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1 /* LibTomCrypt, modular cryptographic library -- Tom St Denis
2  *
3  * LibTomCrypt is a library that provides various cryptographic
4  * algorithms in a highly modular and flexible manner.
5  *
6  * The library is free for all purposes without any express
7  * guarantee it works.
8  *
9  * Tom St Denis, tomstdenis@gmail.com, http://libtomcrypt.com
10  */
11 #include "tomcrypt.h"
12 
13 /**
14   @file des.c
15   DES code submitted by Dobes Vandermeer
16 */
17 
18 #ifdef DES
19 
20 #define EN0 0
21 #define DE1 1
22 
23 #if 0
24 const struct ltc_cipher_descriptor des_desc =
25 {
26     "des",
27     13,
28     8, 8, 8, 16,
29     &des_setup,
30     &des_ecb_encrypt,
31     &des_ecb_decrypt,
32     &des_test,
33     &des_done,
34     &des_keysize,
35     NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL
36 };
37 #endif
38 
39 const struct ltc_cipher_descriptor des3_desc =
40 {
41     "3des",
42     14,
43     24, 24, 8, 16,
44     &des3_setup,
45     &des3_ecb_encrypt,
46     &des3_ecb_decrypt,
47     &des3_test,
48     &des3_done,
49     &des3_keysize,
50     NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL
51 };
52 
53 static const ulong32 bytebit[8] =
54 {
55     0200, 0100, 040, 020, 010, 04, 02, 01
56 };
57 
58 static const ulong32 bigbyte[24] =
59 {
60     0x800000UL,  0x400000UL,  0x200000UL,  0x100000UL,
61     0x80000UL,   0x40000UL,   0x20000UL,   0x10000UL,
62     0x8000UL,    0x4000UL,    0x2000UL,    0x1000UL,
63     0x800UL,     0x400UL,     0x200UL,     0x100UL,
64     0x80UL,      0x40UL,      0x20UL,      0x10UL,
65     0x8UL,       0x4UL,       0x2UL,       0x1L
66 };
67 
68 /* Use the key schedule specific in the standard (ANSI X3.92-1981) */
69 
70 static const unsigned char pc1[56] = {
71     56, 48, 40, 32, 24, 16,  8,  0, 57, 49, 41, 33, 25, 17,
72      9,  1, 58, 50, 42, 34, 26, 18, 10,  2, 59, 51, 43, 35,
73     62, 54, 46, 38, 30, 22, 14,  6, 61, 53, 45, 37, 29, 21,
74     13,  5, 60, 52, 44, 36, 28, 20, 12,  4, 27, 19, 11,  3
75 };
76 
77 static const unsigned char totrot[16] = {
78     1,   2,  4,  6,
79     8,  10, 12, 14,
80     15, 17, 19, 21,
81     23, 25, 27, 28
82 };
83 
84 static const unsigned char pc2[48] = {
85     13, 16, 10, 23,  0,  4,      2, 27, 14,  5, 20,  9,
86     22, 18, 11,  3, 25,  7,     15,  6, 26, 19, 12,  1,
87     40, 51, 30, 36, 46, 54,     29, 39, 50, 44, 32, 47,
88     43, 48, 38, 55, 33, 52,     45, 41, 49, 35, 28, 31
89 };
90 
91 
92 static const ulong32 SP1[64] =
93 {
94     0x01010400UL, 0x00000000UL, 0x00010000UL, 0x01010404UL,
95     0x01010004UL, 0x00010404UL, 0x00000004UL, 0x00010000UL,
96     0x00000400UL, 0x01010400UL, 0x01010404UL, 0x00000400UL,
97     0x01000404UL, 0x01010004UL, 0x01000000UL, 0x00000004UL,
98     0x00000404UL, 0x01000400UL, 0x01000400UL, 0x00010400UL,
99     0x00010400UL, 0x01010000UL, 0x01010000UL, 0x01000404UL,
100     0x00010004UL, 0x01000004UL, 0x01000004UL, 0x00010004UL,
101     0x00000000UL, 0x00000404UL, 0x00010404UL, 0x01000000UL,
102     0x00010000UL, 0x01010404UL, 0x00000004UL, 0x01010000UL,
103     0x01010400UL, 0x01000000UL, 0x01000000UL, 0x00000400UL,
104     0x01010004UL, 0x00010000UL, 0x00010400UL, 0x01000004UL,
105     0x00000400UL, 0x00000004UL, 0x01000404UL, 0x00010404UL,
106     0x01010404UL, 0x00010004UL, 0x01010000UL, 0x01000404UL,
107     0x01000004UL, 0x00000404UL, 0x00010404UL, 0x01010400UL,
108     0x00000404UL, 0x01000400UL, 0x01000400UL, 0x00000000UL,
109     0x00010004UL, 0x00010400UL, 0x00000000UL, 0x01010004UL
110 };
111 
112 static const ulong32 SP2[64] =
113 {
114     0x80108020UL, 0x80008000UL, 0x00008000UL, 0x00108020UL,
115     0x00100000UL, 0x00000020UL, 0x80100020UL, 0x80008020UL,
116     0x80000020UL, 0x80108020UL, 0x80108000UL, 0x80000000UL,
117     0x80008000UL, 0x00100000UL, 0x00000020UL, 0x80100020UL,
118     0x00108000UL, 0x00100020UL, 0x80008020UL, 0x00000000UL,
119     0x80000000UL, 0x00008000UL, 0x00108020UL, 0x80100000UL,
120     0x00100020UL, 0x80000020UL, 0x00000000UL, 0x00108000UL,
121     0x00008020UL, 0x80108000UL, 0x80100000UL, 0x00008020UL,
122     0x00000000UL, 0x00108020UL, 0x80100020UL, 0x00100000UL,
123     0x80008020UL, 0x80100000UL, 0x80108000UL, 0x00008000UL,
124     0x80100000UL, 0x80008000UL, 0x00000020UL, 0x80108020UL,
125     0x00108020UL, 0x00000020UL, 0x00008000UL, 0x80000000UL,
126     0x00008020UL, 0x80108000UL, 0x00100000UL, 0x80000020UL,
127     0x00100020UL, 0x80008020UL, 0x80000020UL, 0x00100020UL,
128     0x00108000UL, 0x00000000UL, 0x80008000UL, 0x00008020UL,
129     0x80000000UL, 0x80100020UL, 0x80108020UL, 0x00108000UL
130 };
131 
132 static const ulong32 SP3[64] =
133 {
134     0x00000208UL, 0x08020200UL, 0x00000000UL, 0x08020008UL,
135     0x08000200UL, 0x00000000UL, 0x00020208UL, 0x08000200UL,
136     0x00020008UL, 0x08000008UL, 0x08000008UL, 0x00020000UL,
137     0x08020208UL, 0x00020008UL, 0x08020000UL, 0x00000208UL,
138     0x08000000UL, 0x00000008UL, 0x08020200UL, 0x00000200UL,
139     0x00020200UL, 0x08020000UL, 0x08020008UL, 0x00020208UL,
140     0x08000208UL, 0x00020200UL, 0x00020000UL, 0x08000208UL,
141     0x00000008UL, 0x08020208UL, 0x00000200UL, 0x08000000UL,
142     0x08020200UL, 0x08000000UL, 0x00020008UL, 0x00000208UL,
143     0x00020000UL, 0x08020200UL, 0x08000200UL, 0x00000000UL,
144     0x00000200UL, 0x00020008UL, 0x08020208UL, 0x08000200UL,
145     0x08000008UL, 0x00000200UL, 0x00000000UL, 0x08020008UL,
146     0x08000208UL, 0x00020000UL, 0x08000000UL, 0x08020208UL,
147     0x00000008UL, 0x00020208UL, 0x00020200UL, 0x08000008UL,
148     0x08020000UL, 0x08000208UL, 0x00000208UL, 0x08020000UL,
149     0x00020208UL, 0x00000008UL, 0x08020008UL, 0x00020200UL
150 };
151 
152 static const ulong32 SP4[64] =
153 {
154     0x00802001UL, 0x00002081UL, 0x00002081UL, 0x00000080UL,
155     0x00802080UL, 0x00800081UL, 0x00800001UL, 0x00002001UL,
156     0x00000000UL, 0x00802000UL, 0x00802000UL, 0x00802081UL,
157     0x00000081UL, 0x00000000UL, 0x00800080UL, 0x00800001UL,
158     0x00000001UL, 0x00002000UL, 0x00800000UL, 0x00802001UL,
159     0x00000080UL, 0x00800000UL, 0x00002001UL, 0x00002080UL,
160     0x00800081UL, 0x00000001UL, 0x00002080UL, 0x00800080UL,
161     0x00002000UL, 0x00802080UL, 0x00802081UL, 0x00000081UL,
162     0x00800080UL, 0x00800001UL, 0x00802000UL, 0x00802081UL,
163     0x00000081UL, 0x00000000UL, 0x00000000UL, 0x00802000UL,
164     0x00002080UL, 0x00800080UL, 0x00800081UL, 0x00000001UL,
165     0x00802001UL, 0x00002081UL, 0x00002081UL, 0x00000080UL,
166     0x00802081UL, 0x00000081UL, 0x00000001UL, 0x00002000UL,
167     0x00800001UL, 0x00002001UL, 0x00802080UL, 0x00800081UL,
168     0x00002001UL, 0x00002080UL, 0x00800000UL, 0x00802001UL,
169     0x00000080UL, 0x00800000UL, 0x00002000UL, 0x00802080UL
170 };
171 
172 static const ulong32 SP5[64] =
173 {
174     0x00000100UL, 0x02080100UL, 0x02080000UL, 0x42000100UL,
175     0x00080000UL, 0x00000100UL, 0x40000000UL, 0x02080000UL,
176     0x40080100UL, 0x00080000UL, 0x02000100UL, 0x40080100UL,
177     0x42000100UL, 0x42080000UL, 0x00080100UL, 0x40000000UL,
178     0x02000000UL, 0x40080000UL, 0x40080000UL, 0x00000000UL,
179     0x40000100UL, 0x42080100UL, 0x42080100UL, 0x02000100UL,
180     0x42080000UL, 0x40000100UL, 0x00000000UL, 0x42000000UL,
181     0x02080100UL, 0x02000000UL, 0x42000000UL, 0x00080100UL,
182     0x00080000UL, 0x42000100UL, 0x00000100UL, 0x02000000UL,
183     0x40000000UL, 0x02080000UL, 0x42000100UL, 0x40080100UL,
184     0x02000100UL, 0x40000000UL, 0x42080000UL, 0x02080100UL,
185     0x40080100UL, 0x00000100UL, 0x02000000UL, 0x42080000UL,
186     0x42080100UL, 0x00080100UL, 0x42000000UL, 0x42080100UL,
187     0x02080000UL, 0x00000000UL, 0x40080000UL, 0x42000000UL,
188     0x00080100UL, 0x02000100UL, 0x40000100UL, 0x00080000UL,
189     0x00000000UL, 0x40080000UL, 0x02080100UL, 0x40000100UL
190 };
191 
192 static const ulong32 SP6[64] =
193 {
194     0x20000010UL, 0x20400000UL, 0x00004000UL, 0x20404010UL,
195     0x20400000UL, 0x00000010UL, 0x20404010UL, 0x00400000UL,
196     0x20004000UL, 0x00404010UL, 0x00400000UL, 0x20000010UL,
197     0x00400010UL, 0x20004000UL, 0x20000000UL, 0x00004010UL,
198     0x00000000UL, 0x00400010UL, 0x20004010UL, 0x00004000UL,
199     0x00404000UL, 0x20004010UL, 0x00000010UL, 0x20400010UL,
200     0x20400010UL, 0x00000000UL, 0x00404010UL, 0x20404000UL,
201     0x00004010UL, 0x00404000UL, 0x20404000UL, 0x20000000UL,
202     0x20004000UL, 0x00000010UL, 0x20400010UL, 0x00404000UL,
203     0x20404010UL, 0x00400000UL, 0x00004010UL, 0x20000010UL,
204     0x00400000UL, 0x20004000UL, 0x20000000UL, 0x00004010UL,
205     0x20000010UL, 0x20404010UL, 0x00404000UL, 0x20400000UL,
206     0x00404010UL, 0x20404000UL, 0x00000000UL, 0x20400010UL,
207     0x00000010UL, 0x00004000UL, 0x20400000UL, 0x00404010UL,
208     0x00004000UL, 0x00400010UL, 0x20004010UL, 0x00000000UL,
209     0x20404000UL, 0x20000000UL, 0x00400010UL, 0x20004010UL
210 };
211 
212 static const ulong32 SP7[64] =
213 {
214     0x00200000UL, 0x04200002UL, 0x04000802UL, 0x00000000UL,
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1279   CONST64(0x4000400000400040), CONST64(0x4000401000400040), CONST64(0x4000400040400040), CONST64(0x4000401040400040),
1280   CONST64(0x4000400000004040), CONST64(0x4000401000004040), CONST64(0x4000400040004040), CONST64(0x4000401040004040),
1281   CONST64(0x4000400000404040), CONST64(0x4000401000404040), CONST64(0x4000400040404040), CONST64(0x4000401040404040),
1282   CONST64(0x0040400000000000), CONST64(0x0040401000000000), CONST64(0x0040400040000000), CONST64(0x0040401040000000),
1283   CONST64(0x0040400000400000), CONST64(0x0040401000400000), CONST64(0x0040400040400000), CONST64(0x0040401040400000),
1284   CONST64(0x0040400000004000), CONST64(0x0040401000004000), CONST64(0x0040400040004000), CONST64(0x0040401040004000),
1285   CONST64(0x0040400000404000), CONST64(0x0040401000404000), CONST64(0x0040400040404000), CONST64(0x0040401040404000),
1286   CONST64(0x0040400000000040), CONST64(0x0040401000000040), CONST64(0x0040400040000040), CONST64(0x0040401040000040),
1287   CONST64(0x0040400000400040), CONST64(0x0040401000400040), CONST64(0x0040400040400040), CONST64(0x0040401040400040),
1288   CONST64(0x0040400000004040), CONST64(0x0040401000004040), CONST64(0x0040400040004040), CONST64(0x0040401040004040),
1289   CONST64(0x0040400000404040), CONST64(0x0040401000404040), CONST64(0x0040400040404040), CONST64(0x0040401040404040),
1290   CONST64(0x4040400000000000), CONST64(0x4040401000000000), CONST64(0x4040400040000000), CONST64(0x4040401040000000),
1291   CONST64(0x4040400000400000), CONST64(0x4040401000400000), CONST64(0x4040400040400000), CONST64(0x4040401040400000),
1292   CONST64(0x4040400000004000), CONST64(0x4040401000004000), CONST64(0x4040400040004000), CONST64(0x4040401040004000),
1293   CONST64(0x4040400000404000), CONST64(0x4040401000404000), CONST64(0x4040400040404000), CONST64(0x4040401040404000),
1294   CONST64(0x4040400000000040), CONST64(0x4040401000000040), CONST64(0x4040400040000040), CONST64(0x4040401040000040),
1295   CONST64(0x4040400000400040), CONST64(0x4040401000400040), CONST64(0x4040400040400040), CONST64(0x4040401040400040),
1296   CONST64(0x4040400000004040), CONST64(0x4040401000004040), CONST64(0x4040400040004040), CONST64(0x4040401040004040),
1297   CONST64(0x4040400000404040), CONST64(0x4040401000404040), CONST64(0x4040400040404040), CONST64(0x4040401040404040)
1298   }};
1299 
1300 #endif
1301 
1302 
1303 static void cookey(const ulong32 *raw1, ulong32 *keyout);
1304 
1305 #ifdef LTC_CLEAN_STACK
_deskey(const unsigned char * key,short edf,ulong32 * keyout)1306 static void _deskey(const unsigned char *key, short edf, ulong32 *keyout)
1307 #else
1308 static void deskey(const unsigned char *key, short edf, ulong32 *keyout)
1309 #endif
1310 {
1311     ulong32 i, j, l, m, n, kn[32];
1312     unsigned char pc1m[56], pcr[56];
1313 
1314     for (j=0; j < 56; j++) {
1315         l = (ulong32)pc1[j];
1316         m = l & 7;
1317         pc1m[j] = (unsigned char)((key[l >> 3U] & bytebit[m]) == bytebit[m] ? 1 : 0);
1318     }
1319 
1320     for (i=0; i < 16; i++) {
1321         if (edf == DE1) {
1322            m = (15 - i) << 1;
1323         } else {
1324            m = i << 1;
1325         }
1326         n = m + 1;
1327         kn[m] = kn[n] = 0L;
1328         for (j=0; j < 28; j++) {
1329             l = j + (ulong32)totrot[i];
1330             if (l < 28) {
1331                pcr[j] = pc1m[l];
1332             } else {
1333                pcr[j] = pc1m[l - 28];
1334             }
1335         }
1336         for (/*j = 28*/; j < 56; j++) {
1337             l = j + (ulong32)totrot[i];
1338             if (l < 56) {
1339                pcr[j] = pc1m[l];
1340             } else {
1341                pcr[j] = pc1m[l - 28];
1342             }
1343         }
1344         for (j=0; j < 24; j++)  {
1345             if ((int)pcr[(int)pc2[j]] != 0) {
1346                kn[m] |= bigbyte[j];
1347             }
1348             if ((int)pcr[(int)pc2[j+24]] != 0) {
1349                kn[n] |= bigbyte[j];
1350             }
1351         }
1352     }
1353 
1354     cookey(kn, keyout);
1355 }
1356 
1357 #ifdef LTC_CLEAN_STACK
deskey(const unsigned char * key,short edf,ulong32 * keyout)1358 static void deskey(const unsigned char *key, short edf, ulong32 *keyout)
1359 {
1360    _deskey(key, edf, keyout);
1361    burn_stack(sizeof(int)*5 + sizeof(ulong32)*32 + sizeof(unsigned char)*112);
1362 }
1363 #endif
1364 
1365 #ifdef LTC_CLEAN_STACK
_cookey(const ulong32 * raw1,ulong32 * keyout)1366 static void _cookey(const ulong32 *raw1, ulong32 *keyout)
1367 #else
1368 static void cookey(const ulong32 *raw1, ulong32 *keyout)
1369 #endif
1370 {
1371     ulong32 *cook;
1372     const ulong32 *raw0;
1373     ulong32 dough[32];
1374     int i;
1375 
1376     cook = dough;
1377     for(i=0; i < 16; i++, raw1++)
1378     {
1379         raw0 = raw1++;
1380         *cook    = (*raw0 & 0x00fc0000L) << 6;
1381         *cook   |= (*raw0 & 0x00000fc0L) << 10;
1382         *cook   |= (*raw1 & 0x00fc0000L) >> 10;
1383         *cook++ |= (*raw1 & 0x00000fc0L) >> 6;
1384         *cook    = (*raw0 & 0x0003f000L) << 12;
1385         *cook   |= (*raw0 & 0x0000003fL) << 16;
1386         *cook   |= (*raw1 & 0x0003f000L) >> 4;
1387         *cook++ |= (*raw1 & 0x0000003fL);
1388     }
1389 
1390     XMEMCPY(keyout, dough, sizeof dough);
1391 }
1392 
1393 #ifdef LTC_CLEAN_STACK
cookey(const ulong32 * raw1,ulong32 * keyout)1394 static void cookey(const ulong32 *raw1, ulong32 *keyout)
1395 {
1396    _cookey(raw1, keyout);
1397    burn_stack(sizeof(ulong32 *) * 2 + sizeof(ulong32)*32 + sizeof(int));
1398 }
1399 #endif
1400 
1401 #ifndef LTC_CLEAN_STACK
desfunc(ulong32 * block,const ulong32 * keys)1402 static void desfunc(ulong32 *block, const ulong32 *keys)
1403 #else
1404 static void _desfunc(ulong32 *block, const ulong32 *keys)
1405 #endif
1406 {
1407     ulong32 work, right, leftt;
1408     int cur_round;
1409 
1410     leftt = block[0];
1411     right = block[1];
1412 
1413 #ifdef LTC_SMALL_CODE
1414     work = ((leftt >> 4)  ^ right) & 0x0f0f0f0fL;
1415     right ^= work;
1416     leftt ^= (work << 4);
1417 
1418     work = ((leftt >> 16) ^ right) & 0x0000ffffL;
1419     right ^= work;
1420     leftt ^= (work << 16);
1421 
1422     work = ((right >> 2)  ^ leftt) & 0x33333333L;
1423     leftt ^= work;
1424     right ^= (work << 2);
1425 
1426     work = ((right >> 8)  ^ leftt) & 0x00ff00ffL;
1427     leftt ^= work;
1428     right ^= (work << 8);
1429 
1430     right = ROLc(right, 1);
1431     work = (leftt ^ right) & 0xaaaaaaaaL;
1432 
1433     leftt ^= work;
1434     right ^= work;
1435     leftt = ROLc(leftt, 1);
1436 #else
1437    {
1438       ulong64 tmp;
1439       tmp = des_ip[0][byte(leftt, 0)] ^
1440             des_ip[1][byte(leftt, 1)] ^
1441             des_ip[2][byte(leftt, 2)] ^
1442             des_ip[3][byte(leftt, 3)] ^
1443             des_ip[4][byte(right, 0)] ^
1444             des_ip[5][byte(right, 1)] ^
1445             des_ip[6][byte(right, 2)] ^
1446             des_ip[7][byte(right, 3)];
1447       leftt = (ulong32)(tmp >> 32);
1448       right = (ulong32)(tmp & 0xFFFFFFFFUL);
1449    }
1450 #endif
1451 
1452     for (cur_round = 0; cur_round < 8; cur_round++) {
1453         work  = RORc(right, 4) ^ *keys++;
1454         leftt ^= SP7[work        & 0x3fL]
1455               ^ SP5[(work >>  8) & 0x3fL]
1456               ^ SP3[(work >> 16) & 0x3fL]
1457               ^ SP1[(work >> 24) & 0x3fL];
1458         work  = right ^ *keys++;
1459         leftt ^= SP8[ work        & 0x3fL]
1460               ^  SP6[(work >>  8) & 0x3fL]
1461               ^  SP4[(work >> 16) & 0x3fL]
1462               ^  SP2[(work >> 24) & 0x3fL];
1463 
1464         work = RORc(leftt, 4) ^ *keys++;
1465         right ^= SP7[ work        & 0x3fL]
1466               ^  SP5[(work >>  8) & 0x3fL]
1467               ^  SP3[(work >> 16) & 0x3fL]
1468               ^  SP1[(work >> 24) & 0x3fL];
1469         work  = leftt ^ *keys++;
1470         right ^= SP8[ work        & 0x3fL]
1471               ^  SP6[(work >>  8) & 0x3fL]
1472               ^  SP4[(work >> 16) & 0x3fL]
1473               ^  SP2[(work >> 24) & 0x3fL];
1474     }
1475 
1476 #ifdef LTC_SMALL_CODE
1477     right = RORc(right, 1);
1478     work = (leftt ^ right) & 0xaaaaaaaaL;
1479     leftt ^= work;
1480     right ^= work;
1481     leftt = RORc(leftt, 1);
1482     work = ((leftt >> 8) ^ right) & 0x00ff00ffL;
1483     right ^= work;
1484     leftt ^= (work << 8);
1485     /* -- */
1486     work = ((leftt >> 2) ^ right) & 0x33333333L;
1487     right ^= work;
1488     leftt ^= (work << 2);
1489     work = ((right >> 16) ^ leftt) & 0x0000ffffL;
1490     leftt ^= work;
1491     right ^= (work << 16);
1492     work = ((right >> 4) ^ leftt) & 0x0f0f0f0fL;
1493     leftt ^= work;
1494     right ^= (work << 4);
1495 #else
1496    {
1497       ulong64 tmp;
1498       tmp = des_fp[0][byte(leftt, 0)] ^
1499             des_fp[1][byte(leftt, 1)] ^
1500             des_fp[2][byte(leftt, 2)] ^
1501             des_fp[3][byte(leftt, 3)] ^
1502             des_fp[4][byte(right, 0)] ^
1503             des_fp[5][byte(right, 1)] ^
1504             des_fp[6][byte(right, 2)] ^
1505             des_fp[7][byte(right, 3)];
1506       leftt = (ulong32)(tmp >> 32);
1507       right = (ulong32)(tmp & 0xFFFFFFFFUL);
1508    }
1509 #endif
1510 
1511     block[0] = right;
1512     block[1] = leftt;
1513 }
1514 
1515 #ifdef LTC_CLEAN_STACK
desfunc(ulong32 * block,const ulong32 * keys)1516 static void desfunc(ulong32 *block, const ulong32 *keys)
1517 {
1518    _desfunc(block, keys);
1519    burn_stack(sizeof(ulong32) * 4 + sizeof(int));
1520 }
1521 #endif
1522 
1523 #if 0
1524  /**
1525     Initialize the DES block cipher
1526     @param key The symmetric key you wish to pass
1527     @param keylen The key length in bytes
1528     @param num_rounds The number of rounds desired (0 for default)
1529     @param skey The key in as scheduled by this function.
1530     @return CRYPT_OK if successful
1531  */
1532 int des_setup(const unsigned char *key, int keylen, int num_rounds, symmetric_key *skey)
1533 {
1534     LTC_ARGCHK(key != NULL);
1535     LTC_ARGCHK(skey != NULL);
1536 
1537     if (num_rounds != 0 && num_rounds != 16) {
1538         return CRYPT_INVALID_ROUNDS;
1539     }
1540 
1541     if (keylen != 8) {
1542         return CRYPT_INVALID_KEYSIZE;
1543     }
1544 
1545     deskey(key, EN0, skey->des.ek);
1546     deskey(key, DE1, skey->des.dk);
1547 
1548     return CRYPT_OK;
1549 }
1550 #endif
1551 
1552  /**
1553     Initialize the 3DES-EDE block cipher
1554     @param key The symmetric key you wish to pass
1555     @param keylen The key length in bytes
1556     @param num_rounds The number of rounds desired (0 for default)
1557     @param skey The key in as scheduled by this function.
1558     @return CRYPT_OK if successful
1559  */
des3_setup(const unsigned char * key,int keylen,int num_rounds,symmetric_key * skey)1560 int des3_setup(const unsigned char *key, int keylen, int num_rounds, symmetric_key *skey)
1561 {
1562     LTC_ARGCHK(key != NULL);
1563     LTC_ARGCHK(skey != NULL);
1564 
1565     if(num_rounds != 0 && num_rounds != 16) {
1566         return CRYPT_INVALID_ROUNDS;
1567     }
1568 
1569     if (keylen != 24) {
1570         return CRYPT_INVALID_KEYSIZE;
1571     }
1572 
1573     deskey(key,    EN0, skey->des3.ek[0]);
1574     deskey(key+8,  DE1, skey->des3.ek[1]);
1575     deskey(key+16, EN0, skey->des3.ek[2]);
1576 
1577     deskey(key,    DE1, skey->des3.dk[2]);
1578     deskey(key+8,  EN0, skey->des3.dk[1]);
1579     deskey(key+16, DE1, skey->des3.dk[0]);
1580 
1581     return CRYPT_OK;
1582 }
1583 
1584 #if 0
1585 /**
1586   Encrypts a block of text with DES
1587   @param pt The input plaintext (8 bytes)
1588   @param ct The output ciphertext (8 bytes)
1589   @param skey The key as scheduled
1590   @return CRYPT_OK if successful
1591 */
1592 int des_ecb_encrypt(const unsigned char *pt, unsigned char *ct, symmetric_key *skey)
1593 {
1594     ulong32 work[2];
1595     LTC_ARGCHK(pt   != NULL);
1596     LTC_ARGCHK(ct   != NULL);
1597     LTC_ARGCHK(skey != NULL);
1598     LOAD32H(work[0], pt+0);
1599     LOAD32H(work[1], pt+4);
1600     desfunc(work, skey->des.ek);
1601     STORE32H(work[0],ct+0);
1602     STORE32H(work[1],ct+4);
1603     return CRYPT_OK;
1604 }
1605 
1606 /**
1607   Decrypts a block of text with DES
1608   @param ct The input ciphertext (8 bytes)
1609   @param pt The output plaintext (8 bytes)
1610   @param skey The key as scheduled
1611   @return CRYPT_OK if successful
1612 */
1613 int des_ecb_decrypt(const unsigned char *ct, unsigned char *pt, symmetric_key *skey)
1614 {
1615     ulong32 work[2];
1616     LTC_ARGCHK(pt   != NULL);
1617     LTC_ARGCHK(ct   != NULL);
1618     LTC_ARGCHK(skey != NULL);
1619     LOAD32H(work[0], ct+0);
1620     LOAD32H(work[1], ct+4);
1621     desfunc(work, skey->des.dk);
1622     STORE32H(work[0],pt+0);
1623     STORE32H(work[1],pt+4);
1624     return CRYPT_OK;
1625 }
1626 #endif
1627 
1628 /**
1629   Encrypts a block of text with 3DES-EDE
1630   @param pt The input plaintext (8 bytes)
1631   @param ct The output ciphertext (8 bytes)
1632   @param skey The key as scheduled
1633   @return CRYPT_OK if successful
1634 */
des3_ecb_encrypt(const unsigned char * pt,unsigned char * ct,symmetric_key * skey)1635 int des3_ecb_encrypt(const unsigned char *pt, unsigned char *ct, symmetric_key *skey)
1636 {
1637     ulong32 work[2];
1638 
1639     LTC_ARGCHK(pt   != NULL);
1640     LTC_ARGCHK(ct   != NULL);
1641     LTC_ARGCHK(skey != NULL);
1642     LOAD32H(work[0], pt+0);
1643     LOAD32H(work[1], pt+4);
1644     desfunc(work, skey->des3.ek[0]);
1645     desfunc(work, skey->des3.ek[1]);
1646     desfunc(work, skey->des3.ek[2]);
1647     STORE32H(work[0],ct+0);
1648     STORE32H(work[1],ct+4);
1649     return CRYPT_OK;
1650 }
1651 
1652 /**
1653   Decrypts a block of text with 3DES-EDE
1654   @param ct The input ciphertext (8 bytes)
1655   @param pt The output plaintext (8 bytes)
1656   @param skey The key as scheduled
1657   @return CRYPT_OK if successful
1658 */
des3_ecb_decrypt(const unsigned char * ct,unsigned char * pt,symmetric_key * skey)1659 int des3_ecb_decrypt(const unsigned char *ct, unsigned char *pt, symmetric_key *skey)
1660 {
1661     ulong32 work[2];
1662     LTC_ARGCHK(pt   != NULL);
1663     LTC_ARGCHK(ct   != NULL);
1664     LTC_ARGCHK(skey != NULL);
1665     LOAD32H(work[0], ct+0);
1666     LOAD32H(work[1], ct+4);
1667     desfunc(work, skey->des3.dk[0]);
1668     desfunc(work, skey->des3.dk[1]);
1669     desfunc(work, skey->des3.dk[2]);
1670     STORE32H(work[0],pt+0);
1671     STORE32H(work[1],pt+4);
1672     return CRYPT_OK;
1673 }
1674 
1675 #if 0
1676 /**
1677   Performs a self-test of the DES block cipher
1678   @return CRYPT_OK if functional, CRYPT_NOP if self-test has been disabled
1679 */
1680 int des_test(void)
1681 {
1682  #ifndef LTC_TEST
1683     return CRYPT_NOP;
1684  #else
1685     int err;
1686     static const struct des_test_case {
1687         int num, mode; /* mode 1 = encrypt */
1688         unsigned char key[8], txt[8], out[8];
1689     } cases[] = {
1690         { 1, 1,     { 0x10, 0x31, 0x6E, 0x02, 0x8C, 0x8F, 0x3B, 0x4A },
1691                     { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 },
1692                     { 0x82, 0xDC, 0xBA, 0xFB, 0xDE, 0xAB, 0x66, 0x02 } },
1693         { 2, 1,     { 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01 },
1694                     { 0x95, 0xF8, 0xA5, 0xE5, 0xDD, 0x31, 0xD9, 0x00 },
1695                     { 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 } },
1696         { 3, 1,     { 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01 },
1697                     { 0xDD, 0x7F, 0x12, 0x1C, 0xA5, 0x01, 0x56, 0x19 },
1698                     { 0x40, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 } },
1699         { 4, 1,     { 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01 },
1700                     { 0x2E, 0x86, 0x53, 0x10, 0x4F, 0x38, 0x34, 0xEA },
1701                     { 0x20, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 } },
1702         { 5, 1,     { 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01 },
1703                     { 0x4B, 0xD3, 0x88, 0xFF, 0x6C, 0xD8, 0x1D, 0x4F },
1704                     { 0x10, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 } },
1705         { 6, 1,     { 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01 },
1706                     { 0x20, 0xB9, 0xE7, 0x67, 0xB2, 0xFB, 0x14, 0x56 },
1707                     { 0x08, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 } },
1708         { 7, 1,     { 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01 },
1709                     { 0x55, 0x57, 0x93, 0x80, 0xD7, 0x71, 0x38, 0xEF },
1710                     { 0x04, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 } },
1711         { 8, 1,     { 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01 },
1712                     { 0x6C, 0xC5, 0xDE, 0xFA, 0xAF, 0x04, 0x51, 0x2F },
1713                     { 0x02, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 } },
1714         { 9, 1,     { 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01 },
1715                     { 0x0D, 0x9F, 0x27, 0x9B, 0xA5, 0xD8, 0x72, 0x60 },
1716                     { 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 } },
1717         {10, 1,     { 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01 },
1718                     { 0xD9, 0x03, 0x1B, 0x02, 0x71, 0xBD, 0x5A, 0x0A },
1719                     { 0x00, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 } },
1720 
1721         { 1, 0,     { 0x10, 0x31, 0x6E, 0x02, 0x8C, 0x8F, 0x3B, 0x4A },
1722                     { 0x82, 0xDC, 0xBA, 0xFB, 0xDE, 0xAB, 0x66, 0x02 },
1723                     { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 } },
1724         { 2, 0,     { 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01 },
1725                     { 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 },
1726                     { 0x95, 0xF8, 0xA5, 0xE5, 0xDD, 0x31, 0xD9, 0x00 } },
1727         { 3, 0,     { 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01 },
1728                     { 0x40, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 },
1729                     { 0xDD, 0x7F, 0x12, 0x1C, 0xA5, 0x01, 0x56, 0x19 } },
1730         { 4, 0,     { 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01 },
1731                     { 0x20, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 },
1732                     { 0x2E, 0x86, 0x53, 0x10, 0x4F, 0x38, 0x34, 0xEA } },
1733         { 5, 0,     { 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01 },
1734                     { 0x10, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 },
1735                     { 0x4B, 0xD3, 0x88, 0xFF, 0x6C, 0xD8, 0x1D, 0x4F } },
1736         { 6, 0,     { 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01 },
1737                     { 0x08, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 },
1738                     { 0x20, 0xB9, 0xE7, 0x67, 0xB2, 0xFB, 0x14, 0x56 } },
1739         { 7, 0,     { 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01 },
1740                     { 0x04, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 },
1741                     { 0x55, 0x57, 0x93, 0x80, 0xD7, 0x71, 0x38, 0xEF } },
1742         { 8, 0,     { 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01 },
1743                     { 0x02, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 },
1744                     { 0x6C, 0xC5, 0xDE, 0xFA, 0xAF, 0x04, 0x51, 0x2F } },
1745         { 9, 0,     { 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01 },
1746                     { 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 },
1747                     { 0x0D, 0x9F, 0x27, 0x9B, 0xA5, 0xD8, 0x72, 0x60 } },
1748         {10, 0,     { 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01 },
1749                     { 0x00, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 },
1750                     { 0xD9, 0x03, 0x1B, 0x02, 0x71, 0xBD, 0x5A, 0x0A } }
1751 
1752         /*** more test cases you could add if you are not convinced (the above test cases aren't really too good):
1753 
1754                 key              plaintext        ciphertext
1755                 0000000000000000 0000000000000000 8CA64DE9C1B123A7
1756                 FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF 7359B2163E4EDC58
1757                 3000000000000000 1000000000000001 958E6E627A05557B
1758                 1111111111111111 1111111111111111 F40379AB9E0EC533
1759                 0123456789ABCDEF 1111111111111111 17668DFC7292532D
1760                 1111111111111111 0123456789ABCDEF 8A5AE1F81AB8F2DD
1761                 0000000000000000 0000000000000000 8CA64DE9C1B123A7
1762                 FEDCBA9876543210 0123456789ABCDEF ED39D950FA74BCC4
1763                 7CA110454A1A6E57 01A1D6D039776742 690F5B0D9A26939B
1764                 0131D9619DC1376E 5CD54CA83DEF57DA 7A389D10354BD271
1765                 07A1133E4A0B2686 0248D43806F67172 868EBB51CAB4599A
1766                 3849674C2602319E 51454B582DDF440A 7178876E01F19B2A
1767                 04B915BA43FEB5B6 42FD443059577FA2 AF37FB421F8C4095
1768                 0113B970FD34F2CE 059B5E0851CF143A 86A560F10EC6D85B
1769                 0170F175468FB5E6 0756D8E0774761D2 0CD3DA020021DC09
1770                 43297FAD38E373FE 762514B829BF486A EA676B2CB7DB2B7A
1771                 07A7137045DA2A16 3BDD119049372802 DFD64A815CAF1A0F
1772                 04689104C2FD3B2F 26955F6835AF609A 5C513C9C4886C088
1773                 37D06BB516CB7546 164D5E404F275232 0A2AEEAE3FF4AB77
1774                 1F08260D1AC2465E 6B056E18759F5CCA EF1BF03E5DFA575A
1775                 584023641ABA6176 004BD6EF09176062 88BF0DB6D70DEE56
1776                 025816164629B007 480D39006EE762F2 A1F9915541020B56
1777                 49793EBC79B3258F 437540C8698F3CFA 6FBF1CAFCFFD0556
1778                 4FB05E1515AB73A7 072D43A077075292 2F22E49BAB7CA1AC
1779                 49E95D6D4CA229BF 02FE55778117F12A 5A6B612CC26CCE4A
1780                 018310DC409B26D6 1D9D5C5018F728C2 5F4C038ED12B2E41
1781                 1C587F1C13924FEF 305532286D6F295A 63FAC0D034D9F793
1782                 0101010101010101 0123456789ABCDEF 617B3A0CE8F07100
1783                 1F1F1F1F0E0E0E0E 0123456789ABCDEF DB958605F8C8C606
1784                 E0FEE0FEF1FEF1FE 0123456789ABCDEF EDBFD1C66C29CCC7
1785                 0000000000000000 FFFFFFFFFFFFFFFF 355550B2150E2451
1786                 FFFFFFFFFFFFFFFF 0000000000000000 CAAAAF4DEAF1DBAE
1787                 0123456789ABCDEF 0000000000000000 D5D44FF720683D0D
1788                 FEDCBA9876543210 FFFFFFFFFFFFFFFF 2A2BB008DF97C2F2
1789 
1790             http://www.ecs.soton.ac.uk/~prw99r/ez438/vectors.txt
1791         ***/
1792     };
1793     int i, y;
1794     unsigned char tmp[8];
1795     symmetric_key des;
1796 
1797     for(i=0; i < (int)(sizeof(cases)/sizeof(cases[0])); i++)
1798     {
1799         if ((err = des_setup(cases[i].key, 8, 0, &des)) != CRYPT_OK) {
1800            return err;
1801         }
1802         if (cases[i].mode != 0) {
1803            des_ecb_encrypt(cases[i].txt, tmp, &des);
1804         } else {
1805            des_ecb_decrypt(cases[i].txt, tmp, &des);
1806         }
1807 
1808         if (XMEMCMP(cases[i].out, tmp, sizeof(tmp)) != 0) {
1809            return CRYPT_FAIL_TESTVECTOR;
1810         }
1811 
1812       /* now see if we can encrypt all zero bytes 1000 times, decrypt and come back where we started */
1813       for (y = 0; y < 8; y++) tmp[y] = 0;
1814       for (y = 0; y < 1000; y++) des_ecb_encrypt(tmp, tmp, &des);
1815       for (y = 0; y < 1000; y++) des_ecb_decrypt(tmp, tmp, &des);
1816       for (y = 0; y < 8; y++) if (tmp[y] != 0) return CRYPT_FAIL_TESTVECTOR;
1817 }
1818 
1819     return CRYPT_OK;
1820   #endif
1821 }
1822 #endif
1823 
des3_test(void)1824 int des3_test(void)
1825 {
1826  #ifndef LTC_TEST
1827     return CRYPT_NOP;
1828  #else
1829    unsigned char key[24], pt[8], ct[8], tmp[8];
1830    symmetric_key skey;
1831    int x, err;
1832 
1833    if ((err = des_test()) != CRYPT_OK) {
1834       return err;
1835    }
1836 
1837    for (x = 0; x < 8; x++) {
1838        pt[x] = x;
1839    }
1840 
1841    for (x = 0; x < 24; x++) {
1842        key[x] = x;
1843    }
1844 
1845    if ((err = des3_setup(key, 24, 0, &skey)) != CRYPT_OK) {
1846       return err;
1847    }
1848 
1849    des3_ecb_encrypt(pt, ct, &skey);
1850    des3_ecb_decrypt(ct, tmp, &skey);
1851 
1852    if (XMEMCMP(pt, tmp, 8) != 0) {
1853       return CRYPT_FAIL_TESTVECTOR;
1854    }
1855 
1856    return CRYPT_OK;
1857  #endif
1858 }
1859 
1860 #if 0
1861 /** Terminate the context
1862    @param skey    The scheduled key
1863 */
1864 void des_done(symmetric_key *skey)
1865 {
1866 }
1867 #endif
1868 
1869 /** Terminate the context
1870    @param skey    The scheduled key
1871 */
des3_done(symmetric_key * skey)1872 void des3_done(symmetric_key *skey)
1873 {
1874 }
1875 
1876 
1877 #if 0
1878 /**
1879   Gets suitable key size
1880   @param keysize [in/out] The length of the recommended key (in bytes).  This function will store the suitable size back in this variable.
1881   @return CRYPT_OK if the input key size is acceptable.
1882 */
1883 int des_keysize(int *keysize)
1884 {
1885     LTC_ARGCHK(keysize != NULL);
1886     if(*keysize < 8) {
1887         return CRYPT_INVALID_KEYSIZE;
1888     }
1889     *keysize = 8;
1890     return CRYPT_OK;
1891 }
1892 #endif
1893 
1894 /**
1895   Gets suitable key size
1896   @param keysize [in/out] The length of the recommended key (in bytes).  This function will store the suitable size back in this variable.
1897   @return CRYPT_OK if the input key size is acceptable.
1898 */
des3_keysize(int * keysize)1899 int des3_keysize(int *keysize)
1900 {
1901     LTC_ARGCHK(keysize != NULL);
1902     if(*keysize < 24) {
1903         return CRYPT_INVALID_KEYSIZE;
1904     }
1905     *keysize = 24;
1906     return CRYPT_OK;
1907 }
1908 
1909 #endif
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1912 /* $Source: /cvs/libtom/libtomcrypt/src/ciphers/des.c,v $ */
1913 /* $Revision: 1.13 $ */
1914 /* $Date: 2006/11/08 23:01:06 $ */
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