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 /**
  25  * @file
  26  * @brief XTEA 32-bit implementation
  27  * @author Samuel Pitoiset
  28  * @ingroup lavu_xtea
  29  */
  30
  31 #include "avutil.h"
  32 #include "common.h"
  33 #include "intreadwrite.h"
  34 #include "mem.h"
  35 #include "xtea.h"
  36
  37 #if !FF_API_CRYPTO_CONTEXT
  38 struct AVXTEA {
  39     uint32_t key[16];
  40 };
  41 #endif
  42
  43 AVXTEA *av_xtea_alloc(void)
  44 {
  45     return av_mallocz(sizeof(struct AVXTEA));
  46 }
  47
  48 void av_xtea_init(AVXTEA *ctx, const uint8_t key[16])
  49 {
  50     int i;
  51
  52     for (i = 0; i < 4; i++)
  53         ctx->key[i] = AV_RB32(key + (i << 2));
  54 }
  55
  56 static void xtea_crypt_ecb(AVXTEA *ctx, uint8_t *dst, const uint8_t *src,
  57                            int decrypt, uint8_t *iv)
  58 {
  59     uint32_t v0, v1;
  60 #if !CONFIG_SMALL
  61     uint32_t k0 = ctx->key[0];
  62     uint32_t k1 = ctx->key[1];
  63     uint32_t k2 = ctx->key[2];
  64     uint32_t k3 = ctx->key[3];
  65 #endif
  66
  67     v0 = AV_RB32(src);
  68     v1 = AV_RB32(src + 4);
  69
  70     if (decrypt) {
  71 #if CONFIG_SMALL
  72         int i;
  73         uint32_t delta = 0x9E3779B9U, sum = delta * 32;
  74
  75         for (i = 0; i < 32; i++) {
  76             v1 -= (((v0 << 4) ^ (v0 >> 5)) + v0) ^ (sum + ctx->key[(sum >> 11) & 3]);
  77             sum -= delta;
  78             v0 -= (((v1 << 4) ^ (v1 >> 5)) + v1) ^ (sum + ctx->key[sum & 3]);
  79         }
  80 #else
  81 #define DSTEP(SUM, K0, K1) \
  82             v1 -= (((v0 << 4) ^ (v0 >> 5)) + v0) ^ (SUM + K0); \
  83             v0 -= (((v1 << 4) ^ (v1 >> 5)) + v1) ^ (SUM - 0x9E3779B9U + K1)
  84
  85         DSTEP(0xC6EF3720U, k2, k3);
  86         DSTEP(0x28B7BD67U, k3, k2);
  87         DSTEP(0x8A8043AEU, k0, k1);
  88         DSTEP(0xEC48C9F5U, k1, k0);
  89         DSTEP(0x4E11503CU, k2, k3);
  90         DSTEP(0xAFD9D683U, k2, k2);
  91         DSTEP(0x11A25CCAU, k3, k1);
  92         DSTEP(0x736AE311U, k0, k0);
  93         DSTEP(0xD5336958U, k1, k3);
  94         DSTEP(0x36FBEF9FU, k1, k2);
  95         DSTEP(0x98C475E6U, k2, k1);
  96         DSTEP(0xFA8CFC2DU, k3, k0);
  97         DSTEP(0x5C558274U, k0, k3);
  98         DSTEP(0xBE1E08BBU, k1, k2);
  99         DSTEP(0x1FE68F02U, k1, k1);
 100         DSTEP(0x81AF1549U, k2, k0);
 101         DSTEP(0xE3779B90U, k3, k3);
 102         DSTEP(0x454021D7U, k0, k2);
 103         DSTEP(0xA708A81EU, k1, k1);
 104         DSTEP(0x08D12E65U, k1, k0);
 105         DSTEP(0x6A99B4ACU, k2, k3);
 106         DSTEP(0xCC623AF3U, k3, k2);
 107         DSTEP(0x2E2AC13AU, k0, k1);
 108         DSTEP(0x8FF34781U, k0, k0);
 109         DSTEP(0xF1BBCDC8U, k1, k3);
 110         DSTEP(0x5384540FU, k2, k2);
 111         DSTEP(0xB54CDA56U, k3, k1);
 112         DSTEP(0x1715609DU, k0, k0);
 113         DSTEP(0x78DDE6E4U, k0, k3);
 114         DSTEP(0xDAA66D2BU, k1, k2);
 115         DSTEP(0x3C6EF372U, k2, k1);
 116         DSTEP(0x9E3779B9U, k3, k0);
 117 #endif
 118         if (iv) {
 119             v0 ^= AV_RB32(iv);
 120             v1 ^= AV_RB32(iv + 4);
 121             memcpy(iv, src, 8);
 122         }
 123     } else {
 124 #if CONFIG_SMALL
 125         int i;
 126         uint32_t sum = 0, delta = 0x9E3779B9U;
 127
 128         for (i = 0; i < 32; i++) {
 129             v0 += (((v1 << 4) ^ (v1 >> 5)) + v1) ^ (sum + ctx->key[sum & 3]);
 130             sum += delta;
 131             v1 += (((v0 << 4) ^ (v0 >> 5)) + v0) ^ (sum + ctx->key[(sum >> 11) & 3]);
 132         }
 133 #else
 134 #define ESTEP(SUM, K0, K1) \
 135             v0 += (((v1 << 4) ^ (v1 >> 5)) + v1) ^ (SUM + K0);\
 136             v1 += (((v0 << 4) ^ (v0 >> 5)) + v0) ^ (SUM + 0x9E3779B9U + K1)
 137         ESTEP(0x00000000U, k0, k3);
 138         ESTEP(0x9E3779B9U, k1, k2);
 139         ESTEP(0x3C6EF372U, k2, k1);
 140         ESTEP(0xDAA66D2BU, k3, k0);
 141         ESTEP(0x78DDE6E4U, k0, k0);
 142         ESTEP(0x1715609DU, k1, k3);
 143         ESTEP(0xB54CDA56U, k2, k2);
 144         ESTEP(0x5384540FU, k3, k1);
 145         ESTEP(0xF1BBCDC8U, k0, k0);
 146         ESTEP(0x8FF34781U, k1, k0);
 147         ESTEP(0x2E2AC13AU, k2, k3);
 148         ESTEP(0xCC623AF3U, k3, k2);
 149         ESTEP(0x6A99B4ACU, k0, k1);
 150         ESTEP(0x08D12E65U, k1, k1);
 151         ESTEP(0xA708A81EU, k2, k0);
 152         ESTEP(0x454021D7U, k3, k3);
 153         ESTEP(0xE3779B90U, k0, k2);
 154         ESTEP(0x81AF1549U, k1, k1);
 155         ESTEP(0x1FE68F02U, k2, k1);
 156         ESTEP(0xBE1E08BBU, k3, k0);
 157         ESTEP(0x5C558274U, k0, k3);
 158         ESTEP(0xFA8CFC2DU, k1, k2);
 159         ESTEP(0x98C475E6U, k2, k1);
 160         ESTEP(0x36FBEF9FU, k3, k1);
 161         ESTEP(0xD5336958U, k0, k0);
 162         ESTEP(0x736AE311U, k1, k3);
 163         ESTEP(0x11A25CCAU, k2, k2);
 164         ESTEP(0xAFD9D683U, k3, k2);
 165         ESTEP(0x4E11503CU, k0, k1);
 166         ESTEP(0xEC48C9F5U, k1, k0);
 167         ESTEP(0x8A8043AEU, k2, k3);
 168         ESTEP(0x28B7BD67U, k3, k2);
 169 #endif
 170     }
 171
 172     AV_WB32(dst, v0);
 173     AV_WB32(dst + 4, v1);
 174 }
 175
 176 void av_xtea_crypt(AVXTEA *ctx, uint8_t *dst, const uint8_t *src, int count,
 177                    uint8_t *iv, int decrypt)
 178 {
 179     int i;
 180
 181     if (decrypt) {
 182         while (count--) {
 183             xtea_crypt_ecb(ctx, dst, src, decrypt, iv);
 184
 185             src   += 8;
 186             dst   += 8;
 187         }
 188     } else {
 189         while (count--) {
 190             if (iv) {
 191                 for (i = 0; i < 8; i++)
 192                     dst[i] = src[i] ^ iv[i];
 193                 xtea_crypt_ecb(ctx, dst, dst, decrypt, NULL);
 194                 memcpy(iv, dst, 8);
 195             } else {
 196                 xtea_crypt_ecb(ctx, dst, src, decrypt, NULL);
 197             }
 198             src   += 8;
 199             dst   += 8;
 200         }
 201     }
 202 }
 203
 204 #ifdef TEST
 205 #include <stdio.h>
 206
 207 #define XTEA_NUM_TESTS 6
 208
 209 static const uint8_t xtea_test_key[XTEA_NUM_TESTS][16] = {
 210     { 0x00, 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07,
 211       0x08, 0x09, 0x0a, 0x0b, 0x0c, 0x0d, 0x0e, 0x0f },
 212     { 0x00, 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07,
 213       0x08, 0x09, 0x0a, 0x0b, 0x0c, 0x0d, 0x0e, 0x0f },
 214     { 0x00, 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07,
 215       0x08, 0x09, 0x0a, 0x0b, 0x0c, 0x0d, 0x0e, 0x0f },
 216     { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
 217       0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 },
 218     { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
 219       0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 },
 220     { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
 221       0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 }
 222 };
 223
 224 static const uint8_t xtea_test_pt[XTEA_NUM_TESTS][8] = {
 225     { 0x41, 0x42, 0x43, 0x44, 0x45, 0x46, 0x47, 0x48 },
 226     { 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41 },
 227     { 0x5a, 0x5b, 0x6e, 0x27, 0x89, 0x48, 0xd7, 0x7f },
 228     { 0x41, 0x42, 0x43, 0x44, 0x45, 0x46, 0x47, 0x48 },
 229     { 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41 },
 230     { 0x70, 0xe1, 0x22, 0x5d, 0x6e, 0x4e, 0x76, 0x55 }
 231 };
 232
 233 static const uint8_t xtea_test_ct[XTEA_NUM_TESTS][8] = {
 234     { 0x49, 0x7d, 0xf3, 0xd0, 0x72, 0x61, 0x2c, 0xb5 },
 235     { 0xe7, 0x8f, 0x2d, 0x13, 0x74, 0x43, 0x41, 0xd8 },
 236     { 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41 },
 237     { 0xa0, 0x39, 0x05, 0x89, 0xf8, 0xb8, 0xef, 0xa5 },
 238     { 0xed, 0x23, 0x37, 0x5a, 0x82, 0x1a, 0x8c, 0x2d },
 239     { 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41, 0x41 }
 240 };
 241
 242 static void test_xtea(AVXTEA *ctx, uint8_t *dst, const uint8_t *src,
 243                       const uint8_t *ref, int len, uint8_t *iv, int dir,
 244                       const char *test)
 245 {
 246     av_xtea_crypt(ctx, dst, src, len, iv, dir);
 247     if (memcmp(dst, ref, 8*len)) {
 248         int i;
 249         printf("%s failed\ngot      ", test);
 250         for (i = 0; i < 8*len; i++)
 251             printf("%02x ", dst[i]);
 252         printf("\nexpected ");
 253         for (i = 0; i < 8*len; i++)
 254             printf("%02x ", ref[i]);
 255         printf("\n");
 256         exit(1);
 257     }
 258 }
 259
 260 int main(void)
 261 {
 262     AVXTEA ctx;
 263     uint8_t buf[8], iv[8];
 264     int i;
 265     static const uint8_t src[32] = "HelloWorldHelloWorldHelloWorld";
 266     uint8_t ct[32];
 267     uint8_t pl[32];
 268
 269     for (i = 0; i < XTEA_NUM_TESTS; i++) {
 270         av_xtea_init(&ctx, xtea_test_key[i]);
 271
 272         test_xtea(&ctx, buf, xtea_test_pt[i], xtea_test_ct[i], 1, NULL, 0, "encryption");
 273         test_xtea(&ctx, buf, xtea_test_ct[i], xtea_test_pt[i], 1, NULL, 1, "decryption");
 274
 275         /* encrypt */
 276         memcpy(iv, "HALLO123", 8);
 277         av_xtea_crypt(&ctx, ct, src, 4, iv, 0);
 278
 279         /* decrypt into pl */
 280         memcpy(iv, "HALLO123", 8);
 281         test_xtea(&ctx, pl, ct, src, 4, iv, 1, "CBC decryption");
 282
 283         memcpy(iv, "HALLO123", 8);
 284         test_xtea(&ctx, ct, ct, src, 4, iv, 1, "CBC inplace decryption");
 285     }
 286
 287     printf("Test encryption/decryption success.\n");
 288
 289     return 0;
 290 }
 291
 292 #endif