crypto/evp/e_camellia.c

   1 /* ====================================================================
   2  * Copyright (c) 2006 The OpenSSL Project.  All rights reserved.
   3  *
   4  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   5  * modification, are permitted provided that the following conditions
   6  * are met:
   7  *
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  *
  11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  13  *    the documentation and/or other materials provided with the
  14  *    distribution.
  15  *
  16  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this
  17  *    software must display the following acknowledgment:
  18  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
  19  *    for use in the OpenSSL Toolkit. (http://www.openssl.org/)"
  20  *
  21  * 4. The names "OpenSSL Toolkit" and "OpenSSL Project" must not be used to
  22  *    endorse or promote products derived from this software without
  23  *    prior written permission. For written permission, please contact
  24  *    openssl-core@openssl.org.
  25  *
  26  * 5. Products derived from this software may not be called "OpenSSL"
  27  *    nor may "OpenSSL" appear in their names without prior written
  28  *    permission of the OpenSSL Project.
  29  *
  30  * 6. Redistributions of any form whatsoever must retain the following
  31  *    acknowledgment:
  32  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
  33  *    for use in the OpenSSL Toolkit (http://www.openssl.org/)"
  34  *
  35  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE OpenSSL PROJECT ``AS IS'' AND ANY
  36  * EXPRESSED OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  37  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
  38  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE OpenSSL PROJECT OR
  39  * ITS CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  40  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  41  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  42  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  43  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
  44  * STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
  45  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED
  46  * OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  47  * ====================================================================
  48  *
  49  * This product includes cryptographic software written by Eric Young
  50  * (eay@cryptsoft.com).  This product includes software written by Tim
  51  * Hudson (tjh@cryptsoft.com).
  52  *
  53  */
  54
  55 #include <openssl/opensslconf.h>
  56 #ifdef OPENSSL_NO_CAMELLIA
  57 NON_EMPTY_TRANSLATION_UNIT
  58 #else
  59
  60 # include <openssl/evp.h>
  61 # include <openssl/err.h>
  62 # include <string.h>
  63 # include <assert.h>
  64 # include <openssl/camellia.h>
  65 # include "internal/evp_int.h"
  66 # include "modes_lcl.h"
  67
  68 static int camellia_init_key(EVP_CIPHER_CTX *ctx, const unsigned char *key,
  69                              const unsigned char *iv, int enc);
  70
  71 /* Camellia subkey Structure */
  72 typedef struct {
  73     CAMELLIA_KEY ks;
  74     block128_f block;
  75     union {
  76         cbc128_f cbc;
  77         ctr128_f ctr;
  78     } stream;
  79 } EVP_CAMELLIA_KEY;
  80
  81 # define MAXBITCHUNK     ((size_t)1<<(sizeof(size_t)*8-4))
  82
  83 /* Attribute operation for Camellia */
  84 # define data(ctx)       EVP_C_DATA(EVP_CAMELLIA_KEY,ctx)
  85
  86 # if defined(AES_ASM) && (defined(__sparc) || defined(__sparc__))
  87 /* ---------^^^ this is not a typo, just a way to detect that
  88  * assembler support was in general requested... */
  89 #  include "sparc_arch.h"
  90
  91 extern unsigned int OPENSSL_sparcv9cap_P[];
  92
  93 #  define SPARC_CMLL_CAPABLE      (OPENSSL_sparcv9cap_P[1] & CFR_CAMELLIA)
  94
  95 void cmll_t4_set_key(const unsigned char *key, int bits, CAMELLIA_KEY *ks);
  96 void cmll_t4_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
  97                      const CAMELLIA_KEY *key);
  98 void cmll_t4_decrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
  99                      const CAMELLIA_KEY *key);
 100
 101 void cmll128_t4_cbc_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
 102                             size_t len, const CAMELLIA_KEY *key,
 103                             unsigned char *ivec);
 104 void cmll128_t4_cbc_decrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
 105                             size_t len, const CAMELLIA_KEY *key,
 106                             unsigned char *ivec);
 107 void cmll256_t4_cbc_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
 108                             size_t len, const CAMELLIA_KEY *key,
 109                             unsigned char *ivec);
 110 void cmll256_t4_cbc_decrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
 111                             size_t len, const CAMELLIA_KEY *key,
 112                             unsigned char *ivec);
 113 void cmll128_t4_ctr32_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
 114                               size_t blocks, const CAMELLIA_KEY *key,
 115                               unsigned char *ivec);
 116 void cmll256_t4_ctr32_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
 117                               size_t blocks, const CAMELLIA_KEY *key,
 118                               unsigned char *ivec);
 119
 120 static int cmll_t4_init_key(EVP_CIPHER_CTX *ctx, const unsigned char *key,
 121                             const unsigned char *iv, int enc)
 122 {
 123     int ret, mode, bits;
 124     EVP_CAMELLIA_KEY *dat =
 125         (EVP_CAMELLIA_KEY *)EVP_CIPHER_CTX_get_cipher_data(ctx);
 126
 127     mode = EVP_CIPHER_CTX_mode(ctx);
 128     bits = EVP_CIPHER_CTX_key_length(ctx) * 8;
 129
 130     cmll_t4_set_key(key, bits, &dat->ks);
 131
 132     if ((mode == EVP_CIPH_ECB_MODE || mode == EVP_CIPH_CBC_MODE)
 133         && !enc) {
 134         ret = 0;
 135         dat->block = (block128_f) cmll_t4_decrypt;
 136         switch (bits) {
 137         case 128:
 138             dat->stream.cbc = mode == EVP_CIPH_CBC_MODE ?
 139                 (cbc128_f) cmll128_t4_cbc_decrypt : NULL;
 140             break;
 141         case 192:
 142         case 256:
 143             dat->stream.cbc = mode == EVP_CIPH_CBC_MODE ?
 144                 (cbc128_f) cmll256_t4_cbc_decrypt : NULL;
 145             break;
 146         default:
 147             ret = -1;
 148         }
 149     } else {
 150         ret = 0;
 151         dat->block = (block128_f) cmll_t4_encrypt;
 152         switch (bits) {
 153         case 128:
 154             if (mode == EVP_CIPH_CBC_MODE)
 155                 dat->stream.cbc = (cbc128_f) cmll128_t4_cbc_encrypt;
 156             else if (mode == EVP_CIPH_CTR_MODE)
 157                 dat->stream.ctr = (ctr128_f) cmll128_t4_ctr32_encrypt;
 158             else
 159                 dat->stream.cbc = NULL;
 160             break;
 161         case 192:
 162         case 256:
 163             if (mode == EVP_CIPH_CBC_MODE)
 164                 dat->stream.cbc = (cbc128_f) cmll256_t4_cbc_encrypt;
 165             else if (mode == EVP_CIPH_CTR_MODE)
 166                 dat->stream.ctr = (ctr128_f) cmll256_t4_ctr32_encrypt;
 167             else
 168                 dat->stream.cbc = NULL;
 169             break;
 170         default:
 171             ret = -1;
 172         }
 173     }
 174
 175     if (ret < 0) {
 176         EVPerr(EVP_F_CMLL_T4_INIT_KEY, EVP_R_CAMELLIA_KEY_SETUP_FAILED);
 177         return 0;
 178     }
 179
 180     return 1;
 181 }
 182
 183 #  define cmll_t4_cbc_cipher camellia_cbc_cipher
 184 static int cmll_t4_cbc_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 185                               const unsigned char *in, size_t len);
 186
 187 #  define cmll_t4_ecb_cipher camellia_ecb_cipher
 188 static int cmll_t4_ecb_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 189                               const unsigned char *in, size_t len);
 190
 191 #  define cmll_t4_ofb_cipher camellia_ofb_cipher
 192 static int cmll_t4_ofb_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 193                               const unsigned char *in, size_t len);
 194
 195 #  define cmll_t4_cfb_cipher camellia_cfb_cipher
 196 static int cmll_t4_cfb_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 197                               const unsigned char *in, size_t len);
 198
 199 #  define cmll_t4_cfb8_cipher camellia_cfb8_cipher
 200 static int cmll_t4_cfb8_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 201                                const unsigned char *in, size_t len);
 202
 203 #  define cmll_t4_cfb1_cipher camellia_cfb1_cipher
 204 static int cmll_t4_cfb1_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 205                                const unsigned char *in, size_t len);
 206
 207 #  define cmll_t4_ctr_cipher camellia_ctr_cipher
 208 static int cmll_t4_ctr_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 209                               const unsigned char *in, size_t len);
 210
 211 #  define BLOCK_CIPHER_generic(nid,keylen,blocksize,ivlen,nmode,mode,MODE,flags) \
 212 static const EVP_CIPHER cmll_t4_##keylen##_##mode = { \
 213         nid##_##keylen##_##nmode,blocksize,keylen/8,ivlen, \
 214         flags|EVP_CIPH_##MODE##_MODE,   \
 215         cmll_t4_init_key,               \
 216         cmll_t4_##mode##_cipher,        \
 217         NULL,                           \
 218         sizeof(EVP_CAMELLIA_KEY),       \
 219         NULL,NULL,NULL,NULL }; \
 220 static const EVP_CIPHER camellia_##keylen##_##mode = { \
 221         nid##_##keylen##_##nmode,blocksize,     \
 222         keylen/8,ivlen, \
 223         flags|EVP_CIPH_##MODE##_MODE,   \
 224         camellia_init_key,              \
 225         camellia_##mode##_cipher,       \
 226         NULL,                           \
 227         sizeof(EVP_CAMELLIA_KEY),       \
 228         NULL,NULL,NULL,NULL }; \
 229 const EVP_CIPHER *EVP_camellia_##keylen##_##mode(void) \
 230 { return SPARC_CMLL_CAPABLE?&cmll_t4_##keylen##_##mode:&camellia_##keylen##_##mode; }
 231
 232 # else
 233
 234 #  define BLOCK_CIPHER_generic(nid,keylen,blocksize,ivlen,nmode,mode,MODE,flags) \
 235 static const EVP_CIPHER camellia_##keylen##_##mode = { \
 236         nid##_##keylen##_##nmode,blocksize,keylen/8,ivlen, \
 237         flags|EVP_CIPH_##MODE##_MODE,   \
 238         camellia_init_key,              \
 239         camellia_##mode##_cipher,       \
 240         NULL,                           \
 241         sizeof(EVP_CAMELLIA_KEY),       \
 242         NULL,NULL,NULL,NULL }; \
 243 const EVP_CIPHER *EVP_camellia_##keylen##_##mode(void) \
 244 { return &camellia_##keylen##_##mode; }
 245
 246 # endif
 247
 248 # define BLOCK_CIPHER_generic_pack(nid,keylen,flags)             \
 249         BLOCK_CIPHER_generic(nid,keylen,16,16,cbc,cbc,CBC,flags|EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1)     \
 250         BLOCK_CIPHER_generic(nid,keylen,16,0,ecb,ecb,ECB,flags|EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1)      \
 251         BLOCK_CIPHER_generic(nid,keylen,1,16,ofb128,ofb,OFB,flags|EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1)   \
 252         BLOCK_CIPHER_generic(nid,keylen,1,16,cfb128,cfb,CFB,flags|EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1)   \
 253         BLOCK_CIPHER_generic(nid,keylen,1,16,cfb1,cfb1,CFB,flags)       \
 254         BLOCK_CIPHER_generic(nid,keylen,1,16,cfb8,cfb8,CFB,flags)       \
 255         BLOCK_CIPHER_generic(nid, keylen, 1, 16, ctr, ctr, CTR, flags)
 256
 257 /* The subkey for Camellia is generated. */
 258 static int camellia_init_key(EVP_CIPHER_CTX *ctx, const unsigned char *key,
 259                              const unsigned char *iv, int enc)
 260 {
 261     int ret, mode;
 262     EVP_CAMELLIA_KEY *dat = EVP_C_DATA(EVP_CAMELLIA_KEY,ctx);
 263
 264     ret = Camellia_set_key(key, EVP_CIPHER_CTX_key_length(ctx) * 8, &dat->ks);
 265     if (ret < 0) {
 266         EVPerr(EVP_F_CAMELLIA_INIT_KEY, EVP_R_CAMELLIA_KEY_SETUP_FAILED);
 267         return 0;
 268     }
 269
 270     mode = EVP_CIPHER_CTX_mode(ctx);
 271     if ((mode == EVP_CIPH_ECB_MODE || mode == EVP_CIPH_CBC_MODE)
 272         && !enc) {
 273         dat->block = (block128_f) Camellia_decrypt;
 274         dat->stream.cbc = mode == EVP_CIPH_CBC_MODE ?
 275             (cbc128_f) Camellia_cbc_encrypt : NULL;
 276     } else {
 277         dat->block = (block128_f) Camellia_encrypt;
 278         dat->stream.cbc = mode == EVP_CIPH_CBC_MODE ?
 279             (cbc128_f) Camellia_cbc_encrypt : NULL;
 280     }
 281
 282     return 1;
 283 }
 284
 285 static int camellia_cbc_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 286                                const unsigned char *in, size_t len)
 287 {
 288     EVP_CAMELLIA_KEY *dat = EVP_C_DATA(EVP_CAMELLIA_KEY,ctx);
 289
 290     if (dat->stream.cbc)
 291         (*dat->stream.cbc) (in, out, len, &dat->ks,
 292                             EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx),
 293                             EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx));
 294     else if (EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx))
 295         CRYPTO_cbc128_encrypt(in, out, len, &dat->ks,
 296                               EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), dat->block);
 297     else
 298         CRYPTO_cbc128_decrypt(in, out, len, &dat->ks,
 299                               EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), dat->block);
 300
 301     return 1;
 302 }
 303
 304 static int camellia_ecb_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 305                                const unsigned char *in, size_t len)
 306 {
 307     size_t bl = EVP_CIPHER_CTX_block_size(ctx);
 308     size_t i;
 309     EVP_CAMELLIA_KEY *dat = EVP_C_DATA(EVP_CAMELLIA_KEY,ctx);
 310
 311     if (len < bl)
 312         return 1;
 313
 314     for (i = 0, len -= bl; i <= len; i += bl)
 315         (*dat->block) (in + i, out + i, &dat->ks);
 316
 317     return 1;
 318 }
 319
 320 static int camellia_ofb_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 321                                const unsigned char *in, size_t len)
 322 {
 323     EVP_CAMELLIA_KEY *dat = EVP_C_DATA(EVP_CAMELLIA_KEY,ctx);
 324
 325     int num = EVP_CIPHER_CTX_num(ctx);
 326     CRYPTO_ofb128_encrypt(in, out, len, &dat->ks,
 327                           EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), &num, dat->block);
 328     EVP_CIPHER_CTX_set_num(ctx, num);
 329     return 1;
 330 }
 331
 332 static int camellia_cfb_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 333                                const unsigned char *in, size_t len)
 334 {
 335     EVP_CAMELLIA_KEY *dat = EVP_C_DATA(EVP_CAMELLIA_KEY,ctx);
 336
 337     int num = EVP_CIPHER_CTX_num(ctx);
 338     CRYPTO_cfb128_encrypt(in, out, len, &dat->ks,
 339                           EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), &num, EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx), dat->block);
 340     EVP_CIPHER_CTX_set_num(ctx, num);
 341     return 1;
 342 }
 343
 344 static int camellia_cfb8_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 345                                 const unsigned char *in, size_t len)
 346 {
 347     EVP_CAMELLIA_KEY *dat = EVP_C_DATA(EVP_CAMELLIA_KEY,ctx);
 348
 349     int num = EVP_CIPHER_CTX_num(ctx);
 350     CRYPTO_cfb128_8_encrypt(in, out, len, &dat->ks,
 351                             EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), &num, EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx), dat->block);
 352     EVP_CIPHER_CTX_set_num(ctx, num);
 353     return 1;
 354 }
 355
 356 static int camellia_cfb1_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 357                                 const unsigned char *in, size_t len)
 358 {
 359     EVP_CAMELLIA_KEY *dat = EVP_C_DATA(EVP_CAMELLIA_KEY,ctx);
 360
 361     if (EVP_CIPHER_CTX_test_flags(ctx, EVP_CIPH_FLAG_LENGTH_BITS)) {
 362         int num = EVP_CIPHER_CTX_num(ctx);
 363         CRYPTO_cfb128_1_encrypt(in, out, len, &dat->ks,
 364                                 EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), &num, EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx), dat->block);
 365         EVP_CIPHER_CTX_set_num(ctx, num);
 366         return 1;
 367     }
 368
 369     while (len >= MAXBITCHUNK) {
 370         int num = EVP_CIPHER_CTX_num(ctx);
 371         CRYPTO_cfb128_1_encrypt(in, out, MAXBITCHUNK * 8, &dat->ks,
 372                                 EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), &num, EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx), dat->block);
 373         len -= MAXBITCHUNK;
 374         EVP_CIPHER_CTX_set_num(ctx, num);
 375     }
 376     if (len) {
 377         int num = EVP_CIPHER_CTX_num(ctx);
 378         CRYPTO_cfb128_1_encrypt(in, out, len * 8, &dat->ks,
 379                                 EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), &num, EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx), dat->block);
 380         EVP_CIPHER_CTX_set_num(ctx, num);
 381     }
 382
 383     return 1;
 384 }
 385
 386 static int camellia_ctr_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 387                                const unsigned char *in, size_t len)
 388 {
 389     unsigned int num = EVP_CIPHER_CTX_num(ctx);
 390     EVP_CAMELLIA_KEY *dat = EVP_C_DATA(EVP_CAMELLIA_KEY,ctx);
 391
 392     if (dat->stream.ctr)
 393         CRYPTO_ctr128_encrypt_ctr32(in, out, len, &dat->ks,
 394                                     EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx),
 395                                     EVP_CIPHER_CTX_buf_noconst(ctx), &num,
 396                                     dat->stream.ctr);
 397     else
 398         CRYPTO_ctr128_encrypt(in, out, len, &dat->ks,
 399                               EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx),
 400                               EVP_CIPHER_CTX_buf_noconst(ctx), &num,
 401                               dat->block);
 402     EVP_CIPHER_CTX_set_num(ctx, num);
 403     return 1;
 404 }
 405
 406 BLOCK_CIPHER_generic_pack(NID_camellia, 128, 0)
 407     BLOCK_CIPHER_generic_pack(NID_camellia, 192, 0)
 408     BLOCK_CIPHER_generic_pack(NID_camellia, 256, 0)
 409 #endif