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Wladimir J. van der Laan
8 years ago
20 changed files with 482 additions and 44 deletions
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// Copyright (c) 2017 The Bitcoin Core developers
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// Distributed under the MIT software license, see the accompanying
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// file COPYING or http://www.opensource.org/licenses/mit-license.php.
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// Based on the public domain implementation 'merged' by D. J. Bernstein
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// See https://cr.yp.to/chacha.html.
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#include "crypto/common.h" |
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#include "crypto/chacha20.h" |
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#include <string.h> |
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constexpr static inline uint32_t rotl32(uint32_t v, int c) { return (v << c) | (v >> (32 - c)); } |
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#define QUARTERROUND(a,b,c,d) \ |
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a += b; d = rotl32(d ^ a, 16); \ |
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c += d; b = rotl32(b ^ c, 12); \ |
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a += b; d = rotl32(d ^ a, 8); \ |
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c += d; b = rotl32(b ^ c, 7); |
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static const unsigned char sigma[] = "expand 32-byte k"; |
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static const unsigned char tau[] = "expand 16-byte k"; |
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void ChaCha20::SetKey(const unsigned char* k, size_t keylen) |
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{ |
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const unsigned char *constants; |
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input[4] = ReadLE32(k + 0); |
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input[5] = ReadLE32(k + 4); |
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input[6] = ReadLE32(k + 8); |
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input[7] = ReadLE32(k + 12); |
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if (keylen == 32) { /* recommended */ |
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k += 16; |
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constants = sigma; |
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} else { /* keylen == 16 */ |
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constants = tau; |
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} |
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input[8] = ReadLE32(k + 0); |
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input[9] = ReadLE32(k + 4); |
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input[10] = ReadLE32(k + 8); |
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|
input[11] = ReadLE32(k + 12); |
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|
input[0] = ReadLE32(constants + 0); |
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|
input[1] = ReadLE32(constants + 4); |
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input[2] = ReadLE32(constants + 8); |
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|
input[3] = ReadLE32(constants + 12); |
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input[12] = 0; |
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input[13] = 0; |
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input[14] = 0; |
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input[15] = 0; |
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} |
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ChaCha20::ChaCha20() |
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{ |
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memset(input, 0, sizeof(input)); |
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} |
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ChaCha20::ChaCha20(const unsigned char* k, size_t keylen) |
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{ |
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SetKey(k, keylen); |
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} |
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void ChaCha20::SetIV(uint64_t iv) |
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{ |
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input[14] = iv; |
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input[15] = iv >> 32; |
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} |
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void ChaCha20::Seek(uint64_t pos) |
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{ |
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input[12] = pos; |
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input[13] = pos >> 32; |
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} |
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void ChaCha20::Output(unsigned char* c, size_t bytes) |
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{ |
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uint32_t x0, x1, x2, x3, x4, x5, x6, x7, x8, x9, x10, x11, x12, x13, x14, x15; |
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|
uint32_t j0, j1, j2, j3, j4, j5, j6, j7, j8, j9, j10, j11, j12, j13, j14, j15; |
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|
unsigned char *ctarget = NULL; |
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unsigned char tmp[64]; |
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unsigned int i; |
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if (!bytes) return; |
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j0 = input[0]; |
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|
j1 = input[1]; |
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|
j2 = input[2]; |
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|
j3 = input[3]; |
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|
j4 = input[4]; |
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|
j5 = input[5]; |
||||||
|
j6 = input[6]; |
||||||
|
j7 = input[7]; |
||||||
|
j8 = input[8]; |
||||||
|
j9 = input[9]; |
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|
j10 = input[10]; |
||||||
|
j11 = input[11]; |
||||||
|
j12 = input[12]; |
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|
j13 = input[13]; |
||||||
|
j14 = input[14]; |
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|
j15 = input[15]; |
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|
for (;;) { |
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|
if (bytes < 64) { |
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ctarget = c; |
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c = tmp; |
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} |
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x0 = j0; |
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x1 = j1; |
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|
x2 = j2; |
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|
x3 = j3; |
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|
x4 = j4; |
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|
x5 = j5; |
||||||
|
x6 = j6; |
||||||
|
x7 = j7; |
||||||
|
x8 = j8; |
||||||
|
x9 = j9; |
||||||
|
x10 = j10; |
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|
x11 = j11; |
||||||
|
x12 = j12; |
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|
x13 = j13; |
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|
x14 = j14; |
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|
x15 = j15; |
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|
for (i = 20;i > 0;i -= 2) { |
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|
QUARTERROUND( x0, x4, x8,x12) |
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|
QUARTERROUND( x1, x5, x9,x13) |
||||||
|
QUARTERROUND( x2, x6,x10,x14) |
||||||
|
QUARTERROUND( x3, x7,x11,x15) |
||||||
|
QUARTERROUND( x0, x5,x10,x15) |
||||||
|
QUARTERROUND( x1, x6,x11,x12) |
||||||
|
QUARTERROUND( x2, x7, x8,x13) |
||||||
|
QUARTERROUND( x3, x4, x9,x14) |
||||||
|
} |
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|
x0 += j0; |
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|
x1 += j1; |
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|
x2 += j2; |
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|
x3 += j3; |
||||||
|
x4 += j4; |
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|
x5 += j5; |
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|
x6 += j6; |
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|
x7 += j7; |
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|
x8 += j8; |
||||||
|
x9 += j9; |
||||||
|
x10 += j10; |
||||||
|
x11 += j11; |
||||||
|
x12 += j12; |
||||||
|
x13 += j13; |
||||||
|
x14 += j14; |
||||||
|
x15 += j15; |
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|
++j12; |
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|
if (!j12) ++j13; |
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WriteLE32(c + 0, x0); |
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WriteLE32(c + 4, x1); |
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|
WriteLE32(c + 8, x2); |
||||||
|
WriteLE32(c + 12, x3); |
||||||
|
WriteLE32(c + 16, x4); |
||||||
|
WriteLE32(c + 20, x5); |
||||||
|
WriteLE32(c + 24, x6); |
||||||
|
WriteLE32(c + 28, x7); |
||||||
|
WriteLE32(c + 32, x8); |
||||||
|
WriteLE32(c + 36, x9); |
||||||
|
WriteLE32(c + 40, x10); |
||||||
|
WriteLE32(c + 44, x11); |
||||||
|
WriteLE32(c + 48, x12); |
||||||
|
WriteLE32(c + 52, x13); |
||||||
|
WriteLE32(c + 56, x14); |
||||||
|
WriteLE32(c + 60, x15); |
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|
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|
if (bytes <= 64) { |
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|
if (bytes < 64) { |
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for (i = 0;i < bytes;++i) ctarget[i] = c[i]; |
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} |
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input[12] = j12; |
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|
input[13] = j13; |
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return; |
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} |
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|
bytes -= 64; |
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|
c += 64; |
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} |
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|
} |
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// Copyright (c) 2017 The Bitcoin Core developers
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// Distributed under the MIT software license, see the accompanying
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// file COPYING or http://www.opensource.org/licenses/mit-license.php.
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#ifndef BITCOIN_CRYPTO_CHACHA20_H |
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#define BITCOIN_CRYPTO_CHACHA20_H |
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#include <stdint.h> |
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#include <stdlib.h> |
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/** A PRNG class for ChaCha20. */ |
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class ChaCha20 |
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{ |
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private: |
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uint32_t input[16]; |
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public: |
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|
ChaCha20(); |
||||||
|
ChaCha20(const unsigned char* key, size_t keylen); |
||||||
|
void SetKey(const unsigned char* key, size_t keylen); |
||||||
|
void SetIV(uint64_t iv); |
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|
void Seek(uint64_t pos); |
||||||
|
void Output(unsigned char* output, size_t bytes); |
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|
}; |
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|
|
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|
#endif // BITCOIN_CRYPTO_CHACHA20_H
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