src/cypherpunks.ru/gogost/gost28147/cipher.go

   1 // GoGOST -- Pure Go GOST cryptographic functions library
   2 // Copyright (C) 2015-2016 Sergey Matveev <stargrave@stargrave.org>
   3 //
   4 // This program is free software: you can redistribute it and/or modify
   5 // it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6 // the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   7 // (at your option) any later version.
   8 //
   9 // This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12 // GNU General Public License for more details.
  13 //
  14 // You should have received a copy of the GNU General Public License
  15 // along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  16
  17 // GOST 28147-89 block cipher with ECB, CFB, CTR, MAC modes of operation.
  18 // RFC 5830.
  19 package gost28147
  20
  21 const (
  22         BlockSize = 8
  23         KeySize   = 32
  24 )
  25
  26 // All 28147 operations are going with two 32-bit halves of the whole
  27 // block. nv is representation of that one half.
  28 type nv uint32
  29
  30 // Cyclic 11-bit shift.
  31 func (n nv) shift11() nv {
  32         return ((n << 11) & (1<<32 - 1)) | ((n >> (32 - 11)) & (1<<32 - 1))
  33 }
  34
  35 // Seq contains iteration numbers used in the encryption function
  36 // itself. For example 28147 encryption and decryption process differs
  37 // only with this sequence.
  38 type Seq []uint8
  39
  40 var (
  41         SeqEncrypt = Seq([]uint8{
  42                 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,
  43                 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,
  44                 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,
  45                 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0,
  46         })
  47         SeqDecrypt = Seq([]uint8{
  48                 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,
  49                 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0,
  50                 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0,
  51                 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0,
  52         })
  53 )
  54
  55 type Cipher struct {
  56         key  *[KeySize]byte
  57         sbox *Sbox
  58         x    [8]nv
  59 }
  60
  61 func NewCipher(key [KeySize]byte, sbox *Sbox) *Cipher {
  62         c := Cipher{}
  63         c.key = &key
  64         c.sbox = sbox
  65         c.x = [8]nv{
  66                 nv(key[0]) | nv(key[1])<<8 | nv(key[2])<<16 | nv(key[3])<<24,
  67                 nv(key[4]) | nv(key[5])<<8 | nv(key[6])<<16 | nv(key[7])<<24,
  68                 nv(key[8]) | nv(key[9])<<8 | nv(key[10])<<16 | nv(key[11])<<24,
  69                 nv(key[12]) | nv(key[13])<<8 | nv(key[14])<<16 | nv(key[15])<<24,
  70                 nv(key[16]) | nv(key[17])<<8 | nv(key[18])<<16 | nv(key[19])<<24,
  71                 nv(key[20]) | nv(key[21])<<8 | nv(key[22])<<16 | nv(key[23])<<24,
  72                 nv(key[24]) | nv(key[25])<<8 | nv(key[26])<<16 | nv(key[27])<<24,
  73                 nv(key[28]) | nv(key[29])<<8 | nv(key[30])<<16 | nv(key[31])<<24,
  74         }
  75         return &c
  76 }
  77
  78 func (c *Cipher) BlockSize() int {
  79         return BlockSize
  80 }
  81
  82 // Convert binary byte block to two 32-bit internal integers.
  83 func block2nvs(b []byte) (n1, n2 nv) {
  84         n1 = nv(b[0]) | nv(b[1])<<8 | nv(b[2])<<16 | nv(b[3])<<24
  85         n2 = nv(b[4]) | nv(b[5])<<8 | nv(b[6])<<16 | nv(b[7])<<24
  86         return
  87 }
  88
  89 // Convert two 32-bit internal integers to binary byte block.
  90 func nvs2block(n1, n2 nv, b []byte) {
  91         b[0] = byte((n2 >> 0) & 255)
  92         b[1] = byte((n2 >> 8) & 255)
  93         b[2] = byte((n2 >> 16) & 255)
  94         b[3] = byte((n2 >> 24) & 255)
  95         b[4] = byte((n1 >> 0) & 255)
  96         b[5] = byte((n1 >> 8) & 255)
  97         b[6] = byte((n1 >> 16) & 255)
  98         b[7] = byte((n1 >> 24) & 255)
  99 }
 100
 101 func (c *Cipher) xcrypt(seq Seq, n1, n2 nv) (nv, nv) {
 102         for _, i := range seq {
 103                 n1, n2 = c.sbox.k(n1+c.x[i]).shift11()^n2, n1
 104         }
 105         return n1, n2
 106 }
 107
 108 // Encrypt single block.
 109 // If provided slices are shorter than the block size, then it will panic.
 110 func (c *Cipher) Encrypt(dst, src []byte) {
 111         n1, n2 := block2nvs(src)
 112         n1, n2 = c.xcrypt(SeqEncrypt, n1, n2)
 113         nvs2block(n1, n2, dst)
 114 }
 115
 116 // Decrypt single block.
 117 // If provided slices are shorter than the block size, then it will panic.
 118 func (c *Cipher) Decrypt(dst, src []byte) {
 119         n1, n2 := block2nvs(src)
 120         n1, n2 = c.xcrypt(SeqDecrypt, n1, n2)
 121         nvs2block(n1, n2, dst)
 122 }