Rearrange the file tree.
[u/mdw/catacomb] / symm / square.c
diff --git a/symm/square.c b/symm/square.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..490b917
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,194 @@
+/* -*-c-*-
+ *
+ * The Square block cipher
+ *
+ * (c) 2000 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,
+ * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+ * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+ * GNU Library General Public License for more details.
+ *
+ * You should have received a copy of the GNU Library General Public
+ * License along with Catacomb; if not, write to the Free
+ * Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston,
+ * MA 02111-1307, USA.
+ */
+
+/*----- Header files ------------------------------------------------------*/
+
+#include <assert.h>
+#include <stdio.h>
+
+#include <mLib/bits.h>
+
+#include "blkc.h"
+#include "gcipher.h"
+#include "paranoia.h"
+#include "square.h"
+#include "square-tab.h"
+
+/*----- Global variables --------------------------------------------------*/
+
+const octet square_keysz[] = { KSZ_RANGE, SQUARE_KEYSZ, 4, 16, 4 };
+
+/*----- Constant tables ---------------------------------------------------*/
+
+static const octet S[256] = SQUARE_S, SI[256] = SQUARE_SI;
+static const uint32 T[4][256] = SQUARE_T, TI[4][256] = SQUARE_TI;
+static const uint32 U[4][256] = SQUARE_U;
+static const octet rcon[] = SQUARE_RCON;
+
+/*----- Main code ---------------------------------------------------------*/
+
+/* --- @square_init@ --- *
+ *
+ * Arguments:  @square_ctx *k@ = pointer to context to initialize
+ *             @const void *buf@ = pointer to buffer of key material
+ *             @size_t sz@ = size of the key material
+ *
+ * Returns:    ---
+ *
+ * Use:                Initializes a Square context with a particular key.  Square
+ *             keys must be a multiple of 32 bits long, and may be at most
+ *             128 bits.
+ */
+
+void square_init(square_ctx *k, const void *buf, size_t sz)
+{
+  unsigned nk, nr, nw;
+  unsigned i, j, jj;
+  const octet *p;
+  uint32 ww;
+  uint32 kk[SQUARE_KWORDS];
+
+  /* --- Sort out the key size --- */
+
+  KSZ_ASSERT(square, sz);
+  nk = sz / 4;
+
+  /* --- Fetch the first key words out --- */
+
+  p = buf;
+  for (i = 0; i < nk; i++) {
+    kk[i] = LOAD32_L(p);
+    p += 4;
+  }
+  nr = 8;
+
+  /* --- Expand this material to fill the rest of the table --- */
+
+  nw = (nr + 1) * 4;
+  ww = kk[i - 1];
+  p = rcon;
+  for (; i < nw; i++) {
+    uint32 w = kk[i - nk];
+    if (i % nk == 0) {
+      ww = ROR32(ww, 8);
+      w ^= ww ^ *p++;
+    } else
+      w ^= ww;
+    kk[i] = ww = w;
+  }
+
+  /* --- Make the encryption and decryption keys --- */
+
+  for (i = 0; i < nr * 4; i++) {
+    uint32 w = kk[i];
+    k->w[i] = (U[0][U8(w >>  0)] ^ U[1][U8(w >>         8)] ^
+              U[2][U8(w >> 16)] ^ U[3][U8(w >> 24)]);
+  }
+  for (; i < nw; i++)
+    k->w[i] = kk[i];
+
+  jj = nw;
+  for (i = 0; i < nr * 4; i += 4) {
+    jj -= 4;
+    for (j = 0; j < 4; j++)
+      k->wi[i + j] = kk[jj + j];
+  }
+  for (j = 0; j < 4; j++)
+    k->wi[i + j] = k->w[j];
+
+  BURN(kk);
+}
+
+/* --- @square_eblk@, @square_dblk@ --- *
+ *
+ * Arguments:  @const square_ctx *k@ = pointer to Square context
+ *             @const uint32 s[4]@ = pointer to source block
+ *             @uint32 d[4]@ = pointer to destination block
+ *
+ * Returns:    ---
+ *
+ * Use:                Low-level block encryption and decryption.
+ */
+
+#define SUB(s, sh, a, b, c, d)                                         \
+  (s[U8((a) >> sh)] << 0 | s[U8((b) >> sh)] <<  8 |                    \
+   s[U8((c) >> sh)] << 16 | s[U8((d) >> sh)] << 24)
+
+#define MIX(t, sh, a, b, c, d)                                         \
+  (t[0][U8((a) >> sh)] ^ t[1][U8((b) >> sh)] ^                         \
+   t[2][U8((c) >> sh)] ^ t[3][U8((d) >> sh)])
+
+#define DO(what, t, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w) do {                        \
+  aa = what(t, 0, a, b, c, d) ^ *w++;                                  \
+  bb = what(t, 8, a, b, c, d) ^ *w++;                                  \
+  cc = what(t, 16, a, b, c, d) ^ *w++;                                 \
+  dd = what(t, 24, a, b, c, d) ^ *w++;                                 \
+} while (0)
+
+void square_eblk(const square_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;
+  const uint32 *w = k->w;
+
+  a ^= *w++; b ^= *w++; c ^= *w++; 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(SUB, S, a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
+
+  dst[0] = a; dst[1] = b; dst[2] = c; dst[3] = d;
+}
+
+void square_dblk(const square_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;
+  const uint32 *w = k->wi;
+
+  a ^= *w++; b ^= *w++; c ^= *w++; d ^= *w++;
+
+  DO(MIX, TI, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
+  DO(MIX, TI, a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
+  DO(MIX, TI, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
+  DO(MIX, TI, a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
+  DO(MIX, TI, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
+  DO(MIX, TI, a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
+  DO(MIX, TI, aa, bb, cc, dd, a, b, c, d, w);
+  DO(SUB, SI, a, b, c, d, aa, bb, cc, dd, w);
+
+  dst[0] = a; dst[1] = b; dst[2] = c; dst[3] = d;
+}
+
+BLKC_TEST(SQUARE, square)
+
+/*----- That's all, folks -------------------------------------------------*/