git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - 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     uint32_t k0 = ctx->key[0];
  43     uint32_t k1 = ctx->key[1];
  44     uint32_t k2 = ctx->key[2];
  45     uint32_t k3 = ctx->key[3];
  46
  47     v0 = AV_RB32(src);
  48     v1 = AV_RB32(src + 4);
  49
  50     if (decrypt) {
  51 #if CONFIG_SMALL
  52         int i;
  53         uint32_t delta = 0x9E3779B9U, sum = delta * 32;
  54
  55         for (i = 0; i < 32; i++) {
  56             v1 -= (((v0 << 4) ^ (v0 >> 5)) + v0) ^ (sum + ctx->key[(sum >> 11) & 3]);
  57             sum -= delta;
  58             v0 -= (((v1 << 4) ^ (v1 >> 5)) + v1) ^ (sum + ctx->key[sum & 3]);
  59         }
  60 #else
  61 #define DSTEP(SUM, K0, K1) \
  62             v1 -= (((v0 << 4) ^ (v0 >> 5)) + v0) ^ (SUM + K0); \
  63             v0 -= (((v1 << 4) ^ (v1 >> 5)) + v1) ^ (SUM - 0x9E3779B9U + K1)
  64
  65         DSTEP(0xC6EF3720U, k2, k3);
  66         DSTEP(0x28B7BD67U, k3, k2);
  67         DSTEP(0x8A8043AEU, k0, k1);
  68         DSTEP(0xEC48C9F5U, k1, k0);
  69         DSTEP(0x4E11503CU, k2, k3);
  70         DSTEP(0xAFD9D683U, k2, k2);
  71         DSTEP(0x11A25CCAU, k3, k1);
  72         DSTEP(0x736AE311U, k0, k0);
  73         DSTEP(0xD5336958U, k1, k3);
  74         DSTEP(0x36FBEF9FU, k1, k2);
  75         DSTEP(0x98C475E6U, k2, k1);
  76         DSTEP(0xFA8CFC2DU, k3, k0);
  77         DSTEP(0x5C558274U, k0, k3);
  78         DSTEP(0xBE1E08BBU, k1, k2);
  79         DSTEP(0x1FE68F02U, k1, k1);
  80         DSTEP(0x81AF1549U, k2, k0);
  81         DSTEP(0xE3779B90U, k3, k3);
  82         DSTEP(0x454021D7U, k0, k2);
  83         DSTEP(0xA708A81EU, k1, k1);
  84         DSTEP(0x08D12E65U, k1, k0);
  85         DSTEP(0x6A99B4ACU, k2, k3);
  86         DSTEP(0xCC623AF3U, k3, k2);
  87         DSTEP(0x2E2AC13AU, k0, k1);
  88         DSTEP(0x8FF34781U, k0, k0);
  89         DSTEP(0xF1BBCDC8U, k1, k3);
  90         DSTEP(0x5384540FU, k2, k2);
  91         DSTEP(0xB54CDA56U, k3, k1);
  92         DSTEP(0x1715609DU, k0, k0);
  93         DSTEP(0x78DDE6E4U, k0, k3);
  94         DSTEP(0xDAA66D2BU, k1, k2);
  95         DSTEP(0x3C6EF372U, k2, k1);
  96         DSTEP(0x9E3779B9U, k3, k0);
  97 #endif
  98         if (iv) {
  99             v0 ^= AV_RB32(iv);
 100             v1 ^= AV_RB32(iv + 4);
 101             memcpy(iv, src, 8);
 102         }
 103     } else {
 104 #if CONFIG_SMALL
 105         int i;
 106         uint32_t sum = 0, delta = 0x9E3779B9U;
 107
 108         for (i = 0; i < 32; i++) {
 109             v0 += (((v1 << 4) ^ (v1 >> 5)) + v1) ^ (sum + ctx->key[sum & 3]);
 110             sum += delta;
 111             v1 += (((v0 << 4) ^ (v0 >> 5)) + v0) ^ (sum + ctx->key[(sum >> 11) & 3]);
 112         }
 113 #else
 114 #define ESTEP(SUM, K0, K1) \
 115             v0 += (((v1 << 4) ^ (v1 >> 5)) + v1) ^ (SUM + K0);\
 116             v1 += (((v0 << 4) ^ (v0 >> 5)) + v0) ^ (SUM + 0x9E3779B9U + K1)
 117         ESTEP(0x00000000U, k0, k3);
 118         ESTEP(0x9E3779B9U, k1, k2);
 119         ESTEP(0x3C6EF372U, k2, k1);
 120         ESTEP(0xDAA66D2BU, k3, k0);
 121         ESTEP(0x78DDE6E4U, k0, k0);
 122         ESTEP(0x1715609DU, k1, k3);
 123         ESTEP(0xB54CDA56U, k2, k2);
 124         ESTEP(0x5384540FU, k3, k1);
 125         ESTEP(0xF1BBCDC8U, k0, k0);
 126         ESTEP(0x8FF34781U, k1, k0);
 127         ESTEP(0x2E2AC13AU, k2, k3);
 128         ESTEP(0xCC623AF3U, k3, k2);
 129         ESTEP(0x6A99B4ACU, k0, k1);
 130         ESTEP(0x08D12E65U, k1, k1);
 131         ESTEP(0xA708A81EU, k2, k0);
 132         ESTEP(0x454021D7U, k3, k3);
 133         ESTEP(0xE3779B90U, k0, k2);
 134         ESTEP(0x81AF1549U, k1, k1);
 135         ESTEP(0x1FE68F02U, k2, k1);
 136         ESTEP(0xBE1E08BBU, k3, k0);
 137         ESTEP(0x5C558274U, k0, k3);
 138         ESTEP(0xFA8CFC2DU, k1, k2);
 139         ESTEP(0x98C475E6U, k2, k1);
 140         ESTEP(0x36FBEF9FU, k3, k1);
 141         ESTEP(0xD5336958U, k0, k0);
 142         ESTEP(0x736AE311U, k1, k3);
 143         ESTEP(0x11A25CCAU, k2, k2);
 144         ESTEP(0xAFD9D683U, k3, k2);
 145         ESTEP(0x4E11503CU, k0, k1);
 146         ESTEP(0xEC48C9F5U, k1, k0);
 147         ESTEP(0x8A8043AEU, k2, k3);
 148         ESTEP(0x28B7BD67U, k3, k2);
 149 #endif
 150     }
 151
 152     AV_WB32(dst, v0);
 153     AV_WB32(dst + 4, v1);
 154 }
 155
 156 void av_xtea_crypt(AVXTEA *ctx, uint8_t *dst, const uint8_t *src, int count,
 157                    uint8_t *iv, int decrypt)
 158 {
 159     int i;
 160
 161     if (decrypt) {
 162         while (count--) {
 163             xtea_crypt_ecb(ctx, dst, src, decrypt, iv);
 164
 165             src   += 8;
 166             dst   += 8;
 167         }
 168     } else {
 169         while (count--) {
 170             if (iv) {
 171                 for (i = 0; i < 8; i++)
 172                     dst[i] = src[i] ^ iv[i];
 173                 xtea_crypt_ecb(ctx, dst, dst, decrypt, NULL);
 174                 memcpy(iv, dst, 8);
 175             } else {
 176                 xtea_crypt_ecb(ctx, dst, src, decrypt, NULL);
 177             }
 178             src   += 8;
 179             dst   += 8;
 180         }
 181     }
 182 }
 183
 184 #ifdef TEST
 185 #include <stdio.h>
 186 #undef printf
 187
 188 #define XTEA_NUM_TESTS 6
 189
 190 static const uint8_t xtea_test_key[XTEA_NUM_TESTS][16] = {
 191     { 0x00, 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07,
 192       0x08, 0x09, 0x0a, 0x0b, 0x0c, 0x0d, 0x0e, 0x0f },
 193     { 0x00, 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07,
 194       0x08, 0x09, 0x0a, 0x0b, 0x0c, 0x0d, 0x0e, 0x0f },
 195     { 0x00, 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07,
 196       0x08, 0x09, 0x0a, 0x0b, 0x0c, 0x0d, 0x0e, 0x0f },
 197     { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
 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 };
 204
 205 static const uint8_t xtea_test_pt[XTEA_NUM_TESTS][8] = {
 206     { 0x41, 0x42, 0x43, 0x44, 0x45, 0x46, 0x47, 0x48 },
 207     { 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41 },
 208     { 0x5a, 0x5b, 0x6e, 0x27, 0x89, 0x48, 0xd7, 0x7f },
 209     { 0x41, 0x42, 0x43, 0x44, 0x45, 0x46, 0x47, 0x48 },
 210     { 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41 },
 211     { 0x70, 0xe1, 0x22, 0x5d, 0x6e, 0x4e, 0x76, 0x55 }
 212 };
 213
 214 static const uint8_t xtea_test_ct[XTEA_NUM_TESTS][8] = {
 215     { 0x49, 0x7d, 0xf3, 0xd0, 0x72, 0x61, 0x2c, 0xb5 },
 216     { 0xe7, 0x8f, 0x2d, 0x13, 0x74, 0x43, 0x41, 0xd8 },
 217     { 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41 },
 218     { 0xa0, 0x39, 0x05, 0x89, 0xf8, 0xb8, 0xef, 0xa5 },
 219     { 0xed, 0x23, 0x37, 0x5a, 0x82, 0x1a, 0x8c, 0x2d },
 220     { 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41 }
 221 };
 222
 223 #undef exit
 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