src/rxkad/domestic/fcrypt.c

   1 /*
   2  * Copyright 2000, International Business Machines Corporation and others.
   3  * All Rights Reserved.
   4  *
   5  * This software has been released under the terms of the IBM Public
   6  * License.  For details, see the LICENSE file in the top-level source
   7  * directory or online at http://www.openafs.org/dl/license10.html
   8  */
   9
  10 /* NOTE: fc_cbc_encrypt now modifies its 5th argument, to permit chaining over
  11  * scatter/gather vectors.
  12  */
  13
  14
  15 #include <afsconfig.h>
  16 #ifdef KERNEL
  17 #include "afs/param.h"
  18 #else
  19 #include <afs/param.h>
  20 #endif
  21
  22 RCSID
  23     ("$Header$");
  24
  25 #define DEBUG 0
  26 #ifdef KERNEL
  27 #ifndef UKERNEL
  28 #include "afs/stds.h"
  29 #if defined(AFS_AIX_ENV) || defined(AFS_AUX_ENV) || defined(AFS_SUN5_ENV)
  30 #include "h/systm.h"
  31 #endif
  32 #include "h/types.h"
  33 #if !defined(AFS_LINUX20_ENV) && !defined(AFS_OBSD_ENV)
  34 #include "netinet/in.h"
  35 #endif
  36 #else /* UKERNEL */
  37 #include "afs/sysincludes.h"
  38 #include "afs/stds.h"
  39 #endif /* UKERNEL */
  40 #ifdef AFS_LINUX22_ENV
  41 #include <asm/byteorder.h>
  42 #endif
  43
  44 #else /* KERNEL */
  45
  46 #include <afs/stds.h>
  47 #include <sys/types.h>
  48 #include <string.h>
  49 #ifdef AFS_NT40_ENV
  50 #include <winsock2.h>
  51 #else
  52 #include <netinet/in.h>
  53 #endif
  54 #include <rx/rx.h>
  55 #endif /* KERNEL */
  56
  57 #include "sboxes.h"
  58 #include "fcrypt.h"
  59 #include "rxkad.h"
  60 #include <des/stats.h>
  61
  62 #ifdef TCRYPT
  63 int ROUNDS = 16;
  64 #else
  65 #define ROUNDS 16
  66 #endif
  67
  68 #define XPRT_FCRYPT
  69
  70 int
  71 fc_keysched(struct ktc_encryptionKey *key, fc_KeySchedule schedule)
  72 {
  73     unsigned char *keychar = (unsigned char *)key;
  74     afs_uint32 kword[2];
  75
  76     unsigned int temp;
  77     int i;
  78
  79     /* first, flush the losing key parity bits. */
  80     kword[0] = (*keychar++) >> 1;
  81     kword[0] <<= 7;
  82     kword[0] += (*keychar++) >> 1;
  83     kword[0] <<= 7;
  84     kword[0] += (*keychar++) >> 1;
  85     kword[0] <<= 7;
  86     kword[0] += (*keychar++) >> 1;
  87     kword[1] = kword[0] >> 4;   /* get top 24 bits for hi word */
  88     kword[0] &= 0xf;
  89     kword[0] <<= 7;
  90     kword[0] += (*keychar++) >> 1;
  91     kword[0] <<= 7;
  92     kword[0] += (*keychar++) >> 1;
  93     kword[0] <<= 7;
  94     kword[0] += (*keychar++) >> 1;
  95     kword[0] <<= 7;
  96     kword[0] += (*keychar) >> 1;
  97
  98     schedule[0] = kword[0];
  99     for (i = 1; i < ROUNDS; i++) {
 100         /* rotate right 3 */
 101         temp = kword[0] & ((1 << 11) - 1);      /* get 11 lsb */
 102         kword[0] =
 103             (kword[0] >> 11) | ((kword[1] & ((1 << 11) - 1)) << (32 - 11));
 104         kword[1] = (kword[1] >> 11) | (temp << (56 - 32 - 11));
 105         schedule[i] = kword[0];
 106     }
 107     INC_RXKAD_STATS(fc_key_scheds);
 108     return 0;
 109 }
 110
 111 /* IN int encrypt; * 0 ==> decrypt, else encrypt */
 112 afs_int32
 113 fc_ecb_encrypt(void * clear, void * cipher,
 114                const fc_KeySchedule schedule, int encrypt)
 115 {
 116     afs_uint32 L, R;
 117     volatile afs_uint32 S, P;
 118     volatile unsigned char *Pchar = (unsigned char *)&P;
 119     volatile unsigned char *Schar = (unsigned char *)&S;
 120     int i;
 121
 122 #ifndef WORDS_BIGENDIAN
 123 #define Byte0 3
 124 #define Byte1 2
 125 #define Byte2 1
 126 #define Byte3 0
 127 #else
 128 #define Byte0 0
 129 #define Byte1 1
 130 #define Byte2 2
 131 #define Byte3 3
 132 #endif
 133
 134 #if 0
 135     memcpy(&L, clear, sizeof(afs_int32));
 136     memcpy(&R, clear + 1, sizeof(afs_int32));
 137 #else
 138     L = ntohl(*((afs_uint32 *)clear));
 139     R = ntohl(*((afs_uint32 *)clear + 1));
 140 #endif
 141
 142     if (encrypt) {
 143         INC_RXKAD_STATS(fc_encrypts[ENCRYPT]);
 144         for (i = 0; i < (ROUNDS / 2); i++) {
 145             S = *schedule++ ^ R;        /* xor R with key bits from schedule */
 146             Pchar[Byte2] = sbox0[Schar[Byte0]]; /* do 8-bit S Box subst. */
 147             Pchar[Byte3] = sbox1[Schar[Byte1]]; /* and permute the result */
 148             Pchar[Byte1] = sbox2[Schar[Byte2]];
 149             Pchar[Byte0] = sbox3[Schar[Byte3]];
 150             P = (P >> 5) | ((P & ((1 << 5) - 1)) << (32 - 5));  /* right rot 5 bits */
 151             L ^= P;             /* we're done with L, so save there */
 152             S = *schedule++ ^ L;        /* this time xor with L */
 153             Pchar[Byte2] = sbox0[Schar[Byte0]];
 154             Pchar[Byte3] = sbox1[Schar[Byte1]];
 155             Pchar[Byte1] = sbox2[Schar[Byte2]];
 156             Pchar[Byte0] = sbox3[Schar[Byte3]];
 157             P = (P >> 5) | ((P & ((1 << 5) - 1)) << (32 - 5));  /* right rot 5 bits */
 158             R ^= P;
 159         }
 160     } else {
 161         INC_RXKAD_STATS(fc_encrypts[DECRYPT]);
 162         schedule = &schedule[ROUNDS - 1];       /* start at end of key schedule */
 163         for (i = 0; i < (ROUNDS / 2); i++) {
 164             S = *schedule-- ^ L;        /* xor R with key bits from schedule */
 165             Pchar[Byte2] = sbox0[Schar[Byte0]]; /* do 8-bit S Box subst. and */
 166             Pchar[Byte3] = sbox1[Schar[Byte1]]; /* permute the result */
 167             Pchar[Byte1] = sbox2[Schar[Byte2]];
 168             Pchar[Byte0] = sbox3[Schar[Byte3]];
 169             P = (P >> 5) | ((P & ((1 << 5) - 1)) << (32 - 5));  /* right rot 5 bits */
 170             R ^= P;             /* we're done with L, so save there */
 171             S = *schedule-- ^ R;        /* this time xor with L */
 172             Pchar[Byte2] = sbox0[Schar[Byte0]];
 173             Pchar[Byte3] = sbox1[Schar[Byte1]];
 174             Pchar[Byte1] = sbox2[Schar[Byte2]];
 175             Pchar[Byte0] = sbox3[Schar[Byte3]];
 176             P = (P >> 5) | ((P & ((1 << 5) - 1)) << (32 - 5));  /* right rot 5 bits */
 177             L ^= P;
 178         }
 179     }
 180 #if 0
 181     memcpy(cipher, &L, sizeof(afs_int32));
 182     memcpy(cipher + 1, &R, sizeof(afs_int32));
 183 #else
 184     *((afs_int32 *)cipher) = htonl(L);
 185     *((afs_int32 *)cipher + 1) = htonl(R);
 186 #endif
 187     return 0;
 188 }
 189
 190 /* Crypting can be done in segments by recycling xor.  All but the final segment must
 191  * be multiples of 8 bytes.
 192  * NOTE: fc_cbc_encrypt now modifies its 5th argument, to permit chaining over
 193  * scatter/gather vectors.
 194  */
 195 /*
 196   afs_int32 length; * in bytes *
 197   int encrypt; * 0 ==> decrypt, else encrypt *
 198   fc_KeySchedule key; * precomputed key schedule *
 199   afs_uint32 *xor; * 8 bytes of initialization vector *
 200 */
 201 afs_int32
 202 fc_cbc_encrypt(void *input, void *output, afs_int32 length,
 203                const fc_KeySchedule key, afs_uint32 * xor, int encrypt)
 204 {
 205     afs_uint32 i, j;
 206     afs_uint32 t_input[2];
 207     afs_uint32 t_output[2];
 208     unsigned char *t_in_p = (unsigned char *)t_input;
 209
 210     if (encrypt) {
 211         for (i = 0; length > 0; i++, length -= 8) {
 212             /* get input */
 213             memcpy(t_input, input, sizeof(t_input));
 214             input=((char *)input) + sizeof(t_input);
 215
 216             /* zero pad */
 217             for (j = length; j <= 7; j++)
 218                 *(t_in_p + j) = 0;
 219
 220             /* do the xor for cbc into the temp */
 221             xor[0] ^= t_input[0];
 222             xor[1] ^= t_input[1];
 223             /* encrypt */
 224             fc_ecb_encrypt(xor, t_output, key, encrypt);
 225
 226             /* copy temp output and save it for cbc */
 227             memcpy(output, t_output, sizeof(t_output));
 228             output=(char *)output + sizeof(t_output);
 229
 230             /* calculate xor value for next round from plain & cipher text */
 231             xor[0] = t_input[0] ^ t_output[0];
 232             xor[1] = t_input[1] ^ t_output[1];
 233
 234
 235         }
 236         t_output[0] = 0;
 237         t_output[1] = 0;
 238     } else {
 239         /* decrypt */
 240         for (i = 0; length > 0; i++, length -= 8) {
 241             /* get input */
 242             memcpy(t_input, input, sizeof(t_input));
 243             input=((char *)input) + sizeof(t_input);
 244
 245             /* no padding for decrypt */
 246             fc_ecb_encrypt(t_input, t_output, key, encrypt);
 247
 248             /* do the xor for cbc into the output */
 249             t_output[0] ^= xor[0];
 250             t_output[1] ^= xor[1];
 251
 252             /* copy temp output */
 253             memcpy(output, t_output, sizeof(t_output));
 254             output=((char *)output) + sizeof(t_output);
 255
 256             /* calculate xor value for next round from plain & cipher text */
 257             xor[0] = t_input[0] ^ t_output[0];
 258             xor[1] = t_input[1] ^ t_output[1];
 259         }
 260     }
 261     return 0;
 262 }