-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 22
/
camellia.go
355 lines (282 loc) · 9.26 KB
/
camellia.go
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
package camellia
import (
"strconv"
"math/bits"
"crypto/cipher"
"encoding/binary"
)
// Package camellia is an implementation of the CAMELLIA encryption algorithm
/*
This is an unoptimized version based on the description in RFC 3713.
References:
http://en.wikipedia.org/wiki/Camellia_%28cipher%29
https://info.isl.ntt.co.jp/crypt/eng/camellia/
*/
const BlockSize = 16
type KeySizeError int
func (k KeySizeError) Error() string {
return "camellia: invalid key size " + strconv.Itoa(int(k))
}
const (
sigma1 = 0xA09E667F3BCC908B
sigma2 = 0xB67AE8584CAA73B2
sigma3 = 0xC6EF372FE94F82BE
sigma4 = 0x54FF53A5F1D36F1C
sigma5 = 0x10E527FADE682D1D
sigma6 = 0xB05688C2B3E6C1FD
)
type camelliaCipher struct {
kw [5]uint64
k [25]uint64
ke [7]uint64
klen int
}
var _ cipher.Block = &camelliaCipher{}
func init() {
// initialize other sboxes
for i := range sbox1 {
sbox2[i] = bits.RotateLeft8(sbox1[i], 1)
sbox3[i] = bits.RotateLeft8(sbox1[i], 7)
sbox4[i] = sbox1[bits.RotateLeft8(uint8(i), 1)]
}
}
// New creates and returns a new cipher.Block.
// The key argument should be 16, 24, or 32 bytes.
func NewCipher(key []byte) (cipher.Block, error) {
klen := len(key)
switch klen {
default:
return nil, KeySizeError(klen)
case 16, 24, 32:
break
}
var d1, d2 uint64
var kl [2]uint64
var kr [2]uint64
var ka [2]uint64
var kb [2]uint64
kl[0] = binary.BigEndian.Uint64(key[0:])
kl[1] = binary.BigEndian.Uint64(key[8:])
switch klen {
case 24:
kr[0] = binary.BigEndian.Uint64(key[16:])
kr[1] = ^kr[0]
case 32:
kr[0] = binary.BigEndian.Uint64(key[16:])
kr[1] = binary.BigEndian.Uint64(key[24:])
}
d1 = (kl[0] ^ kr[0])
d2 = (kl[1] ^ kr[1])
d2 = d2 ^ f(d1, sigma1)
d1 = d1 ^ f(d2, sigma2)
d1 = d1 ^ (kl[0])
d2 = d2 ^ (kl[1])
d2 = d2 ^ f(d1, sigma3)
d1 = d1 ^ f(d2, sigma4)
ka[0] = d1
ka[1] = d2
d1 = (ka[0] ^ kr[0])
d2 = (ka[1] ^ kr[1])
d2 = d2 ^ f(d1, sigma5)
d1 = d1 ^ f(d2, sigma6)
kb[0] = d1
kb[1] = d2
// here we generate our keys
c := new(camelliaCipher)
c.klen = klen
if klen == 16 {
c.kw[1], c.kw[2] = rotl128(kl, 0)
c.k[1], c.k[2] = rotl128(ka, 0)
c.k[3], c.k[4] = rotl128(kl, 15)
c.k[5], c.k[6] = rotl128(ka, 15)
c.ke[1], c.ke[2] = rotl128(ka, 30)
c.k[7], c.k[8] = rotl128(kl, 45)
c.k[9], _ = rotl128(ka, 45)
_, c.k[10] = rotl128(kl, 60)
c.k[11], c.k[12] = rotl128(ka, 60)
c.ke[3], c.ke[4] = rotl128(kl, 77)
c.k[13], c.k[14] = rotl128(kl, 94)
c.k[15], c.k[16] = rotl128(ka, 94)
c.k[17], c.k[18] = rotl128(kl, 111)
c.kw[3], c.kw[4] = rotl128(ka, 111)
} else {
// 24 or 32
c.kw[1], c.kw[2] = rotl128(kl, 0)
c.k[1], c.k[2] = rotl128(kb, 0)
c.k[3], c.k[4] = rotl128(kr, 15)
c.k[5], c.k[6] = rotl128(ka, 15)
c.ke[1], c.ke[2] = rotl128(kr, 30)
c.k[7], c.k[8] = rotl128(kb, 30)
c.k[9], c.k[10] = rotl128(kl, 45)
c.k[11], c.k[12] = rotl128(ka, 45)
c.ke[3], c.ke[4] = rotl128(kl, 60)
c.k[13], c.k[14] = rotl128(kr, 60)
c.k[15], c.k[16] = rotl128(kb, 60)
c.k[17], c.k[18] = rotl128(kl, 77)
c.ke[5], c.ke[6] = rotl128(ka, 77)
c.k[19], c.k[20] = rotl128(kr, 94)
c.k[21], c.k[22] = rotl128(ka, 94)
c.k[23], c.k[24] = rotl128(kl, 111)
c.kw[3], c.kw[4] = rotl128(kb, 111)
}
return c, nil
}
func (c *camelliaCipher) Encrypt(dst, src []byte) {
d1 := binary.BigEndian.Uint64(src[0:])
d2 := binary.BigEndian.Uint64(src[8:])
d1 ^= c.kw[1]
d2 ^= c.kw[2]
d2 = d2 ^ f(d1, c.k[1])
d1 = d1 ^ f(d2, c.k[2])
d2 = d2 ^ f(d1, c.k[3])
d1 = d1 ^ f(d2, c.k[4])
d2 = d2 ^ f(d1, c.k[5])
d1 = d1 ^ f(d2, c.k[6])
d1 = fl(d1, c.ke[1])
d2 = flinv(d2, c.ke[2])
d2 = d2 ^ f(d1, c.k[7])
d1 = d1 ^ f(d2, c.k[8])
d2 = d2 ^ f(d1, c.k[9])
d1 = d1 ^ f(d2, c.k[10])
d2 = d2 ^ f(d1, c.k[11])
d1 = d1 ^ f(d2, c.k[12])
d1 = fl(d1, c.ke[3])
d2 = flinv(d2, c.ke[4])
d2 = d2 ^ f(d1, c.k[13])
d1 = d1 ^ f(d2, c.k[14])
d2 = d2 ^ f(d1, c.k[15])
d1 = d1 ^ f(d2, c.k[16])
d2 = d2 ^ f(d1, c.k[17])
d1 = d1 ^ f(d2, c.k[18])
if c.klen > 16 {
// 24 or 32
d1 = fl(d1, c.ke[5])
d2 = flinv(d2, c.ke[6])
d2 = d2 ^ f(d1, c.k[19])
d1 = d1 ^ f(d2, c.k[20])
d2 = d2 ^ f(d1, c.k[21])
d1 = d1 ^ f(d2, c.k[22])
d2 = d2 ^ f(d1, c.k[23])
d1 = d1 ^ f(d2, c.k[24])
}
d2 = d2 ^ c.kw[3]
d1 = d1 ^ c.kw[4]
binary.BigEndian.PutUint64(dst[0:], d2)
binary.BigEndian.PutUint64(dst[8:], d1)
}
func (c *camelliaCipher) Decrypt(dst, src []byte) {
d2 := binary.BigEndian.Uint64(src[0:])
d1 := binary.BigEndian.Uint64(src[8:])
d1 = d1 ^ c.kw[4]
d2 = d2 ^ c.kw[3]
if c.klen > 16 {
// 24 or 32
d1 = d1 ^ f(d2, c.k[24])
d2 = d2 ^ f(d1, c.k[23])
d1 = d1 ^ f(d2, c.k[22])
d2 = d2 ^ f(d1, c.k[21])
d1 = d1 ^ f(d2, c.k[20])
d2 = d2 ^ f(d1, c.k[19])
d2 = fl(d2, c.ke[6])
d1 = flinv(d1, c.ke[5])
}
d1 = d1 ^ f(d2, c.k[18])
d2 = d2 ^ f(d1, c.k[17])
d1 = d1 ^ f(d2, c.k[16])
d2 = d2 ^ f(d1, c.k[15])
d1 = d1 ^ f(d2, c.k[14])
d2 = d2 ^ f(d1, c.k[13])
d2 = fl(d2, c.ke[4])
d1 = flinv(d1, c.ke[3])
d1 = d1 ^ f(d2, c.k[12])
d2 = d2 ^ f(d1, c.k[11])
d1 = d1 ^ f(d2, c.k[10])
d2 = d2 ^ f(d1, c.k[9])
d1 = d1 ^ f(d2, c.k[8])
d2 = d2 ^ f(d1, c.k[7])
d2 = fl(d2, c.ke[2])
d1 = flinv(d1, c.ke[1])
d1 = d1 ^ f(d2, c.k[6])
d2 = d2 ^ f(d1, c.k[5])
d1 = d1 ^ f(d2, c.k[4])
d2 = d2 ^ f(d1, c.k[3])
d1 = d1 ^ f(d2, c.k[2])
d2 = d2 ^ f(d1, c.k[1])
d2 ^= c.kw[2]
d1 ^= c.kw[1]
binary.BigEndian.PutUint64(dst[0:], d1)
binary.BigEndian.PutUint64(dst[8:], d2)
}
func (c *camelliaCipher) BlockSize() int {
return BlockSize
}
func rotl128(k [2]uint64, rot uint) (hi, lo uint64) {
if rot > 64 {
rot -= 64
k[0], k[1] = k[1], k[0]
}
t := k[0] >> (64 - rot)
hi = (k[0] << rot) | (k[1] >> (64 - rot))
lo = (k[1] << rot) | t
return hi, lo
}
func f(fin, ke uint64) uint64 {
var x uint64
x = fin ^ ke
t1 := sbox1[uint8(x>>56)]
t2 := sbox2[uint8(x>>48)]
t3 := sbox3[uint8(x>>40)]
t4 := sbox4[uint8(x>>32)]
t5 := sbox2[uint8(x>>24)]
t6 := sbox3[uint8(x>>16)]
t7 := sbox4[uint8(x>>8)]
t8 := sbox1[uint8(x)]
y1 := t1 ^ t3 ^ t4 ^ t6 ^ t7 ^ t8
y2 := t1 ^ t2 ^ t4 ^ t5 ^ t7 ^ t8
y3 := t1 ^ t2 ^ t3 ^ t5 ^ t6 ^ t8
y4 := t2 ^ t3 ^ t4 ^ t5 ^ t6 ^ t7
y5 := t1 ^ t2 ^ t6 ^ t7 ^ t8
y6 := t2 ^ t3 ^ t5 ^ t7 ^ t8
y7 := t3 ^ t4 ^ t5 ^ t6 ^ t8
y8 := t1 ^ t4 ^ t5 ^ t6 ^ t7
return uint64(y1)<<56 | uint64(y2)<<48 | uint64(y3)<<40 | uint64(y4)<<32 | uint64(y5)<<24 | uint64(y6)<<16 | uint64(y7)<<8 | uint64(y8)
}
func fl(flin, ke uint64) uint64 {
x1 := uint32(flin >> 32)
x2 := uint32(flin & 0xffffffff)
k1 := uint32(ke >> 32)
k2 := uint32(ke & 0xffffffff)
x2 = x2 ^ bits.RotateLeft32(x1&k1, 1)
x1 = x1 ^ (x2 | k2)
return uint64(x1)<<32 | uint64(x2)
}
func flinv(flin, ke uint64) uint64 {
y1 := uint32(flin >> 32)
y2 := uint32(flin & 0xffffffff)
k1 := uint32(ke >> 32)
k2 := uint32(ke & 0xffffffff)
y1 = y1 ^ (y2 | k2)
y2 = y2 ^ bits.RotateLeft32(y1&k1, 1)
return uint64(y1)<<32 | uint64(y2)
}
var sbox1 = [...]byte{
0x70, 0x82, 0x2c, 0xec, 0xb3, 0x27, 0xc0, 0xe5, 0xe4, 0x85, 0x57, 0x35, 0xea, 0x0c, 0xae, 0x41,
0x23, 0xef, 0x6b, 0x93, 0x45, 0x19, 0xa5, 0x21, 0xed, 0x0e, 0x4f, 0x4e, 0x1d, 0x65, 0x92, 0xbd,
0x86, 0xb8, 0xaf, 0x8f, 0x7c, 0xeb, 0x1f, 0xce, 0x3e, 0x30, 0xdc, 0x5f, 0x5e, 0xc5, 0x0b, 0x1a,
0xa6, 0xe1, 0x39, 0xca, 0xd5, 0x47, 0x5d, 0x3d, 0xd9, 0x01, 0x5a, 0xd6, 0x51, 0x56, 0x6c, 0x4d,
0x8b, 0x0d, 0x9a, 0x66, 0xfb, 0xcc, 0xb0, 0x2d, 0x74, 0x12, 0x2b, 0x20, 0xf0, 0xb1, 0x84, 0x99,
0xdf, 0x4c, 0xcb, 0xc2, 0x34, 0x7e, 0x76, 0x05, 0x6d, 0xb7, 0xa9, 0x31, 0xd1, 0x17, 0x04, 0xd7,
0x14, 0x58, 0x3a, 0x61, 0xde, 0x1b, 0x11, 0x1c, 0x32, 0x0f, 0x9c, 0x16, 0x53, 0x18, 0xf2, 0x22,
0xfe, 0x44, 0xcf, 0xb2, 0xc3, 0xb5, 0x7a, 0x91, 0x24, 0x08, 0xe8, 0xa8, 0x60, 0xfc, 0x69, 0x50,
0xaa, 0xd0, 0xa0, 0x7d, 0xa1, 0x89, 0x62, 0x97, 0x54, 0x5b, 0x1e, 0x95, 0xe0, 0xff, 0x64, 0xd2,
0x10, 0xc4, 0x00, 0x48, 0xa3, 0xf7, 0x75, 0xdb, 0x8a, 0x03, 0xe6, 0xda, 0x09, 0x3f, 0xdd, 0x94,
0x87, 0x5c, 0x83, 0x02, 0xcd, 0x4a, 0x90, 0x33, 0x73, 0x67, 0xf6, 0xf3, 0x9d, 0x7f, 0xbf, 0xe2,
0x52, 0x9b, 0xd8, 0x26, 0xc8, 0x37, 0xc6, 0x3b, 0x81, 0x96, 0x6f, 0x4b, 0x13, 0xbe, 0x63, 0x2e,
0xe9, 0x79, 0xa7, 0x8c, 0x9f, 0x6e, 0xbc, 0x8e, 0x29, 0xf5, 0xf9, 0xb6, 0x2f, 0xfd, 0xb4, 0x59,
0x78, 0x98, 0x06, 0x6a, 0xe7, 0x46, 0x71, 0xba, 0xd4, 0x25, 0xab, 0x42, 0x88, 0xa2, 0x8d, 0xfa,
0x72, 0x07, 0xb9, 0x55, 0xf8, 0xee, 0xac, 0x0a, 0x36, 0x49, 0x2a, 0x68, 0x3c, 0x38, 0xf1, 0xa4,
0x40, 0x28, 0xd3, 0x7b, 0xbb, 0xc9, 0x43, 0xc1, 0x15, 0xe3, 0xad, 0xf4, 0x77, 0xc7, 0x80, 0x9e,
}
var sbox2 [256]byte
var sbox3 [256]byte
var sbox4 [256]byte