sha3/aes_helper.c

   1 /* $Id: aes_helper.c 220 2010-06-09 09:21:50Z tp $ */
   2 /*
   3  * AES tables. This file is not meant to be compiled by itself; it
   4  * is included by some hash function implementations. It contains
   5  * the precomputed tables and helper macros for evaluating an AES
   6  * round, optionally with a final XOR with a subkey.
   7  *
   8  * By default, this file defines the tables and macros for little-endian
   9  * processing (i.e. it is assumed that the input bytes have been read
  10  * from memory and assembled with the little-endian convention). If
  11  * the 'AES_BIG_ENDIAN' macro is defined (to a non-zero integer value)
  12  * when this file is included, then the tables and macros for big-endian
  13  * processing are defined instead. The big-endian tables and macros have
  14  * names distinct from the little-endian tables and macros, hence it is
  15  * possible to have both simultaneously, by including this file twice
  16  * (with and without the AES_BIG_ENDIAN macro).
  17  *
  18  * ==========================(LICENSE BEGIN)============================
  19  *
  20  * Copyright (c) 2007-2010  Projet RNRT SAPHIR
  21  *
  22  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining
  23  * a copy of this software and associated documentation files (the
  24  * "Software"), to deal in the Software without restriction, including
  25  * without limitation the rights to use, copy, modify, merge, publish,
  26  * distribute, sublicense, and/or sell copies of the Software, and to
  27  * permit persons to whom the Software is furnished to do so, subject to
  28  * the following conditions:
  29  *
  30  * The above copyright notice and this permission notice shall be
  31  * included in all copies or substantial portions of the Software.
  32  *
  33  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
  34  * EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
  35  * MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.
  36  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY
  37  * CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT,
  38  * TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE
  39  * SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
  40  *
  41  * ===========================(LICENSE END)=============================
  42  *
  43  * @author   Thomas Pornin <[email protected]>
  44  */
  45
  46 #include "sph_types.h"
  47 #ifdef __cplusplus
  48 extern "C"{
  49 #endif
  50 #if AES_BIG_ENDIAN
  51
  52 #define AESx(x)   ( ((SPH_C32(x) >> 24) & SPH_C32(0x000000FF)) \
  53                   | ((SPH_C32(x) >>  8) & SPH_C32(0x0000FF00)) \
  54                   | ((SPH_C32(x) <<  8) & SPH_C32(0x00FF0000)) \
  55                   | ((SPH_C32(x) << 24) & SPH_C32(0xFF000000)))
  56
  57 #define AES0      AES0_BE
  58 #define AES1      AES1_BE
  59 #define AES2      AES2_BE
  60 #define AES3      AES3_BE
  61
  62 #define AES_ROUND_BE(X0, X1, X2, X3, K0, K1, K2, K3, Y0, Y1, Y2, Y3)   do { \
  63                 (Y0) = AES0[((X0) >> 24) & 0xFF] \
  64                         ^ AES1[((X1) >> 16) & 0xFF] \
  65                         ^ AES2[((X2) >> 8) & 0xFF] \
  66                         ^ AES3[(X3) & 0xFF] ^ (K0); \
  67                 (Y1) = AES0[((X1) >> 24) & 0xFF] \
  68                         ^ AES1[((X2) >> 16) & 0xFF] \
  69                         ^ AES2[((X3) >> 8) & 0xFF] \
  70                         ^ AES3[(X0) & 0xFF] ^ (K1); \
  71                 (Y2) = AES0[((X2) >> 24) & 0xFF] \
  72                         ^ AES1[((X3) >> 16) & 0xFF] \
  73                         ^ AES2[((X0) >> 8) & 0xFF] \
  74                         ^ AES3[(X1) & 0xFF] ^ (K2); \
  75                 (Y3) = AES0[((X3) >> 24) & 0xFF] \
  76                         ^ AES1[((X0) >> 16) & 0xFF] \
  77                         ^ AES2[((X1) >> 8) & 0xFF] \
  78                         ^ AES3[(X2) & 0xFF] ^ (K3); \
  79         } while (0)
  80
  81 #define AES_ROUND_NOKEY_BE(X0, X1, X2, X3, Y0, Y1, Y2, Y3) \
  82         AES_ROUND_BE(X0, X1, X2, X3, 0, 0, 0, 0, Y0, Y1, Y2, Y3)
  83
  84 #else
  85
  86 #define AESx(x)   SPH_C32(x)
  87 #define AES0      AES0_LE
  88 #define AES1      AES1_LE
  89 #define AES2      AES2_LE
  90 #define AES3      AES3_LE
  91
  92 #define AES_ROUND_LE(X0, X1, X2, X3, K0, K1, K2, K3, Y0, Y1, Y2, Y3)   do { \
  93                 (Y0) = AES0[(X0) & 0xFF] \
  94                         ^ AES1[((X1) >> 8) & 0xFF] \
  95                         ^ AES2[((X2) >> 16) & 0xFF] \
  96                         ^ AES3[((X3) >> 24) & 0xFF] ^ (K0); \
  97                 (Y1) = AES0[(X1) & 0xFF] \
  98                         ^ AES1[((X2) >> 8) & 0xFF] \
  99                         ^ AES2[((X3) >> 16) & 0xFF] \
 100                         ^ AES3[((X0) >> 24) & 0xFF] ^ (K1); \
 101                 (Y2) = AES0[(X2) & 0xFF] \
 102                         ^ AES1[((X3) >> 8) & 0xFF] \
 103                         ^ AES2[((X0) >> 16) & 0xFF] \
 104                         ^ AES3[((X1) >> 24) & 0xFF] ^ (K2); \
 105                 (Y3) = AES0[(X3) & 0xFF] \
 106                         ^ AES1[((X0) >> 8) & 0xFF] \
 107                         ^ AES2[((X1) >> 16) & 0xFF] \
 108                         ^ AES3[((X2) >> 24) & 0xFF] ^ (K3); \
 109         } while (0)
 110
 111 #define AES_ROUND_NOKEY_LE(X0, X1, X2, X3, Y0, Y1, Y2, Y3) \
 112         AES_ROUND_LE(X0, X1, X2, X3, 0, 0, 0, 0, Y0, Y1, Y2, Y3)
 113
 114 #endif
 115
 116 /*
 117  * The AES*[] tables allow us to perform a fast evaluation of an AES
 118  * round; table AESi[] combines SubBytes for a byte at row i, and
 119  * MixColumns for the column where that byte goes after ShiftRows.
 120  */
 121
 122 static const sph_u32 AES0[256] = {
 123         AESx(0xA56363C6), AESx(0x847C7CF8), AESx(0x997777EE), AESx(0x8D7B7BF6),
 124         AESx(0x0DF2F2FF), AESx(0xBD6B6BD6), AESx(0xB16F6FDE), AESx(0x54C5C591),
 125         AESx(0x50303060), AESx(0x03010102), AESx(0xA96767CE), AESx(0x7D2B2B56),
 126         AESx(0x19FEFEE7), AESx(0x62D7D7B5), AESx(0xE6ABAB4D), AESx(0x9A7676EC),
 127         AESx(0x45CACA8F), AESx(0x9D82821F), AESx(0x40C9C989), AESx(0x877D7DFA),
 128         AESx(0x15FAFAEF), AESx(0xEB5959B2), AESx(0xC947478E), AESx(0x0BF0F0FB),
 129         AESx(0xECADAD41), AESx(0x67D4D4B3), AESx(0xFDA2A25F), AESx(0xEAAFAF45),
 130         AESx(0xBF9C9C23), AESx(0xF7A4A453), AESx(0x967272E4), AESx(0x5BC0C09B),
 131         AESx(0xC2B7B775), AESx(0x1CFDFDE1), AESx(0xAE93933D), AESx(0x6A26264C),
 132         AESx(0x5A36366C), AESx(0x413F3F7E), AESx(0x02F7F7F5), AESx(0x4FCCCC83),
 133         AESx(0x5C343468), AESx(0xF4A5A551), AESx(0x34E5E5D1), AESx(0x08F1F1F9),
 134         AESx(0x937171E2), AESx(0x73D8D8AB), AESx(0x53313162), AESx(0x3F15152A),
 135         AESx(0x0C040408), AESx(0x52C7C795), AESx(0x65232346), AESx(0x5EC3C39D),
 136         AESx(0x28181830), AESx(0xA1969637), AESx(0x0F05050A), AESx(0xB59A9A2F),
 137         AESx(0x0907070E), AESx(0x36121224), AESx(0x9B80801B), AESx(0x3DE2E2DF),
 138         AESx(0x26EBEBCD), AESx(0x6927274E), AESx(0xCDB2B27F), AESx(0x9F7575EA),
 139         AESx(0x1B090912), AESx(0x9E83831D), AESx(0x742C2C58), AESx(0x2E1A1A34),
 140         AESx(0x2D1B1B36), AESx(0xB26E6EDC), AESx(0xEE5A5AB4), AESx(0xFBA0A05B),
 141         AESx(0xF65252A4), AESx(0x4D3B3B76), AESx(0x61D6D6B7), AESx(0xCEB3B37D),
 142         AESx(0x7B292952), AESx(0x3EE3E3DD), AESx(0x712F2F5E), AESx(0x97848413),
 143         AESx(0xF55353A6), AESx(0x68D1D1B9), AESx(0x00000000), AESx(0x2CEDEDC1),
 144         AESx(0x60202040), AESx(0x1FFCFCE3), AESx(0xC8B1B179), AESx(0xED5B5BB6),
 145         AESx(0xBE6A6AD4), AESx(0x46CBCB8D), AESx(0xD9BEBE67), AESx(0x4B393972),
 146         AESx(0xDE4A4A94), AESx(0xD44C4C98), AESx(0xE85858B0), AESx(0x4ACFCF85),
 147         AESx(0x6BD0D0BB), AESx(0x2AEFEFC5), AESx(0xE5AAAA4F), AESx(0x16FBFBED),
 148         AESx(0xC5434386), AESx(0xD74D4D9A), AESx(0x55333366), AESx(0x94858511),
 149         AESx(0xCF45458A), AESx(0x10F9F9E9), AESx(0x06020204), AESx(0x817F7FFE),
 150         AESx(0xF05050A0), AESx(0x443C3C78), AESx(0xBA9F9F25), AESx(0xE3A8A84B),
 151         AESx(0xF35151A2), AESx(0xFEA3A35D), AESx(0xC0404080), AESx(0x8A8F8F05),
 152         AESx(0xAD92923F), AESx(0xBC9D9D21), AESx(0x48383870), AESx(0x04F5F5F1),
 153         AESx(0xDFBCBC63), AESx(0xC1B6B677), AESx(0x75DADAAF), AESx(0x63212142),
 154         AESx(0x30101020), AESx(0x1AFFFFE5), AESx(0x0EF3F3FD), AESx(0x6DD2D2BF),
 155         AESx(0x4CCDCD81), AESx(0x140C0C18), AESx(0x35131326), AESx(0x2FECECC3),
 156         AESx(0xE15F5FBE), AESx(0xA2979735), AESx(0xCC444488), AESx(0x3917172E),
 157         AESx(0x57C4C493), AESx(0xF2A7A755), AESx(0x827E7EFC), AESx(0x473D3D7A),
 158         AESx(0xAC6464C8), AESx(0xE75D5DBA), AESx(0x2B191932), AESx(0x957373E6),
 159         AESx(0xA06060C0), AESx(0x98818119), AESx(0xD14F4F9E), AESx(0x7FDCDCA3),
 160         AESx(0x66222244), AESx(0x7E2A2A54), AESx(0xAB90903B), AESx(0x8388880B),
 161         AESx(0xCA46468C), AESx(0x29EEEEC7), AESx(0xD3B8B86B), AESx(0x3C141428),
 162         AESx(0x79DEDEA7), AESx(0xE25E5EBC), AESx(0x1D0B0B16), AESx(0x76DBDBAD),
 163         AESx(0x3BE0E0DB), AESx(0x56323264), AESx(0x4E3A3A74), AESx(0x1E0A0A14),
 164         AESx(0xDB494992), AESx(0x0A06060C), AESx(0x6C242448), AESx(0xE45C5CB8),
 165         AESx(0x5DC2C29F), AESx(0x6ED3D3BD), AESx(0xEFACAC43), AESx(0xA66262C4),
 166         AESx(0xA8919139), AESx(0xA4959531), AESx(0x37E4E4D3), AESx(0x8B7979F2),
 167         AESx(0x32E7E7D5), AESx(0x43C8C88B), AESx(0x5937376E), AESx(0xB76D6DDA),
 168         AESx(0x8C8D8D01), AESx(0x64D5D5B1), AESx(0xD24E4E9C), AESx(0xE0A9A949),
 169         AESx(0xB46C6CD8), AESx(0xFA5656AC), AESx(0x07F4F4F3), AESx(0x25EAEACF),
 170         AESx(0xAF6565CA), AESx(0x8E7A7AF4), AESx(0xE9AEAE47), AESx(0x18080810),
 171         AESx(0xD5BABA6F), AESx(0x887878F0), AESx(0x6F25254A), AESx(0x722E2E5C),
 172         AESx(0x241C1C38), AESx(0xF1A6A657), AESx(0xC7B4B473), AESx(0x51C6C697),
 173         AESx(0x23E8E8CB), AESx(0x7CDDDDA1), AESx(0x9C7474E8), AESx(0x211F1F3E),
 174         AESx(0xDD4B4B96), AESx(0xDCBDBD61), AESx(0x868B8B0D), AESx(0x858A8A0F),
 175         AESx(0x907070E0), AESx(0x423E3E7C), AESx(0xC4B5B571), AESx(0xAA6666CC),
 176         AESx(0xD8484890), AESx(0x05030306), AESx(0x01F6F6F7), AESx(0x120E0E1C),
 177         AESx(0xA36161C2), AESx(0x5F35356A), AESx(0xF95757AE), AESx(0xD0B9B969),
 178         AESx(0x91868617), AESx(0x58C1C199), AESx(0x271D1D3A), AESx(0xB99E9E27),
 179         AESx(0x38E1E1D9), AESx(0x13F8F8EB), AESx(0xB398982B), AESx(0x33111122),
 180         AESx(0xBB6969D2), AESx(0x70D9D9A9), AESx(0x898E8E07), AESx(0xA7949433),
 181         AESx(0xB69B9B2D), AESx(0x221E1E3C), AESx(0x92878715), AESx(0x20E9E9C9),
 182         AESx(0x49CECE87), AESx(0xFF5555AA), AESx(0x78282850), AESx(0x7ADFDFA5),
 183         AESx(0x8F8C8C03), AESx(0xF8A1A159), AESx(0x80898909), AESx(0x170D0D1A),
 184         AESx(0xDABFBF65), AESx(0x31E6E6D7), AESx(0xC6424284), AESx(0xB86868D0),
 185         AESx(0xC3414182), AESx(0xB0999929), AESx(0x772D2D5A), AESx(0x110F0F1E),
 186         AESx(0xCBB0B07B), AESx(0xFC5454A8), AESx(0xD6BBBB6D), AESx(0x3A16162C)
 187 };
 188
 189 static const sph_u32 AES1[256] = {
 190         AESx(0x6363C6A5), AESx(0x7C7CF884), AESx(0x7777EE99), AESx(0x7B7BF68D),
 191         AESx(0xF2F2FF0D), AESx(0x6B6BD6BD), AESx(0x6F6FDEB1), AESx(0xC5C59154),
 192         AESx(0x30306050), AESx(0x01010203), AESx(0x6767CEA9), AESx(0x2B2B567D),
 193         AESx(0xFEFEE719), AESx(0xD7D7B562), AESx(0xABAB4DE6), AESx(0x7676EC9A),
 194         AESx(0xCACA8F45), AESx(0x82821F9D), AESx(0xC9C98940), AESx(0x7D7DFA87),
 195         AESx(0xFAFAEF15), AESx(0x5959B2EB), AESx(0x47478EC9), AESx(0xF0F0FB0B),
 196         AESx(0xADAD41EC), AESx(0xD4D4B367), AESx(0xA2A25FFD), AESx(0xAFAF45EA),
 197         AESx(0x9C9C23BF), AESx(0xA4A453F7), AESx(0x7272E496), AESx(0xC0C09B5B),
 198         AESx(0xB7B775C2), AESx(0xFDFDE11C), AESx(0x93933DAE), AESx(0x26264C6A),
 199         AESx(0x36366C5A), AESx(0x3F3F7E41), AESx(0xF7F7F502), AESx(0xCCCC834F),
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