avutil/sha: reorder Maj arguments
[ffmpeg.git] / libavutil / xtea.c
1 /*
2  * A 32-bit implementation of the XTEA algorithm
3  * Copyright (c) 2012 Samuel Pitoiset
4  *
5  * loosely based on the implementation of David Wheeler and Roger Needham
6  *
7  * This file is part of FFmpeg.
8  *
9  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
11  * License as published by the Free Software Foundation; either
12  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
13  *
14  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
17  * Lesser General Public License for more details.
18  *
19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
20  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
22  */
23
24 #include "libavutil/intreadwrite.h"
25
26 #include "avutil.h"
27 #include "common.h"
28 #include "xtea.h"
29
30 void av_xtea_init(AVXTEA *ctx, const uint8_t key[16])
31 {
32     int i;
33
34     for (i = 0; i < 4; i++)
35         ctx->key[i] = AV_RB32(key + (i << 2));
36 }
37
38 static void xtea_crypt_ecb(AVXTEA *ctx, uint8_t *dst, const uint8_t *src,
39                            int decrypt, uint8_t *iv)
40 {
41     uint32_t v0, v1;
42 #if !CONFIG_SMALL
43     uint32_t k0 = ctx->key[0];
44     uint32_t k1 = ctx->key[1];
45     uint32_t k2 = ctx->key[2];
46     uint32_t k3 = ctx->key[3];
47 #endif
48
49     v0 = AV_RB32(src);
50     v1 = AV_RB32(src + 4);
51
52     if (decrypt) {
53 #if CONFIG_SMALL
54         int i;
55         uint32_t delta = 0x9E3779B9U, sum = delta * 32;
56
57         for (i = 0; i < 32; i++) {
58             v1 -= (((v0 << 4) ^ (v0 >> 5)) + v0) ^ (sum + ctx->key[(sum >> 11) & 3]);
59             sum -= delta;
60             v0 -= (((v1 << 4) ^ (v1 >> 5)) + v1) ^ (sum + ctx->key[sum & 3]);
61         }
62 #else
63 #define DSTEP(SUM, K0, K1) \
64             v1 -= (((v0 << 4) ^ (v0 >> 5)) + v0) ^ (SUM + K0); \
65             v0 -= (((v1 << 4) ^ (v1 >> 5)) + v1) ^ (SUM - 0x9E3779B9U + K1)
66
67         DSTEP(0xC6EF3720U, k2, k3);
68         DSTEP(0x28B7BD67U, k3, k2);
69         DSTEP(0x8A8043AEU, k0, k1);
70         DSTEP(0xEC48C9F5U, k1, k0);
71         DSTEP(0x4E11503CU, k2, k3);
72         DSTEP(0xAFD9D683U, k2, k2);
73         DSTEP(0x11A25CCAU, k3, k1);
74         DSTEP(0x736AE311U, k0, k0);
75         DSTEP(0xD5336958U, k1, k3);
76         DSTEP(0x36FBEF9FU, k1, k2);
77         DSTEP(0x98C475E6U, k2, k1);
78         DSTEP(0xFA8CFC2DU, k3, k0);
79         DSTEP(0x5C558274U, k0, k3);
80         DSTEP(0xBE1E08BBU, k1, k2);
81         DSTEP(0x1FE68F02U, k1, k1);
82         DSTEP(0x81AF1549U, k2, k0);
83         DSTEP(0xE3779B90U, k3, k3);
84         DSTEP(0x454021D7U, k0, k2);
85         DSTEP(0xA708A81EU, k1, k1);
86         DSTEP(0x08D12E65U, k1, k0);
87         DSTEP(0x6A99B4ACU, k2, k3);
88         DSTEP(0xCC623AF3U, k3, k2);
89         DSTEP(0x2E2AC13AU, k0, k1);
90         DSTEP(0x8FF34781U, k0, k0);
91         DSTEP(0xF1BBCDC8U, k1, k3);
92         DSTEP(0x5384540FU, k2, k2);
93         DSTEP(0xB54CDA56U, k3, k1);
94         DSTEP(0x1715609DU, k0, k0);
95         DSTEP(0x78DDE6E4U, k0, k3);
96         DSTEP(0xDAA66D2BU, k1, k2);
97         DSTEP(0x3C6EF372U, k2, k1);
98         DSTEP(0x9E3779B9U, k3, k0);
99 #endif
100         if (iv) {
101             v0 ^= AV_RB32(iv);
102             v1 ^= AV_RB32(iv + 4);
103             memcpy(iv, src, 8);
104         }
105     } else {
106 #if CONFIG_SMALL
107         int i;
108         uint32_t sum = 0, delta = 0x9E3779B9U;
109
110         for (i = 0; i < 32; i++) {
111             v0 += (((v1 << 4) ^ (v1 >> 5)) + v1) ^ (sum + ctx->key[sum & 3]);
112             sum += delta;
113             v1 += (((v0 << 4) ^ (v0 >> 5)) + v0) ^ (sum + ctx->key[(sum >> 11) & 3]);
114         }
115 #else
116 #define ESTEP(SUM, K0, K1) \
117             v0 += (((v1 << 4) ^ (v1 >> 5)) + v1) ^ (SUM + K0);\
118             v1 += (((v0 << 4) ^ (v0 >> 5)) + v0) ^ (SUM + 0x9E3779B9U + K1)
119         ESTEP(0x00000000U, k0, k3);
120         ESTEP(0x9E3779B9U, k1, k2);
121         ESTEP(0x3C6EF372U, k2, k1);
122         ESTEP(0xDAA66D2BU, k3, k0);
123         ESTEP(0x78DDE6E4U, k0, k0);
124         ESTEP(0x1715609DU, k1, k3);
125         ESTEP(0xB54CDA56U, k2, k2);
126         ESTEP(0x5384540FU, k3, k1);
127         ESTEP(0xF1BBCDC8U, k0, k0);
128         ESTEP(0x8FF34781U, k1, k0);
129         ESTEP(0x2E2AC13AU, k2, k3);
130         ESTEP(0xCC623AF3U, k3, k2);
131         ESTEP(0x6A99B4ACU, k0, k1);
132         ESTEP(0x08D12E65U, k1, k1);
133         ESTEP(0xA708A81EU, k2, k0);
134         ESTEP(0x454021D7U, k3, k3);
135         ESTEP(0xE3779B90U, k0, k2);
136         ESTEP(0x81AF1549U, k1, k1);
137         ESTEP(0x1FE68F02U, k2, k1);
138         ESTEP(0xBE1E08BBU, k3, k0);
139         ESTEP(0x5C558274U, k0, k3);
140         ESTEP(0xFA8CFC2DU, k1, k2);
141         ESTEP(0x98C475E6U, k2, k1);
142         ESTEP(0x36FBEF9FU, k3, k1);
143         ESTEP(0xD5336958U, k0, k0);
144         ESTEP(0x736AE311U, k1, k3);
145         ESTEP(0x11A25CCAU, k2, k2);
146         ESTEP(0xAFD9D683U, k3, k2);
147         ESTEP(0x4E11503CU, k0, k1);
148         ESTEP(0xEC48C9F5U, k1, k0);
149         ESTEP(0x8A8043AEU, k2, k3);
150         ESTEP(0x28B7BD67U, k3, k2);
151 #endif
152     }
153
154     AV_WB32(dst, v0);
155     AV_WB32(dst + 4, v1);
156 }
157
158 void av_xtea_crypt(AVXTEA *ctx, uint8_t *dst, const uint8_t *src, int count,
159                    uint8_t *iv, int decrypt)
160 {
161     int i;
162
163     if (decrypt) {
164         while (count--) {
165             xtea_crypt_ecb(ctx, dst, src, decrypt, iv);
166
167             src   += 8;
168             dst   += 8;
169         }
170     } else {
171         while (count--) {
172             if (iv) {
173                 for (i = 0; i < 8; i++)
174                     dst[i] = src[i] ^ iv[i];
175                 xtea_crypt_ecb(ctx, dst, dst, decrypt, NULL);
176                 memcpy(iv, dst, 8);
177             } else {
178                 xtea_crypt_ecb(ctx, dst, src, decrypt, NULL);
179             }
180             src   += 8;
181             dst   += 8;
182         }
183     }
184 }
185
186 #ifdef TEST
187 #include <stdio.h>
188
189 #define XTEA_NUM_TESTS 6
190
191 static const uint8_t xtea_test_key[XTEA_NUM_TESTS][16] = {
192     { 0x00, 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07,
193       0x08, 0x09, 0x0a, 0x0b, 0x0c, 0x0d, 0x0e, 0x0f },
194     { 0x00, 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07,
195       0x08, 0x09, 0x0a, 0x0b, 0x0c, 0x0d, 0x0e, 0x0f },
196     { 0x00, 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07,
197       0x08, 0x09, 0x0a, 0x0b, 0x0c, 0x0d, 0x0e, 0x0f },
198     { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
199       0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 },
200     { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
201       0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 },
202     { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
203       0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 }
204 };
205
206 static const uint8_t xtea_test_pt[XTEA_NUM_TESTS][8] = {
207     { 0x41, 0x42, 0x43, 0x44, 0x45, 0x46, 0x47, 0x48 },
208     { 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41 },
209     { 0x5a, 0x5b, 0x6e, 0x27, 0x89, 0x48, 0xd7, 0x7f },
210     { 0x41, 0x42, 0x43, 0x44, 0x45, 0x46, 0x47, 0x48 },
211     { 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41 },
212     { 0x70, 0xe1, 0x22, 0x5d, 0x6e, 0x4e, 0x76, 0x55 }
213 };
214
215 static const uint8_t xtea_test_ct[XTEA_NUM_TESTS][8] = {
216     { 0x49, 0x7d, 0xf3, 0xd0, 0x72, 0x61, 0x2c, 0xb5 },
217     { 0xe7, 0x8f, 0x2d, 0x13, 0x74, 0x43, 0x41, 0xd8 },
218     { 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41 },
219     { 0xa0, 0x39, 0x05, 0x89, 0xf8, 0xb8, 0xef, 0xa5 },
220     { 0xed, 0x23, 0x37, 0x5a, 0x82, 0x1a, 0x8c, 0x2d },
221     { 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41 }
222 };
223
224 static void test_xtea(AVXTEA *ctx, uint8_t *dst, const uint8_t *src,
225                       const uint8_t *ref, int len, uint8_t *iv, int dir,
226                       const char *test)
227 {
228     av_xtea_crypt(ctx, dst, src, len, iv, dir);
229     if (memcmp(dst, ref, 8*len)) {
230         int i;
231         printf("%s failed\ngot      ", test);
232         for (i = 0; i < 8*len; i++)
233             printf("%02x ", dst[i]);
234         printf("\nexpected ");
235         for (i = 0; i < 8*len; i++)
236             printf("%02x ", ref[i]);
237         printf("\n");
238         exit(1);
239     }
240 }
241
242 int main(void)
243 {
244     AVXTEA ctx;
245     uint8_t buf[8], iv[8];
246     int i;
247     const uint8_t src[32] = "HelloWorldHelloWorldHelloWorld";
248     uint8_t ct[32];
249     uint8_t pl[32];
250
251     for (i = 0; i < XTEA_NUM_TESTS; i++) {
252         av_xtea_init(&ctx, xtea_test_key[i]);
253
254         test_xtea(&ctx, buf, xtea_test_pt[i], xtea_test_ct[i], 1, NULL, 0, "encryption");
255         test_xtea(&ctx, buf, xtea_test_ct[i], xtea_test_pt[i], 1, NULL, 1, "decryption");
256
257         /* encrypt */
258         memcpy(iv, "HALLO123", 8);
259         av_xtea_crypt(&ctx, ct, src, 4, iv, 0);
260
261         /* decrypt into pl */
262         memcpy(iv, "HALLO123", 8);
263         test_xtea(&ctx, pl, ct, src, 4, iv, 1, "CBC decryption");
264
265         memcpy(iv, "HALLO123", 8);
266         test_xtea(&ctx, ct, ct, src, 4, iv, 1, "CBC inplace decryption");
267     }
268
269     printf("Test encryption/decryption success.\n");
270
271     return 0;
272 }
273
274 #endif