git.samba.org - gd/nettle/blob - poly1305-internal.c

   1 /* poly1305-internal.c
   2
   3    Copyright: 2012-2013 Andrew M. (floodyberry)
   4    Copyright: 2013 Nikos Mavrogiannopoulos
   5    Copyright: 2013 Niels Möller
   6
   7    This file is part of GNU Nettle.
   8
   9    GNU Nettle is free software: you can redistribute it and/or
  10    modify it under the terms of either:
  11
  12      * the GNU Lesser General Public License as published by the Free
  13        Software Foundation; either version 3 of the License, or (at your
  14        option) any later version.
  15
  16    or
  17
  18      * the GNU General Public License as published by the Free
  19        Software Foundation; either version 2 of the License, or (at your
  20        option) any later version.
  21
  22    or both in parallel, as here.
  23
  24    GNU Nettle is distributed in the hope that it will be useful,
  25    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  26    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  27    General Public License for more details.
  28
  29    You should have received copies of the GNU General Public License and
  30    the GNU Lesser General Public License along with this program.  If
  31    not, see http://www.gnu.org/licenses/.
  32 */
  33
  34 /* Based on https://github.com/floodyberry/poly1305-donna.
  35  * Modified for nettle by Nikos Mavrogiannopoulos and Niels Möller.
  36  * Original license notice:
  37  *
  38  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
  39  * copy of this software and associated documentation files (the
  40  * "Software"), to deal in the Software without restriction, including
  41  * without limitation the rights to use, copy, modify, merge, publish,
  42  * distribute, sublicense, and/or sell copies of the Software, and to
  43  * permit persons to whom the Software is furnished to do so, subject to
  44  * the following conditions:
  45  *
  46  * The above copyright notice and this permission notice shall be included
  47  * in all copies or substantial portions of the Software.
  48  *
  49  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS
  50  * OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
  51  * MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.
  52  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY
  53  * CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT,
  54  * TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE
  55  * SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
  56  */
  57
  58 #if HAVE_CONFIG_H
  59 #include "config.h"
  60 #endif
  61
  62 #include <assert.h>
  63 #include <string.h>
  64
  65 #include "poly1305.h"
  66
  67 #include "macros.h"
  68
  69 #define mul32x32_64(a,b) ((uint64_t)(a) * (b))
  70
  71 #define r0 r.r32[0]
  72 #define r1 r.r32[1]
  73 #define r2 r.r32[2]
  74 #define r3 r.r32[3]
  75 #define r4 r.r32[4]
  76 #define s1 r.r32[5]
  77 #define s2 s32[0]
  78 #define s3 s32[1]
  79 #define s4 s32[2]
  80
  81 #define h0 h.h32[0]
  82 #define h1 h.h32[1]
  83 #define h2 h.h32[2]
  84 #define h3 h.h32[3]
  85 #define h4 hh
  86
  87 void
  88 poly1305_set_key(struct poly1305_ctx *ctx, const uint8_t key[16])
  89 {
  90   uint32_t t0,t1,t2,t3;
  91
  92   t0 = LE_READ_UINT32(key);
  93   t1 = LE_READ_UINT32(key+4);
  94   t2 = LE_READ_UINT32(key+8);
  95   t3 = LE_READ_UINT32(key+12);
  96
  97   ctx->r0 = t0 & 0x3ffffff; t0 >>= 26; t0 |= t1 << 6;
  98   ctx->r1 = t0 & 0x3ffff03; t1 >>= 20; t1 |= t2 << 12;
  99   ctx->r2 = t1 & 0x3ffc0ff; t2 >>= 14; t2 |= t3 << 18;
 100   ctx->r3 = t2 & 0x3f03fff; t3 >>= 8;
 101   ctx->r4 = t3 & 0x00fffff;
 102
 103   ctx->s1 = ctx->r1 * 5;
 104   ctx->s2 = ctx->r2 * 5;
 105   ctx->s3 = ctx->r3 * 5;
 106   ctx->s4 = ctx->r4 * 5;
 107
 108   ctx->h0 = 0;
 109   ctx->h1 = 0;
 110   ctx->h2 = 0;
 111   ctx->h3 = 0;
 112   ctx->h4 = 0;
 113 }
 114
 115 void
 116 _poly1305_block (struct poly1305_ctx *ctx, const uint8_t *m, unsigned t4)
 117 {
 118   uint32_t t0,t1,t2,t3;
 119   uint32_t b;
 120   uint64_t t[5];
 121   uint64_t c;
 122
 123   t0 = LE_READ_UINT32(m);
 124   t1 = LE_READ_UINT32(m+4);
 125   t2 = LE_READ_UINT32(m+8);
 126   t3 = LE_READ_UINT32(m+12);
 127
 128   ctx->h0 += t0 & 0x3ffffff;
 129   ctx->h1 += ((((uint64_t)t1 << 32) | t0) >> 26) & 0x3ffffff;
 130   ctx->h2 += ((((uint64_t)t2 << 32) | t1) >> 20) & 0x3ffffff;
 131   ctx->h3 += ((((uint64_t)t3 << 32) | t2) >> 14) & 0x3ffffff;
 132   ctx->h4 += (t3 >> 8) | ((uint32_t) t4 << 24);
 133
 134   /* poly1305_donna_mul: */
 135   t[0]  = mul32x32_64(ctx->h0,ctx->r0) + mul32x32_64(ctx->h1,ctx->s4) + mul32x32_64(ctx->h2,ctx->s3) + mul32x32_64(ctx->h3,ctx->s2) + mul32x32_64(ctx->h4,ctx->s1);
 136   t[1]  = mul32x32_64(ctx->h0,ctx->r1) + mul32x32_64(ctx->h1,ctx->r0) + mul32x32_64(ctx->h2,ctx->s4) + mul32x32_64(ctx->h3,ctx->s3) + mul32x32_64(ctx->h4,ctx->s2);
 137   t[2]  = mul32x32_64(ctx->h0,ctx->r2) + mul32x32_64(ctx->h1,ctx->r1) + mul32x32_64(ctx->h2,ctx->r0) + mul32x32_64(ctx->h3,ctx->s4) + mul32x32_64(ctx->h4,ctx->s3);
 138   t[3]  = mul32x32_64(ctx->h0,ctx->r3) + mul32x32_64(ctx->h1,ctx->r2) + mul32x32_64(ctx->h2,ctx->r1) + mul32x32_64(ctx->h3,ctx->r0) + mul32x32_64(ctx->h4,ctx->s4);
 139   t[4]  = mul32x32_64(ctx->h0,ctx->r4) + mul32x32_64(ctx->h1,ctx->r3) + mul32x32_64(ctx->h2,ctx->r2) + mul32x32_64(ctx->h3,ctx->r1) + mul32x32_64(ctx->h4,ctx->r0);
 140
 141   ctx->h0 = (uint32_t)t[0] & 0x3ffffff; c =           (t[0] >> 26);
 142   t[1] += c;      ctx->h1 = (uint32_t)t[1] & 0x3ffffff; b = (uint32_t)(t[1] >> 26);
 143   t[2] += b;      ctx->h2 = (uint32_t)t[2] & 0x3ffffff; b = (uint32_t)(t[2] >> 26);
 144   t[3] += b;      ctx->h3 = (uint32_t)t[3] & 0x3ffffff; b = (uint32_t)(t[3] >> 26);
 145   t[4] += b;      ctx->h4 = (uint32_t)t[4] & 0x3ffffff; b = (uint32_t)(t[4] >> 26);
 146   ctx->h0 += b * 5;
 147 }
 148
 149 /* Adds digest to the nonce */
 150 void
 151 poly1305_digest (struct poly1305_ctx *ctx, union nettle_block16 *s)
 152 {
 153   uint32_t b, nb;
 154   uint64_t f0,f1,f2,f3;
 155   uint32_t g0,g1,g2,g3,g4;
 156
 157   b = ctx->h0 >> 26; ctx->h0 = ctx->h0 & 0x3ffffff;
 158   ctx->h1 +=     b; b = ctx->h1 >> 26; ctx->h1 = ctx->h1 & 0x3ffffff;
 159   ctx->h2 +=     b; b = ctx->h2 >> 26; ctx->h2 = ctx->h2 & 0x3ffffff;
 160   ctx->h3 +=     b; b = ctx->h3 >> 26; ctx->h3 = ctx->h3 & 0x3ffffff;
 161   ctx->h4 +=     b; b = ctx->h4 >> 26; ctx->h4 = ctx->h4 & 0x3ffffff;
 162   ctx->h0 += b * 5; b = ctx->h0 >> 26; ctx->h0 = ctx->h0 & 0x3ffffff;
 163   ctx->h1 +=     b;
 164
 165   g0 = ctx->h0 + 5; b = g0 >> 26; g0 &= 0x3ffffff;
 166   g1 = ctx->h1 + b; b = g1 >> 26; g1 &= 0x3ffffff;
 167   g2 = ctx->h2 + b; b = g2 >> 26; g2 &= 0x3ffffff;
 168   g3 = ctx->h3 + b; b = g3 >> 26; g3 &= 0x3ffffff;
 169   g4 = ctx->h4 + b - (1 << 26);
 170
 171   b = (g4 >> 31) - 1;
 172   nb = ~b;
 173   ctx->h0 = (ctx->h0 & nb) | (g0 & b);
 174   ctx->h1 = (ctx->h1 & nb) | (g1 & b);
 175   ctx->h2 = (ctx->h2 & nb) | (g2 & b);
 176   ctx->h3 = (ctx->h3 & nb) | (g3 & b);
 177   ctx->h4 = (ctx->h4 & nb) | (g4 & b);
 178
 179   /* FIXME: Take advantage of s being aligned as an unsigned long. */
 180   f0 = ((ctx->h0    )|(ctx->h1<<26)) + (uint64_t)LE_READ_UINT32(s->b);
 181   f1 = ((ctx->h1>> 6)|(ctx->h2<<20)) + (uint64_t)LE_READ_UINT32(s->b+4);
 182   f2 = ((ctx->h2>>12)|(ctx->h3<<14)) + (uint64_t)LE_READ_UINT32(s->b+8);
 183   f3 = ((ctx->h3>>18)|(ctx->h4<< 8)) + (uint64_t)LE_READ_UINT32(s->b+12);
 184
 185   LE_WRITE_UINT32(s->b, f0);
 186   f1 += (f0 >> 32);
 187   LE_WRITE_UINT32(s->b+4, f1);
 188   f2 += (f1 >> 32);
 189   LE_WRITE_UINT32(s->b+8, f2);
 190   f3 += (f2 >> 32);
 191   LE_WRITE_UINT32(s->b+12, f3);
 192
 193   ctx->h0 = 0;
 194   ctx->h1 = 0;
 195   ctx->h2 = 0;
 196   ctx->h3 = 0;
 197   ctx->h4 = 0;
 198 }