Add support for TEA (Tiny Encryption Algorithm)
[ffmpeg.git] / libavutil / tea.c
1 /*
2  * A 32-bit implementation of the TEA algorithm
3  * Copyright (c) 2015 Vesselin Bontchev
4  *
5  * Loosely based on the implementation of David Wheeler and Roger Needham,
6  * https://en.wikipedia.org/wiki/Tiny_Encryption_Algorithm#Reference_code
7  *
8  * This file is part of FFmpeg.
9  *
10  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
11  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
12  * License as published by the Free Software Foundation; either
13  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
14  *
15  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
16  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
18  * Lesser General Public License for more details.
19  *
20  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
21  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
22  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
23  */
24
25 #include "avutil.h"
26 #include "common.h"
27 #include "intreadwrite.h"
28 #include "tea.h"
29
30 typedef struct AVTEA {
31     uint32_t key[16];
32     int rounds;
33 } AVTEA;
34
35 struct AVTEA *av_tea_alloc(void)
36 {
37     return av_mallocz(sizeof(struct AVTEA));
38 }
39
40 const int av_tea_size = sizeof(AVTEA);
41
42 void av_tea_init(AVTEA *ctx, const uint8_t key[16], int rounds)
43 {
44     int i;
45
46     for (i = 0; i < 4; i++)
47         ctx->key[i] = AV_RB32(key + (i << 2));
48
49     ctx->rounds = rounds;
50 }
51
52 static void tea_crypt_ecb(AVTEA *ctx, uint8_t *dst, const uint8_t *src,
53                           int decrypt, uint8_t *iv)
54 {
55     uint32_t v0, v1;
56     int rounds = ctx->rounds;
57     uint32_t k0, k1, k2, k3;
58     k0 = ctx->key[0];
59     k1 = ctx->key[1];
60     k2 = ctx->key[2];
61     k3 = ctx->key[3];
62
63     v0 = AV_RB32(src);
64     v1 = AV_RB32(src + 4);
65
66     if (decrypt) {
67         int i;
68         uint32_t delta = 0x9E3779B9U, sum = delta * (rounds / 2);
69
70         for (i = 0; i < rounds / 2; i++) {
71             v1 -= ((v0 << 4) + k2) ^ (v0 + sum) ^ ((v0 >> 5) + k3);
72             v0 -= ((v1 << 4) + k0) ^ (v1 + sum) ^ ((v1 >> 5) + k1);
73             sum -= delta;
74         }
75         if (iv) {
76             v0 ^= AV_RB32(iv);
77             v1 ^= AV_RB32(iv + 4);
78             memcpy(iv, src, 8);
79         }
80     } else {
81         int i;
82         uint32_t sum = 0, delta = 0x9E3779B9U;
83
84         for (i = 0; i < rounds / 2; i++) {
85             sum += delta;
86             v0 += ((v1 << 4) + k0) ^ (v1 + sum) ^ ((v1 >> 5) + k1);
87             v1 += ((v0 << 4) + k2) ^ (v0 + sum) ^ ((v0 >> 5) + k3);
88         }
89     }
90
91     AV_WB32(dst, v0);
92     AV_WB32(dst + 4, v1);
93 }
94
95 void av_tea_crypt(AVTEA *ctx, uint8_t *dst, const uint8_t *src, int count,
96                   uint8_t *iv, int decrypt)
97 {
98     int i;
99
100     if (decrypt) {
101         while (count--) {
102             tea_crypt_ecb(ctx, dst, src, decrypt, iv);
103
104             src   += 8;
105             dst   += 8;
106         }
107     } else {
108         while (count--) {
109             if (iv) {
110                 for (i = 0; i < 8; i++)
111                     dst[i] = src[i] ^ iv[i];
112                 tea_crypt_ecb(ctx, dst, dst, decrypt, NULL);
113                 memcpy(iv, dst, 8);
114             } else {
115                 tea_crypt_ecb(ctx, dst, src, decrypt, NULL);
116             }
117             src   += 8;
118             dst   += 8;
119         }
120     }
121 }
122
123 #ifdef TEST
124 #include <stdio.h>
125
126 #define TEA_NUM_TESTS 4
127
128 // https://github.com/logandrews/TeaCrypt/blob/master/tea/tea_test.go
129 static const uint8_t tea_test_key[TEA_NUM_TESTS][16] = {
130     { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
131       0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00
132     },
133     { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
134       0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00
135     },
136     { 0x00, 0x11, 0x22, 0x33, 0x44, 0x55, 0x66, 0x77,
137       0x88, 0x99, 0xAA, 0xBB, 0xCC, 0xDD, 0xEE, 0xFF
138     },
139     { 0x00, 0x11, 0x22, 0x33, 0x44, 0x55, 0x66, 0x77,
140       0x88, 0x99, 0xAA, 0xBB, 0xCC, 0xDD, 0xEE, 0xFF
141     }
142 };
143
144 static const uint8_t tea_test_pt[TEA_NUM_TESTS][8] = {
145     { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 },
146     { 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07, 0x08 },
147     { 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07, 0x08 },
148     { 0x01, 0x23, 0x45, 0x67, 0x89, 0xAB, 0xCD, 0xEF }
149 };
150
151 static const uint8_t tea_test_ct[TEA_NUM_TESTS][8] = {
152     { 0x41, 0xEA, 0x3A, 0x0A, 0x94, 0xBA, 0xA9, 0x40 },
153     { 0x6A, 0x2F, 0x9C, 0xF3, 0xFC, 0xCF, 0x3C, 0x55 },
154     { 0xDE, 0xB1, 0xC0, 0xA2, 0x7E, 0x74, 0x5D, 0xB3 },
155     { 0x12, 0x6C, 0x6B, 0x92, 0xC0, 0x65, 0x3A, 0x3E }
156 };
157
158 static void test_tea(AVTEA *ctx, uint8_t *dst, const uint8_t *src,
159                      const uint8_t *ref, int len, uint8_t *iv, int dir,
160                      const char *test)
161 {
162     av_tea_crypt(ctx, dst, src, len, iv, dir);
163     if (memcmp(dst, ref, 8*len)) {
164         int i;
165         printf("%s failed\ngot      ", test);
166         for (i = 0; i < 8*len; i++)
167             printf("%02x ", dst[i]);
168         printf("\nexpected ");
169         for (i = 0; i < 8*len; i++)
170             printf("%02x ", ref[i]);
171         printf("\n");
172         exit(1);
173     }
174 }
175
176 int main(void)
177 {
178     AVTEA *ctx;
179     uint8_t buf[8], iv[8];
180     int i;
181     static const uint8_t src[32] = "HelloWorldHelloWorldHelloWorld";
182     uint8_t ct[32];
183     uint8_t pl[32];
184
185     ctx = av_tea_alloc();
186     if (!ctx)
187         return 1;
188
189     for (i = 0; i < TEA_NUM_TESTS; i++) {
190         av_tea_init(ctx, tea_test_key[i], 64);
191
192         test_tea(ctx, buf, tea_test_pt[i], tea_test_ct[i], 1, NULL, 0, "encryption");
193         test_tea(ctx, buf, tea_test_ct[i], tea_test_pt[i], 1, NULL, 1, "decryption");
194
195         /* encrypt */
196         memcpy(iv, "HALLO123", 8);
197         av_tea_crypt(ctx, ct, src, 4, iv, 0);
198
199         /* decrypt into pl */
200         memcpy(iv, "HALLO123", 8);
201         test_tea(ctx, pl, ct, src, 4, iv, 1, "CBC decryption");
202
203         memcpy(iv, "HALLO123", 8);
204         test_tea(ctx, ct, ct, src, 4, iv, 1, "CBC inplace decryption");
205     }
206
207     printf("Test encryption/decryption success.\n");
208     av_free(ctx);
209
210     return 0;
211 }
212
213 #endif