block/rc2: initial implementation
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5f32d21c59
commit
90238ae5e1
130
block/rc2.cpp
130
block/rc2.cpp
@ -8,6 +8,136 @@
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#include "rc2.hpp"
|
#include "rc2.hpp"
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#include <cruft/util/bitwise.hpp>
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#include <cruft/util/endian.hpp>
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using cruft::crypto::block::rc2;
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///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
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static constexpr std::array<u08,256> PITABLE {
|
||||||
|
0xd9, 0x78, 0xf9, 0xc4, 0x19, 0xdd, 0xb5, 0xed, 0x28, 0xe9, 0xfd, 0x79, 0x4a, 0xa0, 0xd8, 0x9d,
|
||||||
|
0xc6, 0x7e, 0x37, 0x83, 0x2b, 0x76, 0x53, 0x8e, 0x62, 0x4c, 0x64, 0x88, 0x44, 0x8b, 0xfb, 0xa2,
|
||||||
|
0x17, 0x9a, 0x59, 0xf5, 0x87, 0xb3, 0x4f, 0x13, 0x61, 0x45, 0x6d, 0x8d, 0x09, 0x81, 0x7d, 0x32,
|
||||||
|
0xbd, 0x8f, 0x40, 0xeb, 0x86, 0xb7, 0x7b, 0x0b, 0xf0, 0x95, 0x21, 0x22, 0x5c, 0x6b, 0x4e, 0x82,
|
||||||
|
0x54, 0xd6, 0x65, 0x93, 0xce, 0x60, 0xb2, 0x1c, 0x73, 0x56, 0xc0, 0x14, 0xa7, 0x8c, 0xf1, 0xdc,
|
||||||
|
0x12, 0x75, 0xca, 0x1f, 0x3b, 0xbe, 0xe4, 0xd1, 0x42, 0x3d, 0xd4, 0x30, 0xa3, 0x3c, 0xb6, 0x26,
|
||||||
|
0x6f, 0xbf, 0x0e, 0xda, 0x46, 0x69, 0x07, 0x57, 0x27, 0xf2, 0x1d, 0x9b, 0xbc, 0x94, 0x43, 0x03,
|
||||||
|
0xf8, 0x11, 0xc7, 0xf6, 0x90, 0xef, 0x3e, 0xe7, 0x06, 0xc3, 0xd5, 0x2f, 0xc8, 0x66, 0x1e, 0xd7,
|
||||||
|
0x08, 0xe8, 0xea, 0xde, 0x80, 0x52, 0xee, 0xf7, 0x84, 0xaa, 0x72, 0xac, 0x35, 0x4d, 0x6a, 0x2a,
|
||||||
|
0x96, 0x1a, 0xd2, 0x71, 0x5a, 0x15, 0x49, 0x74, 0x4b, 0x9f, 0xd0, 0x5e, 0x04, 0x18, 0xa4, 0xec,
|
||||||
|
0xc2, 0xe0, 0x41, 0x6e, 0x0f, 0x51, 0xcb, 0xcc, 0x24, 0x91, 0xaf, 0x50, 0xa1, 0xf4, 0x70, 0x39,
|
||||||
|
0x99, 0x7c, 0x3a, 0x85, 0x23, 0xb8, 0xb4, 0x7a, 0xfc, 0x02, 0x36, 0x5b, 0x25, 0x55, 0x97, 0x31,
|
||||||
|
0x2d, 0x5d, 0xfa, 0x98, 0xe3, 0x8a, 0x92, 0xae, 0x05, 0xdf, 0x29, 0x10, 0x67, 0x6c, 0xba, 0xc9,
|
||||||
|
0xd3, 0x00, 0xe6, 0xcf, 0xe1, 0x9e, 0xa8, 0x2c, 0x63, 0x16, 0x01, 0x3f, 0x58, 0xe2, 0x89, 0xa9,
|
||||||
|
0x0d, 0x38, 0x34, 0x1b, 0xab, 0x33, 0xff, 0xb0, 0xbb, 0x48, 0x0c, 0x5f, 0xb9, 0xb1, 0xcd, 0x2e,
|
||||||
|
0xc5, 0xf3, 0xdb, 0x47, 0xe5, 0xa5, 0x9c, 0x77, 0x0a, 0xa6, 0x20, 0x68, 0xfe, 0x7f, 0xc1, 0xad,
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||||
|
rc2::rc2 (
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||||||
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cruft::view<u08 const*> const key,
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||||||
|
int const effective_bits
|
||||||
|
) {
|
||||||
|
// Ensure we don't exceed maximum key or effective lengths.
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||||||
|
if (auto len = key.size (); len > 128 || len <= 0)
|
||||||
|
throw std::invalid_argument ("invalid key size");
|
||||||
|
if (effective_bits > 1024)
|
||||||
|
throw std::invalid_argument ("invalid effective key size");
|
||||||
|
|
||||||
|
// Copy the initial raw key bytes into the key area
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||||||
|
auto xkb = cruft::make_byte_view<u08> (m_key);
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||||||
|
std::copy (key.begin (), key.end (), xkb.begin ());
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||||||
|
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||||||
|
// Mix bytes from Pi into the remaining region
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||||||
|
if (auto len = key.size (); len < 128) {
|
||||||
|
int i = 0;
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||||||
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||||||
|
for (u08 x = key[len - 1]; len < 128; ++len) {
|
||||||
|
x += xkb[i++];
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||||||
|
x &= 0xff;
|
||||||
|
x = PITABLE[x];
|
||||||
|
|
||||||
|
xkb[len] = x;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
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||||||
|
// Reduce the 'effective' bits of the key
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||||||
|
auto const effective_bytes = cruft::divup (effective_bits, 8);
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||||||
|
int remain = 128 - effective_bytes;
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||||||
|
u08 const mask = 0xff >> (8 * effective_bytes - effective_bits);
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||||||
|
|
||||||
|
u08 x = xkb[remain] & mask;
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||||||
|
x = PITABLE[x];
|
||||||
|
xkb[remain] = x;
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||||||
|
|
||||||
|
while (remain--) {
|
||||||
|
x ^= xkb[remain + effective_bytes];
|
||||||
|
x = PITABLE[x];
|
||||||
|
|
||||||
|
xkb[remain] = x;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Convert to little endian for output
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||||||
|
for (auto &k: m_key)
|
||||||
|
k = cruft::htol (k);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
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||||||
|
|
||||||
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//-----------------------------------------------------------------------------
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||||||
|
rc2::rc2 (cruft::view<u08 const *> key)
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||||||
|
: rc2 (key, 1024)
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||||||
|
{ ; }
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||||||
|
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||||||
|
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||||||
|
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
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||||||
|
std::array<u16,4>
|
||||||
|
rc2::encrypt (std::array<u16,4> src) const noexcept
|
||||||
|
{
|
||||||
|
auto [r0, r1, r2, r3] = src;
|
||||||
|
|
||||||
|
for (int i = 0; i < 16; i++) {
|
||||||
|
auto const offset = 4 * i;
|
||||||
|
|
||||||
|
r0 += m_key[offset + 0] + (r3 & r2) + (~r3 & r1); r0 = cruft::rotatel (r0, 1);
|
||||||
|
r1 += m_key[offset + 1] + (r0 & r3) + (~r0 & r2); r1 = cruft::rotatel (r1, 2);
|
||||||
|
r2 += m_key[offset + 2] + (r1 & r0) + (~r1 & r3); r2 = cruft::rotatel (r2, 3);
|
||||||
|
r3 += m_key[offset + 3] + (r2 & r1) + (~r2 & r0); r3 = cruft::rotatel (r3, 5);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (i == 4 || i == 10) {
|
||||||
|
r0 += m_key[r3 & 63];
|
||||||
|
r1 += m_key[r0 & 63];
|
||||||
|
r2 += m_key[r1 & 63];
|
||||||
|
r3 += m_key[r2 & 63];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return { r0, r1, r2, r3 };
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
//-----------------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
std::array<u16,4>
|
||||||
|
rc2::decrypt (std::array<u16,4> src) const noexcept
|
||||||
|
{
|
||||||
|
auto [r0,r1,r2,r3] = src;
|
||||||
|
|
||||||
|
for (int i = 15; i >= 0; --i) {
|
||||||
|
auto const offset = 4 * i;
|
||||||
|
|
||||||
|
r3 = cruft::rotatel (r3, 11); r3 -= m_key[offset + 3] + (r2 & r1) + (~r2 & r0);
|
||||||
|
r2 = cruft::rotatel (r2, 13); r2 -= m_key[offset + 2] + (r1 & r0) + (~r1 & r3);
|
||||||
|
r1 = cruft::rotatel (r1, 14); r1 -= m_key[offset + 1] + (r0 & r3) + (~r0 & r2);
|
||||||
|
r0 = cruft::rotatel (r0, 15); r0 -= m_key[offset + 0] + (r3 & r2) + (~r3 & r1);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (i == 5 || i == 11) {
|
||||||
|
r3 -= m_key[r2 & 63];
|
||||||
|
r2 -= m_key[r1 & 63];
|
||||||
|
r1 -= m_key[r0 & 63];
|
||||||
|
r0 -= m_key[r3 & 63];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return { r0, r1, r2, r3 };
|
||||||
|
}
|
@ -19,12 +19,13 @@ namespace cruft::crypto::block {
|
|||||||
class rc2 {
|
class rc2 {
|
||||||
public:
|
public:
|
||||||
using word_t = u16;
|
using word_t = u16;
|
||||||
static constexpr auto block_size = sizeof (word_t) * 4;
|
using block_t = std::array<word_t,4>;
|
||||||
|
|
||||||
explicit rc2 (cruft::view<u16 const*> key);
|
explicit rc2 (cruft::view<u08 const*> key, int effective_bits);
|
||||||
|
explicit rc2 (cruft::view<u08 const*> key);
|
||||||
|
|
||||||
std::array<word_t,4> encrypt (std::array<word_t,4> src) const;
|
block_t encrypt (block_t src) const noexcept;
|
||||||
std::array<word_t,4> decrypt (std::array<word_t,4> src) const;
|
block_t decrypt (block_t src) const noexcept;
|
||||||
|
|
||||||
private:
|
private:
|
||||||
std::array<u16,64> m_key;
|
std::array<u16,64> m_key;
|
||||||
|
@ -1,3 +1,123 @@
|
|||||||
|
#include <cruft/util/tap.hpp>
|
||||||
|
|
||||||
#include "block/rc2.hpp"
|
#include "block/rc2.hpp"
|
||||||
|
|
||||||
int main () { }
|
#include <cruft/util/endian.hpp>
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
int main ()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
struct {
|
||||||
|
unsigned effective;
|
||||||
|
std::vector<u08> key;
|
||||||
|
std::array<u16,4> plain;
|
||||||
|
std::array<u16,4> cipher;
|
||||||
|
} const TESTS[] = {
|
||||||
|
{
|
||||||
|
.effective = 63,
|
||||||
|
.key = { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
|
||||||
|
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, },
|
||||||
|
.plain = { 0x0000, 0x0000, 0x0000, 0x0000, },
|
||||||
|
.cipher = { 0xebb7, 0x73f9, 0x9327, 0x8eff, }
|
||||||
|
},
|
||||||
|
|
||||||
|
{
|
||||||
|
.effective = 64,
|
||||||
|
.key = { 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
|
||||||
|
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, },
|
||||||
|
.plain = { 0xffff, 0xffff, 0xffff, 0xffff },
|
||||||
|
.cipher = { 0x278b, 0x27e4, 0x2e2f, 0x0d49 },
|
||||||
|
},
|
||||||
|
|
||||||
|
{
|
||||||
|
.effective = 64,
|
||||||
|
.key = { 0x30, 0x00, 0x00, 0x00,
|
||||||
|
0x00, 0x00, 0x00, 0x00 },
|
||||||
|
.plain = { 0x1000, 0x0000, 0x0000, 0x0001 },
|
||||||
|
.cipher = { 0x3064, 0x9edf, 0x9be7, 0xd2c2 },
|
||||||
|
},
|
||||||
|
|
||||||
|
{
|
||||||
|
.effective = 64,
|
||||||
|
.key = { 0x88 },
|
||||||
|
.plain = { 0x0000, 0x0000, 0x0000, 0x0000 },
|
||||||
|
.cipher = { 0x61a8, 0xa244, 0xadac, 0xccf0 },
|
||||||
|
},
|
||||||
|
|
||||||
|
{
|
||||||
|
.effective = 64,
|
||||||
|
.key = { 0x88, 0xbc, 0xa9, 0x0e,
|
||||||
|
0x90, 0x87, 0x5a },
|
||||||
|
.plain = { 0x0000, 0x0000, 0x0000, 0x0000, },
|
||||||
|
.cipher = { 0x6ccf, 0x4308, 0x974c, 0x267f, }
|
||||||
|
},
|
||||||
|
|
||||||
|
{
|
||||||
|
.effective = 64,
|
||||||
|
.key = { 0x88, 0xbc, 0xa9, 0x0e,
|
||||||
|
0x90, 0x87, 0x5a, 0x7f,
|
||||||
|
0x0f, 0x79, 0xc3, 0x84,
|
||||||
|
0x62, 0x7b, 0xaf, 0xb2
|
||||||
|
},
|
||||||
|
.plain = { 0x0000, 0x0000, 0x0000, 0x0000 },
|
||||||
|
.cipher = { 0x1a80, 0x7d27, 0x2bbe, 0x5db1 },
|
||||||
|
},
|
||||||
|
|
||||||
|
{
|
||||||
|
.effective = 128,
|
||||||
|
.key = {
|
||||||
|
0x88, 0xbc, 0xa9, 0x0e,
|
||||||
|
0x90, 0x87, 0x5a, 0x7f,
|
||||||
|
0x0f, 0x79, 0xc3, 0x84,
|
||||||
|
0x62, 0x7b, 0xaf, 0xb2,
|
||||||
|
},
|
||||||
|
.plain = { 0x0000, 0x0000, 0x0000, 0x0000 },
|
||||||
|
.cipher = { 0x2269, 0x552a, 0xb0f8, 0x5ca6 },
|
||||||
|
},
|
||||||
|
|
||||||
|
{
|
||||||
|
.effective = 129,
|
||||||
|
.key = {
|
||||||
|
0x88, 0xbc, 0xa9, 0x0e,
|
||||||
|
0x90, 0x87, 0x5a, 0x7f,
|
||||||
|
0x0f, 0x79, 0xc3, 0x84,
|
||||||
|
0x62, 0x7b, 0xaf, 0xb2,
|
||||||
|
0x16, 0xf8, 0x0a, 0x6f,
|
||||||
|
0x85, 0x92, 0x05, 0x84,
|
||||||
|
0xc4, 0x2f, 0xce, 0xb0,
|
||||||
|
0xbe, 0x25, 0x5d, 0xaf,
|
||||||
|
0x1e
|
||||||
|
},
|
||||||
|
.plain = { 0x0000, 0x0000, 0x0000, 0x0000 },
|
||||||
|
.cipher = { 0x5b78, 0xd3a4, 0x3dff, 0xf1f1 },
|
||||||
|
}
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
cruft::TAP::logger tap;
|
||||||
|
|
||||||
|
for (auto const &t: TESTS) {
|
||||||
|
cruft::crypto::block::rc2 const obj (t.key, t.effective);
|
||||||
|
|
||||||
|
std::array<u16,4> plain = t.plain;
|
||||||
|
std::transform (
|
||||||
|
std::begin (plain),
|
||||||
|
std::end (plain),
|
||||||
|
std::begin (plain),
|
||||||
|
cruft::bswap<u16>
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
std::array<u16,4> cipher = t.cipher;
|
||||||
|
std::transform (
|
||||||
|
std::begin (cipher),
|
||||||
|
std::end (cipher),
|
||||||
|
std::begin (cipher),
|
||||||
|
cruft::bswap<u16>
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
tap.expect (obj.encrypt (plain) == cipher, "rc2_enc");
|
||||||
|
tap.expect (obj.decrypt (cipher) == plain, "rc2_dec");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return tap.status ();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
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