93a75cd8f9f0305cf7b600a01cb5d5608d621538
[openssl.git] / 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         }