]> Cypherpunks.ru repositories - pygost.git/blobdiff - pygost/gost34112012.py
Shorter module names for convenience and simplicity
[pygost.git] / pygost / gost34112012.py
diff --git a/pygost/gost34112012.py b/pygost/gost34112012.py
new file mode 100644 (file)
index 0000000..7ba2b5d
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,276 @@
+# coding: utf-8
+# PyGOST -- Pure Python GOST cryptographic functions library
+# Copyright (C) 2015-2016 Sergey Matveev <stargrave@stargrave.org>
+#
+# This program is free software: you can redistribute it and/or modify
+# it under the terms of the GNU General Public License as published by
+# the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
+# (at your option) any later version.
+#
+# This program is distributed in the hope that it will be useful,
+# but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+# MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+# GNU General Public License for more details.
+#
+# You should have received a copy of the GNU General Public License
+# along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
+""" GOST R 34.11-2012 (Streebog) hash function common files
+
+This is implementation of :rfc:`6986`. Most function and variable names are
+taken according to specification's terminology.
+"""
+
+from copy import copy
+from struct import pack
+from struct import unpack
+
+from pygost.iface import PEP247
+from pygost.utils import hexdec
+from pygost.utils import hexenc
+from pygost.utils import strxor
+from pygost.utils import xrange
+
+
+BLOCKSIZE = 64
+Pi = bytearray((
+    252, 238, 221,  17, 207, 110,  49,  22, 251, 196, 250,
+    218,  35, 197,   4,  77, 233, 119, 240, 219, 147,  46,
+    153, 186,  23,  54, 241, 187,  20, 205,  95, 193, 249,
+     24, 101,  90, 226,  92, 239,  33, 129,  28,  60,  66,
+    139,   1, 142,  79,   5, 132,   2, 174, 227, 106, 143,
+    160,   6,  11, 237, 152, 127, 212, 211,  31, 235,  52,
+     44,  81, 234, 200,  72, 171, 242,  42, 104, 162, 253,
+     58, 206, 204, 181, 112,  14,  86,   8,  12, 118,  18,
+    191, 114,  19,  71, 156, 183,  93, 135,  21, 161, 150,
+     41,  16, 123, 154, 199, 243, 145, 120, 111, 157, 158,
+    178, 177,  50, 117,  25,  61, 255,  53, 138, 126, 109,
+     84, 198, 128, 195, 189,  13,  87, 223, 245,  36, 169,
+     62, 168,  67, 201, 215, 121, 214, 246, 124,  34, 185,
+      3, 224,  15, 236, 222, 122, 148, 176, 188, 220, 232,
+     40,  80,  78,  51,  10,  74, 167, 151,  96, 115,  30,
+      0,  98,  68,  26, 184,  56, 130, 100, 159,  38,  65,
+    173,  69,  70, 146,  39,  94,  85,  47, 140, 163, 165,
+    125, 105, 213, 149,  59,   7,  88, 179,  64, 134, 172,
+     29, 247,  48,  55, 107, 228, 136, 217, 231, 137, 225,
+     27, 131,  73,  76,  63, 248, 254, 141,  83, 170, 144,
+    202, 216, 133,  97,  32, 113, 103, 164,  45,  43,   9,
+     91, 203, 155,  37, 208, 190, 229, 108,  82,  89, 166,
+    116, 210, 230, 244, 180, 192, 209, 102, 175, 194,  57,
+     75,  99, 182,
+))
+
+A = [unpack(">Q", hexdec(s))[0] for s in (
+   "8e20faa72ba0b470", "47107ddd9b505a38", "ad08b0e0c3282d1c", "d8045870ef14980e",
+   "6c022c38f90a4c07", "3601161cf205268d", "1b8e0b0e798c13c8", "83478b07b2468764",
+   "a011d380818e8f40", "5086e740ce47c920", "2843fd2067adea10", "14aff010bdd87508",
+   "0ad97808d06cb404", "05e23c0468365a02", "8c711e02341b2d01", "46b60f011a83988e",
+   "90dab52a387ae76f", "486dd4151c3dfdb9", "24b86a840e90f0d2", "125c354207487869",
+   "092e94218d243cba", "8a174a9ec8121e5d", "4585254f64090fa0", "accc9ca9328a8950",
+   "9d4df05d5f661451", "c0a878a0a1330aa6", "60543c50de970553", "302a1e286fc58ca7",
+   "18150f14b9ec46dd", "0c84890ad27623e0", "0642ca05693b9f70", "0321658cba93c138",
+   "86275df09ce8aaa8", "439da0784e745554", "afc0503c273aa42a", "d960281e9d1d5215",
+   "e230140fc0802984", "71180a8960409a42", "b60c05ca30204d21", "5b068c651810a89e",
+   "456c34887a3805b9", "ac361a443d1c8cd2", "561b0d22900e4669", "2b838811480723ba",
+   "9bcf4486248d9f5d", "c3e9224312c8c1a0", "effa11af0964ee50", "f97d86d98a327728",
+   "e4fa2054a80b329c", "727d102a548b194e", "39b008152acb8227", "9258048415eb419d",
+   "492c024284fbaec0", "aa16012142f35760", "550b8e9e21f7a530", "a48b474f9ef5dc18",
+   "70a6a56e2440598e", "3853dc371220a247", "1ca76e95091051ad", "0edd37c48a08a6d8",
+   "07e095624504536c", "8d70c431ac02a736", "c83862965601dd1b", "641c314b2b8ee083",
+)]
+
+Tau = (
+    0,  8, 16, 24, 32, 40, 48, 56,
+    1,  9, 17, 25, 33, 41, 49, 57,
+    2, 10, 18, 26, 34, 42, 50, 58,
+    3, 11, 19, 27, 35, 43, 51, 59,
+    4, 12, 20, 28, 36, 44, 52, 60,
+    5, 13, 21, 29, 37, 45, 53, 61,
+    6, 14, 22, 30, 38, 46, 54, 62,
+    7, 15, 23, 31, 39, 47, 55, 63,
+)
+
+C = [hexdec("".join(s))[::-1] for s in (
+    (
+        "b1085bda1ecadae9ebcb2f81c0657c1f",
+        "2f6a76432e45d016714eb88d7585c4fc",
+        "4b7ce09192676901a2422a08a460d315",
+        "05767436cc744d23dd806559f2a64507",
+    ),
+    (
+        "6fa3b58aa99d2f1a4fe39d460f70b5d7",
+        "f3feea720a232b9861d55e0f16b50131",
+        "9ab5176b12d699585cb561c2db0aa7ca",
+        "55dda21bd7cbcd56e679047021b19bb7",
+    ),
+    (
+        "f574dcac2bce2fc70a39fc286a3d8435",
+        "06f15e5f529c1f8bf2ea7514b1297b7b",
+        "d3e20fe490359eb1c1c93a376062db09",
+        "c2b6f443867adb31991e96f50aba0ab2",
+    ),
+    (
+        "ef1fdfb3e81566d2f948e1a05d71e4dd",
+        "488e857e335c3c7d9d721cad685e353f",
+        "a9d72c82ed03d675d8b71333935203be",
+        "3453eaa193e837f1220cbebc84e3d12e",
+    ),
+    (
+        "4bea6bacad4747999a3f410c6ca92363",
+        "7f151c1f1686104a359e35d7800fffbd",
+        "bfcd1747253af5a3dfff00b723271a16",
+        "7a56a27ea9ea63f5601758fd7c6cfe57",
+    ),
+    (
+        "ae4faeae1d3ad3d96fa4c33b7a3039c0",
+        "2d66c4f95142a46c187f9ab49af08ec6",
+        "cffaa6b71c9ab7b40af21f66c2bec6b6",
+        "bf71c57236904f35fa68407a46647d6e",
+    ),
+    (
+        "f4c70e16eeaac5ec51ac86febf240954",
+        "399ec6c7e6bf87c9d3473e33197a93c9",
+        "0992abc52d822c3706476983284a0504",
+        "3517454ca23c4af38886564d3a14d493",
+    ),
+    (
+        "9b1f5b424d93c9a703e7aa020c6e4141",
+        "4eb7f8719c36de1e89b4443b4ddbc49a",
+        "f4892bcb929b069069d18d2bd1a5c42f",
+        "36acc2355951a8d9a47f0dd4bf02e71e",
+    ),
+    (
+        "378f5a541631229b944c9ad8ec165fde",
+        "3a7d3a1b258942243cd955b7e00d0984",
+        "800a440bdbb2ceb17b2b8a9aa6079c54",
+        "0e38dc92cb1f2a607261445183235adb",
+    ),
+    (
+        "abbedea680056f52382ae548b2e4f3f3",
+        "8941e71cff8a78db1fffe18a1b336103",
+        "9fe76702af69334b7a1e6c303b7652f4",
+        "3698fad1153bb6c374b4c7fb98459ced",
+    ),
+    (
+        "7bcd9ed0efc889fb3002c6cd635afe94",
+        "d8fa6bbbebab07612001802114846679",
+        "8a1d71efea48b9caefbacd1d7d476e98",
+        "dea2594ac06fd85d6bcaa4cd81f32d1b",
+    ),
+    (
+        "378ee767f11631bad21380b00449b17a",
+        "cda43c32bcdf1d77f82012d430219f9b",
+        "5d80ef9d1891cc86e71da4aa88e12852",
+        "faf417d5d9b21b9948bc924af11bd720",
+    ),
+)]
+
+
+def add512bit(a, b):
+    """ Add two 512 integers
+    """
+    a = bytearray(a)
+    b = bytearray(b)
+    cb = 0
+    res = bytearray(64)
+    for i in range(64):
+        cb = a[i] + b[i] + (cb >> 8)
+        res[i] = cb & 0xff
+    return res
+
+
+def g(n, hsh, msg):
+    res = E(LPS(strxor(hsh[:8], pack("<Q", n)) + hsh[8:]), msg)
+    return strxor(strxor(res, hsh), msg)
+
+
+def E(k, msg):
+    for i in range(12):
+        msg = LPS(strxor(k, msg))
+        k = LPS(strxor(k, C[i]))
+    return strxor(k, msg)
+
+
+def LPS(data):
+    return L(PS(bytearray(data)))
+
+
+def PS(data):
+    res = bytearray(BLOCKSIZE)
+    for i in range(BLOCKSIZE):
+        res[Tau[i]] = Pi[data[i]]
+    return res
+
+
+def L(data):
+    res = []
+    for i in range(8):
+        val = unpack("<Q", data[i * 8:i * 8 + 8])[0]
+        res64 = 0
+        for j in range(BLOCKSIZE):
+            if val & 0x8000000000000000:
+                res64 ^= A[j]
+            val <<= 1
+        res.append(pack("<Q", res64))
+    return b"".join(res)
+
+
+class GOST34112012(PEP247):
+    """ GOST 34.11-2012 big-endian hash
+
+    >>> m = GOST34112012(digest_size=32)
+    >>> m.update("foo")
+    >>> m.update("bar")
+    >>> m.hexdigest()
+    'e3c9fd89226d93b489a9fe27d686806e24a514e3787bca053c698ec4616ceb78'
+    """
+    block_size = BLOCKSIZE
+
+    def __init__(self, data=b"", digest_size=64):
+        """
+        :param digest_size: hash digest size to compute
+        :type digest_size: 32 or 64 bytes
+        """
+        self.data = data
+        self._digest_size = digest_size
+
+    def copy(self):
+        return GOST34112012(copy(self.data), self.digest_size)
+
+    @property
+    def digest_size(self):
+        return self._digest_size
+
+    def update(self, data):
+        """ Append data that has to be hashed
+        """
+        self.data += data
+
+    def digest(self):
+        """ Get hash of the provided data
+        """
+        hsh = BLOCKSIZE * (b"\x01" if self.digest_size == 32 else b"\x00")
+        chk = bytearray(BLOCKSIZE * b"\x00")
+        n = 0
+        data = self.data
+        for i in xrange(0, len(data) // BLOCKSIZE * BLOCKSIZE, BLOCKSIZE):
+            block = data[i:i + BLOCKSIZE]
+            hsh = g(n, hsh, block)
+            chk = add512bit(chk, block)
+            n += 512
+
+        # Padding
+        padblock_size = len(data) * 8 - n
+        data += b"\x01"
+        padlen = BLOCKSIZE - len(data) % BLOCKSIZE
+        if padlen != BLOCKSIZE:
+            data += b"\x00" * padlen
+
+        hsh = g(n, hsh, data[-BLOCKSIZE:])
+        n += padblock_size
+        chk = add512bit(chk, data[-BLOCKSIZE:])
+        hsh = g(0, hsh, pack("<Q", n) + 56 * b"\x00")
+        hsh = g(0, hsh, chk)
+        return hsh[-self._digest_size:]
+
+    def hexdigest(self):
+        return hexenc(self.digest())