(what, t, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w) do {                        \
+  aa = what(t, a, b, c, d) ^ *w++;                                     \
+  bb = what(t, b, c, d, a) ^ *w++;                                     \
+  cc = what(t, c, d, a, b) ^ *w++;                                     \
+  dd = what(t, d, a, b, c) ^ *w++;                                     \
 } while (0)
 
-#define DROUND(aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w) do {                     \
-  aa = (TI[0][U8(a >>  0)] ^ TI[1][U8(d >>  8)] ^                      \
-       TI[2][U8(c >> 16)] ^ TI[3][U8(b >> 24)]) ^ *w++;                \
-  bb = (TI[0][U8(b >>  0)] ^ TI[1][U8(a >>  8)] ^                      \
-       TI[2][U8(d >> 16)] ^ TI[3][U8(c >> 24)]) ^ *w++;                \
-  cc = (TI[0][U8(c >>  0)] ^ TI[1][U8(b >>  8)] ^                      \
-       TI[2][U8(a >> 16)] ^ TI[3][U8(d >> 24)]) ^ *w++;                \
-  dd = (TI[0][U8(d >>  0)] ^ TI[1][U8(c >>  8)] ^                      \
-       TI[2][U8(b >> 16)] ^ TI[3][U8(a >> 24)]) ^ *w++;                \
+#define UNDO(what, t, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w) do {              \
+  aa = what(t, a, d, c, b) ^ *w++;                                     \
+  bb = what(t, b, a, d, c) ^ *w++;                                     \
+  cc = what(t, c, b, a, d) ^ *w++;                                     \
+  dd = what(t, d, c, b, a) ^ *w++;                                     \
 } while (0)
 
 void rijndael_eblk(const rijndael_ctx *k, const uint32 *s, uint32 *dst)
 {
   uint32 a = s[0], b = s[1], c = s[2], d = s[3];
   uint32 aa, bb, cc, dd;
-  uint32 *w = k->w;
+  const uint32 *w = k->w;
 
   a ^= *w++; b ^= *w++; c ^= *w++; d ^= *w++;
+  aa = a; bb = b; cc = c; dd = d;
 
   switch (k->nr) {
     case 14:
-      EROUND(aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
-      EROUND(a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
+      DO(MIX, T, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
+    case 13:
+      DO(MIX, T, a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
     case 12:
-      EROUND(aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
-      EROUND(a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
+      DO(MIX, T, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
+    case 11:
+      DO(MIX, T, a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
     case 10:
     default:
-      EROUND(aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
-      EROUND(a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
-      EROUND(aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
-      EROUND(a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
-      EROUND(aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
-      EROUND(a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
-      EROUND(aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
-      EROUND(a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
-      EROUND(aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
+      DO(MIX, T, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
+      DO(MIX, T, a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
+      DO(MIX, T, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
+      DO(MIX, T, a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
+      DO(MIX, T, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
+      DO(MIX, T, a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
+      DO(MIX, T, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
+      DO(MIX, T, a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
+      DO(MIX, T, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
   }
-
-  a = ((S[U8(aa >>  0)] <<  0) ^ (S[U8(bb >>  8)] <<  8) ^
-       (S[U8(cc >> 16)] << 16) ^ (S[U8(dd >> 24)] << 24)) ^ *w++;
-  b = ((S[U8(bb >>  0)] <<  0) ^ (S[U8(cc >>  8)] <<  8) ^     
-       (S[U8(dd >> 16)] << 16) ^ (S[U8(aa >> 24)] << 24)) ^ *w++;
-  c = ((S[U8(cc >>  0)] <<  0) ^ (S[U8(dd >>  8)] <<  8) ^
-       (S[U8(aa >> 16)] << 16) ^ (S[U8(bb >> 24)] << 24)) ^ *w++;
-  d = ((S[U8(dd >>  0)] <<  0) ^ (S[U8(aa >>  8)] <<  8) ^
-       (S[U8(bb >> 16)] << 16) ^ (S[U8(cc >> 24)] << 24)) ^ *w++;
+  DO(SUB, S, a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
 
   dst[0] = a; dst[1] = b; dst[2] = c; dst[3] = d;
 }
@@ -224,38 +124,33 @@ void rijndael_dblk(const rijndael_ctx *k, const uint32 *s, uint32 *dst)
 {
   uint32 a = s[0], b = s[1], c = s[2], d = s[3];
   uint32 aa, bb, cc, dd;
-  uint32 *w = k->wi;
+  const uint32 *w = k->wi;
 
   a ^= *w++; b ^= *w++; c ^= *w++; d ^= *w++;
+  aa = a; bb = b; cc = c; dd = d;
 
   switch (k->nr) {
     case 14:
-      DROUND(aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
-      DROUND(a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
+      UNDO(MIX, TI, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
+    case 13:
+      UNDO(MIX, TI, a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
     case 12:
-      DROUND(aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
-      DROUND(a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
+      UNDO(MIX, TI, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
+    case 11:
+      UNDO(MIX, TI, a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
     case 10:
     default:
-      DROUND(aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
-      DROUND(a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
-      DROUND(aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
-      DROUND(a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
-      DROUND(aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
-      DROUND(a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
-      DROUND(aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
-      DROUND(a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
-      DROUND(aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
+      UNDO(MIX, TI, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
+      UNDO(MIX, TI, a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
+      UNDO(MIX, TI, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
+      UNDO(MIX, TI, a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
+      UNDO(MIX, TI, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
+      UNDO(MIX, TI, a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
+      UNDO(MIX, TI, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
+      UNDO(MIX, TI, a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
+      UNDO(MIX, TI, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
   }
-
-  a = ((SI[U8(aa >>  0)] <<  0) ^ (SI[U8(dd >>  8)] <<  8) ^
-       (SI[U8(cc >> 16)] << 16) ^ (SI[U8(bb >> 24)] << 24)) ^ *w++;
-  b = ((SI[U8(bb >>  0)] <<  0) ^ (SI[U8(aa >>  8)] <<  8) ^
-       (SI[U8(dd >> 16)] << 16) ^ (SI[U8(cc >> 24)] << 24)) ^ *w++;
-  c = ((SI[U8(cc >>  0)] <<  0) ^ (SI[U8(bb >>  8)] <<  8) ^
-       (SI[U8(aa >> 16)] << 16) ^ (SI[U8(dd >> 24)] << 24)) ^ *w++;
-  d = ((SI[U8(dd >>  0)] <<  0) ^ (SI[U8(cc >>  8)] <<  8) ^
-       (SI[U8(bb >> 16)] << 16) ^ (SI[U8(aa >> 24)] << 24)) ^ *w++;
+  UNDO(SUB, SI, a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
 
   dst[0] = a; dst[1] = b; dst[2] = c; dst[3] = d;
 }