/* * GOST 34.11 * (C) 2009 Jack Lloyd * * Distributed under the terms of the Botan license */ #include #include #include #include namespace Botan { /** * GOST 34.11 Constructor */ GOST_34_11::GOST_34_11() : HashFunction(32, 32), cipher(GOST_28147_89_Params("R3411_CryptoPro")) { count = 0; position = 0; } void GOST_34_11::clear() { cipher.clear(); sum.clear(); hash.clear(); count = 0; position = 0; } /** * Hash additional inputs */ void GOST_34_11::add_data(const byte input[], u32bit length) { count += length; if(position) { buffer.copy(position, input, length); if(position + length >= HASH_BLOCK_SIZE) { compress_n(buffer.begin(), 1); input += (HASH_BLOCK_SIZE - position); length -= (HASH_BLOCK_SIZE - position); position = 0; } } const u32bit full_blocks = length / HASH_BLOCK_SIZE; const u32bit remaining = length % HASH_BLOCK_SIZE; if(full_blocks) compress_n(input, full_blocks); buffer.copy(position, input + full_blocks * HASH_BLOCK_SIZE, remaining); position += remaining; } /** * The GOST 34.11 compression function */ void GOST_34_11::compress_n(const byte input[], u32bit blocks) { for(u32bit i = 0; i != blocks; ++i) { for(u32bit j = 0, carry = 0; j != 32; ++j) { u16bit s = sum[j] + input[32*i+j] + carry; carry = get_byte(0, s); sum[j] = get_byte(1, s); } byte S[32] = { 0 }; u64bit U[4], V[4]; for(u32bit j = 0; j != 4; ++j) { U[j] = load_be(hash, j); V[j] = load_be(input + 32*i, j); } for(u32bit j = 0; j != 4; ++j) { byte key[32] = { 0 }; // P transformation for(size_t k = 0; k != 4; ++k) for(size_t l = 0; l != 8; ++l) key[4*l+k] = get_byte(l, U[k]) ^ get_byte(l, V[k]); cipher.set_key(key, 32); cipher.encrypt(hash + 8*j, S + 8*j); if(j == 3) break; // A(x) u64bit A_U = U[0]; U[0] = U[1]; U[1] = U[2]; U[2] = U[3]; U[3] = U[0] ^ A_U; if(j == 1) // C_3 { U[0] ^= 0x00FF00FF00FF00FF; U[1] ^= 0xFF00FF00FF00FF00; U[2] ^= 0x00FFFF00FF0000FF; U[3] ^= 0xFF000000FFFF00FF; } // A(A(x)) u64bit AA_V_1 = V[0] ^ V[1]; u64bit AA_V_2 = V[1] ^ V[2]; V[0] = V[2]; V[1] = V[3]; V[2] = AA_V_1; V[3] = AA_V_2; } byte S2[32] = { 0 }; // 12 rounds of psi S2[ 0] = S[24]; S2[ 1] = S[25]; S2[ 2] = S[26]; S2[ 3] = S[27]; S2[ 4] = S[28]; S2[ 5] = S[29]; S2[ 6] = S[30]; S2[ 7] = S[31]; S2[ 8] = S[ 0] ^ S[ 2] ^ S[ 4] ^ S[ 6] ^ S[24] ^ S[30]; S2[ 9] = S[ 1] ^ S[ 3] ^ S[ 5] ^ S[ 7] ^ S[25] ^ S[31]; S2[10] = S[ 0] ^ S[ 8] ^ S[24] ^ S[26] ^ S[30]; S2[11] = S[ 1] ^ S[ 9] ^ S[25] ^ S[27] ^ S[31]; S2[12] = S[ 0] ^ S[ 4] ^ S[ 6] ^ S[10] ^ S[24] ^ S[26] ^ S[28] ^ S[30]; S2[13] = S[ 1] ^ S[ 5] ^ S[ 7] ^ S[11] ^ S[25] ^ S[27] ^ S[29] ^ S[31]; S2[14] = S[ 0] ^ S[ 4] ^ S[ 8] ^ S[12] ^ S[24] ^ S[26] ^ S[28]; S2[15] = S[ 1] ^ S[ 5] ^ S[ 9] ^ S[13] ^ S[25] ^ S[27] ^ S[29]; S2[16] = S[ 2] ^ S[ 6] ^ S[10] ^ S[14] ^ S[26] ^ S[28] ^ S[30]; S2[17] = S[ 3] ^ S[ 7] ^ S[11] ^ S[15] ^ S[27] ^ S[29] ^ S[31]; S2[18] = S[ 0] ^ S[ 2] ^ S[ 6] ^ S[ 8] ^ S[12] ^ S[16] ^ S[24] ^ S[28]; S2[19] = S[ 1] ^ S[ 3] ^ S[ 7] ^ S[ 9] ^ S[13] ^ S[17] ^ S[25] ^ S[29]; S2[20] = S[ 2] ^ S[ 4] ^ S[ 8] ^ S[10] ^ S[14] ^ S[18] ^ S[26] ^ S[30]; S2[21] = S[ 3] ^ S[ 5] ^ S[ 9] ^ S[11] ^ S[15] ^ S[19] ^ S[27] ^ S[31]; S2[22] = S[ 0] ^ S[ 2] ^ S[10] ^ S[12] ^ S[16] ^ S[20] ^ S[24] ^ S[28] ^ S[30]; S2[23] = S[ 1] ^ S[ 3] ^ S[11] ^ S[13] ^ S[17] ^ S[21] ^ S[25] ^ S[29] ^ S[31]; S2[24] = S[ 0] ^ S[ 6] ^ S[12] ^ S[14] ^ S[18] ^ S[22] ^ S[24] ^ S[26]; S2[25] = S[ 1] ^ S[ 7] ^ S[13] ^ S[15] ^ S[19] ^ S[23] ^ S[25] ^ S[27]; S2[26] = S[ 2] ^ S[ 8] ^ S[14] ^ S[16] ^ S[20] ^ S[24] ^ S[26] ^ S[28]; S2[27] = S[ 3] ^ S[ 9] ^ S[15] ^ S[17] ^ S[21] ^ S[25] ^ S[27] ^ S[29]; S2[28] = S[ 4] ^ S[10] ^ S[16] ^ S[18] ^ S[22] ^ S[26] ^ S[28] ^ S[30]; S2[29] = S[ 5] ^ S[11] ^ S[17] ^ S[19] ^ S[23] ^ S[27] ^ S[29] ^ S[31]; S2[30] = S[ 0] ^ S[ 2] ^ S[ 4] ^ S[12] ^ S[18] ^ S[20] ^ S[28]; S2[31] = S[ 1] ^ S[ 3] ^ S[ 5] ^ S[13] ^ S[19] ^ S[21] ^ S[29]; xor_buf(S, S2, input + 32*i, 32); S2[0] = S[0] ^ S[2] ^ S[4] ^ S[6] ^ S[24] ^ S[30]; S2[1] = S[1] ^ S[3] ^ S[5] ^ S[7] ^ S[25] ^ S[31]; copy_mem(S, S+2, 30); S[30] = S2[0]; S[31] = S2[1]; xor_buf(S, hash, 32); // 61 rounds of psi S2[ 0] = S[ 2] ^ S[ 6] ^ S[14] ^ S[20] ^ S[22] ^ S[26] ^ S[28] ^ S[30]; S2[ 1] = S[ 3] ^ S[ 7] ^ S[15] ^ S[21] ^ S[23] ^ S[27] ^ S[29] ^ S[31]; S2[ 2] = S[ 0] ^ S[ 2] ^ S[ 6] ^ S[ 8] ^ S[16] ^ S[22] ^ S[28]; S2[ 3] = S[ 1] ^ S[ 3] ^ S[ 7] ^ S[ 9] ^ S[17] ^ S[23] ^ S[29]; S2[ 4] = S[ 2] ^ S[ 4] ^ S[ 8] ^ S[10] ^ S[18] ^ S[24] ^ S[30]; S2[ 5] = S[ 3] ^ S[ 5] ^ S[ 9] ^ S[11] ^ S[19] ^ S[25] ^ S[31]; S2[ 6] = S[ 0] ^ S[ 2] ^ S[10] ^ S[12] ^ S[20] ^ S[24] ^ S[26] ^ S[30]; S2[ 7] = S[ 1] ^ S[ 3] ^ S[11] ^ S[13] ^ S[21] ^ S[25] ^ S[27] ^ S[31]; S2[ 8] = S[ 0] ^ S[ 6] ^ S[12] ^ S[14] ^ S[22] ^ S[24] ^ S[26] ^ S[28] ^ S[30]; S2[ 9] = S[ 1] ^ S[ 7] ^ S[13] ^ S[15] ^ S[23] ^ S[25] ^ S[27] ^ S[29] ^ S[31]; S2[10] = S[ 0] ^ S[ 4] ^ S[ 6] ^ S[ 8] ^ S[14] ^ S[16] ^ S[26] ^ S[28]; S2[11] = S[ 1] ^ S[ 5] ^ S[ 7] ^ S[ 9] ^ S[15] ^ S[17] ^ S[27] ^ S[29]; S2[12] = S[ 2] ^ S[ 6] ^ S[ 8] ^ S[10] ^ S[16] ^ S[18] ^ S[28] ^ S[30]; S2[13] = S[ 3] ^ S[ 7] ^ S[ 9] ^ S[11] ^ S[17] ^ S[19] ^ S[29] ^ S[31]; S2[14] = S[ 0] ^ S[ 2] ^ S[ 6] ^ S[ 8] ^ S[10] ^ S[12] ^ S[18] ^ S[20] ^ S[24]; S2[15] = S[ 1] ^ S[ 3] ^ S[ 7] ^ S[ 9] ^ S[11] ^ S[13] ^ S[19] ^ S[21] ^ S[25]; S2[16] = S[ 2] ^ S[ 4] ^ S[ 8] ^ S[10] ^ S[12] ^ S[14] ^ S[20] ^ S[22] ^ S[26]; S2[17] = S[ 3] ^ S[ 5] ^ S[ 9] ^ S[11] ^ S[13] ^ S[15] ^ S[21] ^ S[23] ^ S[27]; S2[18] = S[ 4] ^ S[ 6] ^ S[10] ^ S[12] ^ S[14] ^ S[16] ^ S[22] ^ S[24] ^ S[28]; S2[19] = S[ 5] ^ S[ 7] ^ S[11] ^ S[13] ^ S[15] ^ S[17] ^ S[23] ^ S[25] ^ S[29]; S2[20] = S[ 6] ^ S[ 8] ^ S[12] ^ S[14] ^ S[16] ^ S[18] ^ S[24] ^ S[26] ^ S[30]; S2[21] = S[ 7] ^ S[ 9] ^ S[13] ^ S[15] ^ S[17] ^ S[19] ^ S[25] ^ S[27] ^ S[31]; S2[22] = S[ 0] ^ S[ 2] ^ S[ 4] ^ S[ 6] ^ S[ 8] ^ S[10] ^ S[14] ^ S[16] ^ S[18] ^ S[20] ^ S[24] ^ S[26] ^ S[28] ^ S[30]; S2[23] = S[ 1] ^ S[ 3] ^ S[ 5] ^ S[ 7] ^ S[ 9] ^ S[11] ^ S[15] ^ S[17] ^ S[19] ^ S[21] ^ S[25] ^ S[27] ^ S[29] ^ S[31]; S2[24] = S[ 0] ^ S[ 8] ^ S[10] ^ S[12] ^ S[16] ^ S[18] ^ S[20] ^ S[22] ^ S[24] ^ S[26] ^ S[28]; S2[25] = S[ 1] ^ S[ 9] ^ S[11] ^ S[13] ^ S[17] ^ S[19] ^ S[21] ^ S[23] ^ S[25] ^ S[27] ^ S[29]; S2[26] = S[ 2] ^ S[10] ^ S[12] ^ S[14] ^ S[18] ^ S[20] ^ S[22] ^ S[24] ^ S[26] ^ S[28] ^ S[30]; S2[27] = S[ 3] ^ S[11] ^ S[13] ^ S[15] ^ S[19] ^ S[21] ^ S[23] ^ S[25] ^ S[27] ^ S[29] ^ S[31]; S2[28] = S[ 0] ^ S[ 2] ^ S[ 6] ^ S[12] ^ S[14] ^ S[16] ^ S[20] ^ S[22] ^ S[26] ^ S[28]; S2[29] = S[ 1] ^ S[ 3] ^ S[ 7] ^ S[13] ^ S[15] ^ S[17] ^ S[21] ^ S[23] ^ S[27] ^ S[29]; S2[30] = S[ 2] ^ S[ 4] ^ S[ 8] ^ S[14] ^ S[16] ^ S[18] ^ S[22] ^ S[24] ^ S[28] ^ S[30]; S2[31] = S[ 3] ^ S[ 5] ^ S[ 9] ^ S[15] ^ S[17] ^ S[19] ^ S[23] ^ S[25] ^ S[29] ^ S[31]; hash.copy(S2, 32); } } /** * Produce the final GOST 34.11 output */ void GOST_34_11::final_result(byte out[]) { if(position) { clear_mem(buffer.begin() + position, buffer.size() - position); compress_n(buffer, 1); } SecureBuffer length_buf; const u64bit bit_count = count * 8; store_le(bit_count, length_buf); SecureBuffer sum_buf(sum); compress_n(length_buf, 1); compress_n(sum_buf, 1); copy_mem(out, hash.begin(), 32); clear(); } }