crypto/rc4/rc4_enc.c

   1 /* crypto/rc4/rc4_enc.c */
   2 /* Copyright (C) 1995-1998 Eric Young (eay@cryptsoft.com)
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * This package is an SSL implementation written
   6  * by Eric Young (eay@cryptsoft.com).
   7  * The implementation was written so as to conform with Netscapes SSL.
   8  *
   9  * This library is free for commercial and non-commercial use as long as
  10  * the following conditions are aheared to.  The following conditions
  11  * apply to all code found in this distribution, be it the RC4, RSA,
  12  * lhash, DES, etc., code; not just the SSL code.  The SSL documentation
  13  * included with this distribution is covered by the same copyright terms
  14  * except that the holder is Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com).
  15  *
  16  * Copyright remains Eric Young's, and as such any Copyright notices in
  17  * the code are not to be removed.
  18  * If this package is used in a product, Eric Young should be given attribution
  19  * as the author of the parts of the library used.
  20  * This can be in the form of a textual message at program startup or
  21  * in documentation (online or textual) provided with the package.
  22  *
  23  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  24  * modification, are permitted provided that the following conditions
  25  * are met:
  26  * 1. Redistributions of source code must retain the copyright
  27  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  28  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  29  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  30  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  31  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  32  *    must display the following acknowledgement:
  33  *    "This product includes cryptographic software written by
  34  *     Eric Young (eay@cryptsoft.com)"
  35  *    The word 'cryptographic' can be left out if the rouines from the library
  36  *    being used are not cryptographic related :-).
  37  * 4. If you include any Windows specific code (or a derivative thereof) from
  38  *    the apps directory (application code) you must include an acknowledgement:
  39  *    "This product includes software written by Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com)"
  40  *
  41  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY ERIC YOUNG ``AS IS'' AND
  42  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  43  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  44  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  45  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  46  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  47  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  48  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  49  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  50  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  51  * SUCH DAMAGE.
  52  *
  53  * The licence and distribution terms for any publically available version or
  54  * derivative of this code cannot be changed.  i.e. this code cannot simply be
  55  * copied and put under another distribution licence
  56  * [including the GNU Public Licence.]
  57  */
  58
  59 #include <openssl/rc4.h>
  60 #include "rc4_locl.h"
  61
  62 /* RC4 as implemented from a posting from
  63  * Newsgroups: sci.crypt
  64  * From: sterndark@netcom.com (David Sterndark)
  65  * Subject: RC4 Algorithm revealed.
  66  * Message-ID: <sternCvKL4B.Hyy@netcom.com>
  67  * Date: Wed, 14 Sep 1994 06:35:31 GMT
  68  */
  69
  70 void RC4(RC4_KEY *key, unsigned long len, unsigned char *indata,
  71              unsigned char *outdata)
  72         {
  73         register RC4_INT *d;
  74         register RC4_INT x,y,tx,ty;
  75         int i;
  76
  77         x=key->x;
  78         y=key->y;
  79         d=key->data;
  80
  81 #if defined(RC4_CHUNK) && (defined(L_ENDIAN) || defined(B_ENDIAN))
  82         /*
  83          * The original reason for implementing this(*) was the fact that
  84          * pre-21164a Alpha CPUs don't have byte load/store instructions
  85          * and e.g. a byte store has to be done with 64-bit load, shift,
  86          * and, or and finally 64-bit store. Peaking data and operating
  87          * at natural word size made it possible to reduce amount of
  88          * instructions as well as to perform early read-ahead without
  89          * suffering from RAW (read-after-write) hazard. This resulted
  90          * in >40%(**) performance improvement (on 21064 box with gcc).
  91          * But it's not only Alpha users who win here:-) Thanks to the
  92          * early-n-wide read-ahead this implementation also exhibits
  93          * >40% speed-up on SPARC and almost 20% on MIPS.
  94          *
  95          * (*)  "this" means code which recognizes the case when input
  96          *      and output pointers appear to be aligned at natural CPU
  97          *      word boundary.
  98          * (**) i.e. according to 'apps/openssl speed rc4' benchmark,
  99          *      crypto/rc4/rc4speed.c exhibits almost 70% speed-up.
 100          *
 101          *                                      <appro@fy.chalmers.se>
 102          */
 103
 104 #define RC4_STEP        ( \
 105                         x=(x+1) &0xff,  \
 106                         tx=d[x],        \
 107                         y=(tx+y)&0xff,  \
 108                         ty=d[y],        \
 109                         d[y]=tx,        \
 110                         d[x]=ty,        \
 111                         (RC4_CHUNK)d[(tx+ty)&0xff]\
 112                         )
 113
 114 #if defined(L_ENDIAN)
 115 #  define SHFT(c)       ((c)*8)
 116 #  define MASK(i)       (((RC4_CHUNK)-1)>>((sizeof(RC4_CHUNK)-(i))<<3))
 117 #  define SHINC         8
 118 #elif defined(B_ENDIAN)
 119 #  define SHFT(c)       ((sizeof(RC4_CHUNK)-(c)-1)*8)
 120 #  define MASK(i)       (((RC4_CHUNK)-1)<<((sizeof(RC4_CHUNK)-(i))<<3))
 121 #  define SHINC         -8
 122 #else
 123 #  error "L_ENDIAN or B_ENDIAN *must* be defined!"
 124 #endif
 125
 126         if ( ( ((unsigned long)indata  & (sizeof(RC4_CHUNK)-1)) |
 127                ((unsigned long)outdata & (sizeof(RC4_CHUNK)-1)) ) == 0
 128            ) {
 129                 RC4_CHUNK ichunk,cipher;
 130
 131                 for (;len&-sizeof(RC4_CHUNK);len-=sizeof(RC4_CHUNK)) {
 132                         ichunk  = *(RC4_CHUNK *)indata;
 133                         cipher  = RC4_STEP<<SHFT(0);
 134                         cipher |= RC4_STEP<<SHFT(1);
 135                         cipher |= RC4_STEP<<SHFT(2);
 136                         cipher |= RC4_STEP<<SHFT(3);
 137 #ifdef RC4_CHUNK_IS_64_BIT
 138                         cipher |= RC4_STEP<<SHFT(4);
 139                         cipher |= RC4_STEP<<SHFT(5);
 140                         cipher |= RC4_STEP<<SHFT(6);
 141                         cipher |= RC4_STEP<<SHFT(7);
 142 #endif
 143                         *(RC4_CHUNK *)outdata = cipher^ichunk;
 144                         indata  += sizeof(RC4_CHUNK);
 145                         outdata += sizeof(RC4_CHUNK);
 146                 }
 147                 if (len) {
 148                         RC4_CHUNK mask,ochunk;
 149
 150                         ichunk = *(RC4_CHUNK *)indata;
 151                         ochunk = *(RC4_CHUNK *)outdata;
 152                         cipher = 0;
 153                         i = SHFT(0);
 154                         mask = MASK(len);
 155                         switch (len) {
 156 #ifdef RC4_CHUNK_IS_64_BIT
 157                                 case 7: cipher  = RC4_STEP<<SHFT(0), i+=SHINC;
 158                                 case 6: cipher |= RC4_STEP<<i,  i+=SHINC;
 159                                 case 5: cipher |= RC4_STEP<<i,  i+=SHINC;
 160                                 case 4: cipher |= RC4_STEP<<i,  i+=SHINC;
 161                                 case 3: cipher |= RC4_STEP<<i,  i+=SHINC;
 162 #else
 163                                 case 3: cipher  = RC4_STEP<<SHFT(0), i+=SHINC;
 164 #endif
 165                                 case 2: cipher |= RC4_STEP<<i,  i+=SHINC;
 166                                 case 1: cipher |= RC4_STEP<<i,  i+=SHINC;
 167                                 case 0: ; /* it's never the case, but it
 168                                              has to be here for ultrix? */
 169                         }
 170                         ochunk &= ~mask;
 171                         ochunk |= (cipher^ichunk) & mask;
 172                         *(RC4_CHUNK *)outdata = ochunk;
 173                 }
 174         }
 175         else
 176 #endif
 177         {
 178 #define LOOP(in,out) \
 179                 x=((x+1)&0xff); \
 180                 tx=d[x]; \
 181                 y=(tx+y)&0xff; \
 182                 d[x]=ty=d[y]; \
 183                 d[y]=tx; \
 184                 (out) = d[(tx+ty)&0xff]^ (in);
 185
 186 #ifndef RC4_INDEX
 187 #define RC4_LOOP(a,b,i) LOOP(*((a)++),*((b)++))
 188 #else
 189 #define RC4_LOOP(a,b,i) LOOP(a[i],b[i])
 190 #endif
 191
 192         i=(int)(len>>3L);
 193         if (i)
 194                 {
 195                 for (;;)
 196                         {
 197                         RC4_LOOP(indata,outdata,0);
 198                         RC4_LOOP(indata,outdata,1);
 199                         RC4_LOOP(indata,outdata,2);
 200                         RC4_LOOP(indata,outdata,3);
 201                         RC4_LOOP(indata,outdata,4);
 202                         RC4_LOOP(indata,outdata,5);
 203                         RC4_LOOP(indata,outdata,6);
 204                         RC4_LOOP(indata,outdata,7);
 205 #ifdef RC4_INDEX
 206                         indata+=8;
 207                         outdata+=8;
 208 #endif
 209                         if (--i == 0) break;
 210                         }
 211                 }
 212         i=(int)len&0x07;
 213         if (i)
 214                 {
 215                 for (;;)
 216                         {
 217                         RC4_LOOP(indata,outdata,0); if (--i == 0) break;
 218                         RC4_LOOP(indata,outdata,1); if (--i == 0) break;
 219                         RC4_LOOP(indata,outdata,2); if (--i == 0) break;
 220                         RC4_LOOP(indata,outdata,3); if (--i == 0) break;
 221                         RC4_LOOP(indata,outdata,4); if (--i == 0) break;
 222                         RC4_LOOP(indata,outdata,5); if (--i == 0) break;
 223                         RC4_LOOP(indata,outdata,6); if (--i == 0) break;
 224                         }
 225                 }
 226         }
 227         key->x=x;
 228         key->y=y;
 229         }