xref: /freebsd/contrib/bearssl/src/symcipher/des_support.c (revision 2aaf9152a852aba9eb2036b95f4948ee77988826)
1*0957b409SSimon J. Gerraty /*
2*0957b409SSimon J. Gerraty  * Copyright (c) 2016 Thomas Pornin <pornin@bolet.org>
3*0957b409SSimon J. Gerraty  *
4*0957b409SSimon J. Gerraty  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining
5*0957b409SSimon J. Gerraty  * a copy of this software and associated documentation files (the
6*0957b409SSimon J. Gerraty  * "Software"), to deal in the Software without restriction, including
7*0957b409SSimon J. Gerraty  * without limitation the rights to use, copy, modify, merge, publish,
8*0957b409SSimon J. Gerraty  * distribute, sublicense, and/or sell copies of the Software, and to
9*0957b409SSimon J. Gerraty  * permit persons to whom the Software is furnished to do so, subject to
10*0957b409SSimon J. Gerraty  * the following conditions:
11*0957b409SSimon J. Gerraty  *
12*0957b409SSimon J. Gerraty  * The above copyright notice and this permission notice shall be
13*0957b409SSimon J. Gerraty  * included in all copies or substantial portions of the Software.
14*0957b409SSimon J. Gerraty  *
15*0957b409SSimon J. Gerraty  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
16*0957b409SSimon J. Gerraty  * EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
17*0957b409SSimon J. Gerraty  * MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND
18*0957b409SSimon J. Gerraty  * NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS
19*0957b409SSimon J. Gerraty  * BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN
20*0957b409SSimon J. Gerraty  * ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN
21*0957b409SSimon J. Gerraty  * CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
22*0957b409SSimon J. Gerraty  * SOFTWARE.
23*0957b409SSimon J. Gerraty  */
24*0957b409SSimon J. Gerraty 
25*0957b409SSimon J. Gerraty #include "inner.h"
26*0957b409SSimon J. Gerraty 
27*0957b409SSimon J. Gerraty /* see inner.h */
28*0957b409SSimon J. Gerraty void
br_des_do_IP(uint32_t * xl,uint32_t * xr)29*0957b409SSimon J. Gerraty br_des_do_IP(uint32_t *xl, uint32_t *xr)
30*0957b409SSimon J. Gerraty {
31*0957b409SSimon J. Gerraty 	/*
32*0957b409SSimon J. Gerraty 	 * Permutation algorithm is initially from Richard Outerbridge;
33*0957b409SSimon J. Gerraty 	 * implementation here is adapted from Crypto++ "des.cpp" file
34*0957b409SSimon J. Gerraty 	 * (which is in public domain).
35*0957b409SSimon J. Gerraty 	 */
36*0957b409SSimon J. Gerraty 	uint32_t l, r, t;
37*0957b409SSimon J. Gerraty 
38*0957b409SSimon J. Gerraty 	l = *xl;
39*0957b409SSimon J. Gerraty 	r = *xr;
40*0957b409SSimon J. Gerraty 	t = ((l >>  4) ^ r) & (uint32_t)0x0F0F0F0F;
41*0957b409SSimon J. Gerraty 	r ^= t;
42*0957b409SSimon J. Gerraty 	l ^= t <<  4;
43*0957b409SSimon J. Gerraty 	t = ((l >> 16) ^ r) & (uint32_t)0x0000FFFF;
44*0957b409SSimon J. Gerraty 	r ^= t;
45*0957b409SSimon J. Gerraty 	l ^= t << 16;
46*0957b409SSimon J. Gerraty 	t = ((r >>  2) ^ l) & (uint32_t)0x33333333;
47*0957b409SSimon J. Gerraty 	l ^= t;
48*0957b409SSimon J. Gerraty 	r ^= t <<  2;
49*0957b409SSimon J. Gerraty 	t = ((r >>  8) ^ l) & (uint32_t)0x00FF00FF;
50*0957b409SSimon J. Gerraty 	l ^= t;
51*0957b409SSimon J. Gerraty 	r ^= t <<  8;
52*0957b409SSimon J. Gerraty 	t = ((l >>  1) ^ r) & (uint32_t)0x55555555;
53*0957b409SSimon J. Gerraty 	r ^= t;
54*0957b409SSimon J. Gerraty 	l ^= t <<  1;
55*0957b409SSimon J. Gerraty 	*xl = l;
56*0957b409SSimon J. Gerraty 	*xr = r;
57*0957b409SSimon J. Gerraty }
58*0957b409SSimon J. Gerraty 
59*0957b409SSimon J. Gerraty /* see inner.h */
60*0957b409SSimon J. Gerraty void
br_des_do_invIP(uint32_t * xl,uint32_t * xr)61*0957b409SSimon J. Gerraty br_des_do_invIP(uint32_t *xl, uint32_t *xr)
62*0957b409SSimon J. Gerraty {
63*0957b409SSimon J. Gerraty 	/*
64*0957b409SSimon J. Gerraty 	 * See br_des_do_IP().
65*0957b409SSimon J. Gerraty 	 */
66*0957b409SSimon J. Gerraty 	uint32_t l, r, t;
67*0957b409SSimon J. Gerraty 
68*0957b409SSimon J. Gerraty 	l = *xl;
69*0957b409SSimon J. Gerraty 	r = *xr;
70*0957b409SSimon J. Gerraty 	t = ((l >>  1) ^ r) & 0x55555555;
71*0957b409SSimon J. Gerraty 	r ^= t;
72*0957b409SSimon J. Gerraty 	l ^= t <<  1;
73*0957b409SSimon J. Gerraty 	t = ((r >>  8) ^ l) & 0x00FF00FF;
74*0957b409SSimon J. Gerraty 	l ^= t;
75*0957b409SSimon J. Gerraty 	r ^= t <<  8;
76*0957b409SSimon J. Gerraty 	t = ((r >>  2) ^ l) & 0x33333333;
77*0957b409SSimon J. Gerraty 	l ^= t;
78*0957b409SSimon J. Gerraty 	r ^= t <<  2;
79*0957b409SSimon J. Gerraty 	t = ((l >> 16) ^ r) & 0x0000FFFF;
80*0957b409SSimon J. Gerraty 	r ^= t;
81*0957b409SSimon J. Gerraty 	l ^= t << 16;
82*0957b409SSimon J. Gerraty 	t = ((l >>  4) ^ r) & 0x0F0F0F0F;
83*0957b409SSimon J. Gerraty 	r ^= t;
84*0957b409SSimon J. Gerraty 	l ^= t <<  4;
85*0957b409SSimon J. Gerraty 	*xl = l;
86*0957b409SSimon J. Gerraty 	*xr = r;
87*0957b409SSimon J. Gerraty }
88*0957b409SSimon J. Gerraty 
89*0957b409SSimon J. Gerraty /* see inner.h */
90*0957b409SSimon J. Gerraty void
br_des_keysched_unit(uint32_t * skey,const void * key)91*0957b409SSimon J. Gerraty br_des_keysched_unit(uint32_t *skey, const void *key)
92*0957b409SSimon J. Gerraty {
93*0957b409SSimon J. Gerraty 	uint32_t xl, xr, kl, kr;
94*0957b409SSimon J. Gerraty 	int i;
95*0957b409SSimon J. Gerraty 
96*0957b409SSimon J. Gerraty 	xl = br_dec32be(key);
97*0957b409SSimon J. Gerraty 	xr = br_dec32be((const unsigned char *)key + 4);
98*0957b409SSimon J. Gerraty 
99*0957b409SSimon J. Gerraty 	/*
100*0957b409SSimon J. Gerraty 	 * Permutation PC-1 is quite similar to the IP permutation.
101*0957b409SSimon J. Gerraty 	 * Definition of IP (in FIPS 46-3 notations) is:
102*0957b409SSimon J. Gerraty 	 *   58 50 42 34 26 18 10 2
103*0957b409SSimon J. Gerraty 	 *   60 52 44 36 28 20 12 4
104*0957b409SSimon J. Gerraty 	 *   62 54 46 38 30 22 14 6
105*0957b409SSimon J. Gerraty 	 *   64 56 48 40 32 24 16 8
106*0957b409SSimon J. Gerraty 	 *   57 49 41 33 25 17  9 1
107*0957b409SSimon J. Gerraty 	 *   59 51 43 35 27 19 11 3
108*0957b409SSimon J. Gerraty 	 *   61 53 45 37 29 21 13 5
109*0957b409SSimon J. Gerraty 	 *   63 55 47 39 31 23 15 7
110*0957b409SSimon J. Gerraty 	 *
111*0957b409SSimon J. Gerraty 	 * Definition of PC-1 is:
112*0957b409SSimon J. Gerraty 	 *   57 49 41 33 25 17  9 1
113*0957b409SSimon J. Gerraty 	 *   58 50 42 34 26 18 10 2
114*0957b409SSimon J. Gerraty 	 *   59 51 43 35 27 19 11 3
115*0957b409SSimon J. Gerraty 	 *   60 52 44 36
116*0957b409SSimon J. Gerraty 	 *   63 55 47 39 31 23 15 7
117*0957b409SSimon J. Gerraty 	 *   62 54 46 38 30 22 14 6
118*0957b409SSimon J. Gerraty 	 *   61 53 45 37 29 21 13 5
119*0957b409SSimon J. Gerraty 	 *   28 20 12  4
120*0957b409SSimon J. Gerraty 	 */
121*0957b409SSimon J. Gerraty 	br_des_do_IP(&xl, &xr);
122*0957b409SSimon J. Gerraty 	kl = ((xr & (uint32_t)0xFF000000) >> 4)
123*0957b409SSimon J. Gerraty 		| ((xl & (uint32_t)0xFF000000) >> 12)
124*0957b409SSimon J. Gerraty 		| ((xr & (uint32_t)0x00FF0000) >> 12)
125*0957b409SSimon J. Gerraty 		| ((xl & (uint32_t)0x00FF0000) >> 20);
126*0957b409SSimon J. Gerraty 	kr = ((xr & (uint32_t)0x000000FF) << 20)
127*0957b409SSimon J. Gerraty 		| ((xl & (uint32_t)0x0000FF00) << 4)
128*0957b409SSimon J. Gerraty 		| ((xr & (uint32_t)0x0000FF00) >> 4)
129*0957b409SSimon J. Gerraty 		| ((xl & (uint32_t)0x000F0000) >> 16);
130*0957b409SSimon J. Gerraty 
131*0957b409SSimon J. Gerraty 	/*
132*0957b409SSimon J. Gerraty 	 * For each round, rotate the two 28-bit words kl and kr.
133*0957b409SSimon J. Gerraty 	 * The extraction of the 48-bit subkey (PC-2) is not done yet.
134*0957b409SSimon J. Gerraty 	 */
135*0957b409SSimon J. Gerraty 	for (i = 0; i < 16; i ++) {
136*0957b409SSimon J. Gerraty 		if ((1 << i) & 0x8103) {
137*0957b409SSimon J. Gerraty 			kl = (kl << 1) | (kl >> 27);
138*0957b409SSimon J. Gerraty 			kr = (kr << 1) | (kr >> 27);
139*0957b409SSimon J. Gerraty 		} else {
140*0957b409SSimon J. Gerraty 			kl = (kl << 2) | (kl >> 26);
141*0957b409SSimon J. Gerraty 			kr = (kr << 2) | (kr >> 26);
142*0957b409SSimon J. Gerraty 		}
143*0957b409SSimon J. Gerraty 		kl &= (uint32_t)0x0FFFFFFF;
144*0957b409SSimon J. Gerraty 		kr &= (uint32_t)0x0FFFFFFF;
145*0957b409SSimon J. Gerraty 		skey[(i << 1) + 0] = kl;
146*0957b409SSimon J. Gerraty 		skey[(i << 1) + 1] = kr;
147*0957b409SSimon J. Gerraty 	}
148*0957b409SSimon J. Gerraty }
149*0957b409SSimon J. Gerraty 
150*0957b409SSimon J. Gerraty /* see inner.h */
151*0957b409SSimon J. Gerraty void
br_des_rev_skey(uint32_t * skey)152*0957b409SSimon J. Gerraty br_des_rev_skey(uint32_t *skey)
153*0957b409SSimon J. Gerraty {
154*0957b409SSimon J. Gerraty 	int i;
155*0957b409SSimon J. Gerraty 
156*0957b409SSimon J. Gerraty 	for (i = 0; i < 16; i += 2) {
157*0957b409SSimon J. Gerraty 		uint32_t t;
158*0957b409SSimon J. Gerraty 
159*0957b409SSimon J. Gerraty 		t = skey[i + 0];
160*0957b409SSimon J. Gerraty 		skey[i + 0] = skey[30 - i];
161*0957b409SSimon J. Gerraty 		skey[30 - i] = t;
162*0957b409SSimon J. Gerraty 		t = skey[i + 1];
163*0957b409SSimon J. Gerraty 		skey[i + 1] = skey[31 - i];
164*0957b409SSimon J. Gerraty 		skey[31 - i] = t;
165*0957b409SSimon J. Gerraty 	}
166*0957b409SSimon J. Gerraty }
167