Crypto++  5.6.5
Free C++ class library of cryptographic schemes
ttmac.cpp
1 // ttmac.cpp - written and placed in the public domain by Kevin Springle
2 
3 #include "pch.h"
4 #include "ttmac.h"
5 #include "misc.h"
6 
7 ANONYMOUS_NAMESPACE_BEGIN
8 
9 using CryptoPP::word32;
12 
13 // RIPEMD-160 definitions used by Two-Track-MAC
14 word32 F(word32 x, word32 y, word32 z) { return x ^ y ^ z; }
15 word32 G(word32 x, word32 y, word32 z) { return z ^ (x & (y^z)); }
16 word32 H(word32 x, word32 y, word32 z) { return z ^ (x | ~y); }
17 word32 I(word32 x, word32 y, word32 z) { return y ^ (z & (x^y)); }
18 word32 J(word32 x, word32 y, word32 z) { return x ^ (y | ~z); }
19 
20 typedef word32 (*Fn)(word32, word32, word32);
21 template <Fn f, unsigned int S>
22 void Subround(word32& a, word32 b, word32& c, word32 d, word32 e, word32 x, word32 k)
23 {
24  a += f(b, c, d) + x + k;
25  a = rotlVariable(a, S) + e;
26  c = rotlConstant<10>(c);
27 }
28 
29 ANONYMOUS_NAMESPACE_END
30 
31 NAMESPACE_BEGIN(CryptoPP)
32 
33 const unsigned int k0 = 0;
34 const unsigned int k1 = 0x5a827999;
35 const unsigned int k2 = 0x6ed9eba1;
36 const unsigned int k3 = 0x8f1bbcdc;
37 const unsigned int k4 = 0xa953fd4e;
38 const unsigned int k5 = 0x50a28be6;
39 const unsigned int k6 = 0x5c4dd124;
40 const unsigned int k7 = 0x6d703ef3;
41 const unsigned int k8 = 0x7a6d76e9;
42 const unsigned int k9 = 0;
43 
44 void TTMAC_Base::UncheckedSetKey(const byte *userKey, unsigned int keylength, const NameValuePairs &)
45 {
46  AssertValidKeyLength(keylength);
47 
48  memcpy(m_key, userKey, KEYLENGTH);
49  CorrectEndianess(m_key, m_key, KEYLENGTH);
50 
51  Init();
52 }
53 
54 void TTMAC_Base::Init()
55 {
56  m_digest[0] = m_digest[5] = m_key[0];
57  m_digest[1] = m_digest[6] = m_key[1];
58  m_digest[2] = m_digest[7] = m_key[2];
59  m_digest[3] = m_digest[8] = m_key[3];
60  m_digest[4] = m_digest[9] = m_key[4];
61 }
62 
63 void TTMAC_Base::TruncatedFinal(byte *hash, size_t size)
64 {
65  PadLastBlock(BlockSize() - 2*sizeof(HashWordType));
66  CorrectEndianess(m_data, m_data, BlockSize() - 2*sizeof(HashWordType));
67 
68  m_data[m_data.size()-2] = GetBitCountLo();
69  m_data[m_data.size()-1] = GetBitCountHi();
70 
71  Transform(m_digest, m_data, true);
72 
73  word32 t2 = m_digest[2];
74  word32 t3 = m_digest[3];
75  if (size != DIGESTSIZE)
76  {
77  switch (size)
78  {
79  case 16:
80  m_digest[3] += m_digest[1] + m_digest[4];
81  // fall through
82  case 12:
83  m_digest[2] += m_digest[0] + t3;
84  // fall through
85  case 8:
86  m_digest[0] += m_digest[1] + t3;
87  m_digest[1] += m_digest[4] + t2;
88  break;
89 
90  case 4:
91  m_digest[0] +=
92  m_digest[1] +
93  m_digest[2] +
94  m_digest[3] +
95  m_digest[4];
96  break;
97 
98  case 0:
99  // Used by HashTransformation::Restart()
100  break;
101 
102  default:
103  throw InvalidArgument("TTMAC_Base: can't truncate a Two-Track-MAC 20 byte digest to " + IntToString(size) + " bytes");
104  break;
105  }
106  }
107 
108  CorrectEndianess(m_digest, m_digest, size);
109  memcpy(hash, m_digest, size);
110 
111  Restart(); // reinit for next use
112 }
113 
114 void TTMAC_Base::Transform(word32 *digest, const word32 *X, bool last)
115 {
116  word32 a1, b1, c1, d1, e1, a2, b2, c2, d2, e2;
117  word32 *trackA, *trackB;
118 
119  if (!last)
120  {
121  trackA = digest;
122  trackB = digest+5;
123  }
124  else
125  {
126  trackB = digest;
127  trackA = digest+5;
128  }
129  a1 = trackA[0];
130  b1 = trackA[1];
131  c1 = trackA[2];
132  d1 = trackA[3];
133  e1 = trackA[4];
134  a2 = trackB[0];
135  b2 = trackB[1];
136  c2 = trackB[2];
137  d2 = trackB[3];
138  e2 = trackB[4];
139 
140  Subround<F,11>(a1, b1, c1, d1, e1, X[ 0], k0);
141  Subround<F,14>(e1, a1, b1, c1, d1, X[ 1], k0);
142  Subround<F,15>(d1, e1, a1, b1, c1, X[ 2], k0);
143  Subround<F,12>(c1, d1, e1, a1, b1, X[ 3], k0);
144  Subround<F, 5>(b1, c1, d1, e1, a1, X[ 4], k0);
145  Subround<F, 8>(a1, b1, c1, d1, e1, X[ 5], k0);
146  Subround<F, 7>(e1, a1, b1, c1, d1, X[ 6], k0);
147  Subround<F, 9>(d1, e1, a1, b1, c1, X[ 7], k0);
148  Subround<F,11>(c1, d1, e1, a1, b1, X[ 8], k0);
149  Subround<F,13>(b1, c1, d1, e1, a1, X[ 9], k0);
150  Subround<F,14>(a1, b1, c1, d1, e1, X[10], k0);
151  Subround<F,15>(e1, a1, b1, c1, d1, X[11], k0);
152  Subround<F, 6>(d1, e1, a1, b1, c1, X[12], k0);
153  Subround<F, 7>(c1, d1, e1, a1, b1, X[13], k0);
154  Subround<F, 9>(b1, c1, d1, e1, a1, X[14], k0);
155  Subround<F, 8>(a1, b1, c1, d1, e1, X[15], k0);
156 
157  Subround<G, 7>(e1, a1, b1, c1, d1, X[ 7], k1);
158  Subround<G, 6>(d1, e1, a1, b1, c1, X[ 4], k1);
159  Subround<G, 8>(c1, d1, e1, a1, b1, X[13], k1);
160  Subround<G,13>(b1, c1, d1, e1, a1, X[ 1], k1);
161  Subround<G,11>(a1, b1, c1, d1, e1, X[10], k1);
162  Subround<G, 9>(e1, a1, b1, c1, d1, X[ 6], k1);
163  Subround<G, 7>(d1, e1, a1, b1, c1, X[15], k1);
164  Subround<G,15>(c1, d1, e1, a1, b1, X[ 3], k1);
165  Subround<G, 7>(b1, c1, d1, e1, a1, X[12], k1);
166  Subround<G,12>(a1, b1, c1, d1, e1, X[ 0], k1);
167  Subround<G,15>(e1, a1, b1, c1, d1, X[ 9], k1);
168  Subround<G, 9>(d1, e1, a1, b1, c1, X[ 5], k1);
169  Subround<G,11>(c1, d1, e1, a1, b1, X[ 2], k1);
170  Subround<G, 7>(b1, c1, d1, e1, a1, X[14], k1);
171  Subround<G,13>(a1, b1, c1, d1, e1, X[11], k1);
172  Subround<G,12>(e1, a1, b1, c1, d1, X[ 8], k1);
173 
174  Subround<H,11>(d1, e1, a1, b1, c1, X[ 3], k2);
175  Subround<H,13>(c1, d1, e1, a1, b1, X[10], k2);
176  Subround<H, 6>(b1, c1, d1, e1, a1, X[14], k2);
177  Subround<H, 7>(a1, b1, c1, d1, e1, X[ 4], k2);
178  Subround<H,14>(e1, a1, b1, c1, d1, X[ 9], k2);
179  Subround<H, 9>(d1, e1, a1, b1, c1, X[15], k2);
180  Subround<H,13>(c1, d1, e1, a1, b1, X[ 8], k2);
181  Subround<H,15>(b1, c1, d1, e1, a1, X[ 1], k2);
182  Subround<H,14>(a1, b1, c1, d1, e1, X[ 2], k2);
183  Subround<H, 8>(e1, a1, b1, c1, d1, X[ 7], k2);
184  Subround<H,13>(d1, e1, a1, b1, c1, X[ 0], k2);
185  Subround<H, 6>(c1, d1, e1, a1, b1, X[ 6], k2);
186  Subround<H, 5>(b1, c1, d1, e1, a1, X[13], k2);
187  Subround<H,12>(a1, b1, c1, d1, e1, X[11], k2);
188  Subround<H, 7>(e1, a1, b1, c1, d1, X[ 5], k2);
189  Subround<H, 5>(d1, e1, a1, b1, c1, X[12], k2);
190 
191  Subround<I,11>(c1, d1, e1, a1, b1, X[ 1], k3);
192  Subround<I,12>(b1, c1, d1, e1, a1, X[ 9], k3);
193  Subround<I,14>(a1, b1, c1, d1, e1, X[11], k3);
194  Subround<I,15>(e1, a1, b1, c1, d1, X[10], k3);
195  Subround<I,14>(d1, e1, a1, b1, c1, X[ 0], k3);
196  Subround<I,15>(c1, d1, e1, a1, b1, X[ 8], k3);
197  Subround<I, 9>(b1, c1, d1, e1, a1, X[12], k3);
198  Subround<I, 8>(a1, b1, c1, d1, e1, X[ 4], k3);
199  Subround<I, 9>(e1, a1, b1, c1, d1, X[13], k3);
200  Subround<I,14>(d1, e1, a1, b1, c1, X[ 3], k3);
201  Subround<I, 5>(c1, d1, e1, a1, b1, X[ 7], k3);
202  Subround<I, 6>(b1, c1, d1, e1, a1, X[15], k3);
203  Subround<I, 8>(a1, b1, c1, d1, e1, X[14], k3);
204  Subround<I, 6>(e1, a1, b1, c1, d1, X[ 5], k3);
205  Subround<I, 5>(d1, e1, a1, b1, c1, X[ 6], k3);
206  Subround<I,12>(c1, d1, e1, a1, b1, X[ 2], k3);
207 
208  Subround<J, 9>(b1, c1, d1, e1, a1, X[ 4], k4);
209  Subround<J,15>(a1, b1, c1, d1, e1, X[ 0], k4);
210  Subround<J, 5>(e1, a1, b1, c1, d1, X[ 5], k4);
211  Subround<J,11>(d1, e1, a1, b1, c1, X[ 9], k4);
212  Subround<J, 6>(c1, d1, e1, a1, b1, X[ 7], k4);
213  Subround<J, 8>(b1, c1, d1, e1, a1, X[12], k4);
214  Subround<J,13>(a1, b1, c1, d1, e1, X[ 2], k4);
215  Subround<J,12>(e1, a1, b1, c1, d1, X[10], k4);
216  Subround<J, 5>(d1, e1, a1, b1, c1, X[14], k4);
217  Subround<J,12>(c1, d1, e1, a1, b1, X[ 1], k4);
218  Subround<J,13>(b1, c1, d1, e1, a1, X[ 3], k4);
219  Subround<J,14>(a1, b1, c1, d1, e1, X[ 8], k4);
220  Subround<J,11>(e1, a1, b1, c1, d1, X[11], k4);
221  Subround<J, 8>(d1, e1, a1, b1, c1, X[ 6], k4);
222  Subround<J, 5>(c1, d1, e1, a1, b1, X[15], k4);
223  Subround<J, 6>(b1, c1, d1, e1, a1, X[13], k4);
224 
225  Subround<J, 8>(a2, b2, c2, d2, e2, X[ 5], k5);
226  Subround<J, 9>(e2, a2, b2, c2, d2, X[14], k5);
227  Subround<J, 9>(d2, e2, a2, b2, c2, X[ 7], k5);
228  Subround<J,11>(c2, d2, e2, a2, b2, X[ 0], k5);
229  Subround<J,13>(b2, c2, d2, e2, a2, X[ 9], k5);
230  Subround<J,15>(a2, b2, c2, d2, e2, X[ 2], k5);
231  Subround<J,15>(e2, a2, b2, c2, d2, X[11], k5);
232  Subround<J, 5>(d2, e2, a2, b2, c2, X[ 4], k5);
233  Subround<J, 7>(c2, d2, e2, a2, b2, X[13], k5);
234  Subround<J, 7>(b2, c2, d2, e2, a2, X[ 6], k5);
235  Subround<J, 8>(a2, b2, c2, d2, e2, X[15], k5);
236  Subround<J,11>(e2, a2, b2, c2, d2, X[ 8], k5);
237  Subround<J,14>(d2, e2, a2, b2, c2, X[ 1], k5);
238  Subround<J,14>(c2, d2, e2, a2, b2, X[10], k5);
239  Subround<J,12>(b2, c2, d2, e2, a2, X[ 3], k5);
240  Subround<J, 6>(a2, b2, c2, d2, e2, X[12], k5);
241 
242  Subround<I, 9>(e2, a2, b2, c2, d2, X[ 6], k6);
243  Subround<I,13>(d2, e2, a2, b2, c2, X[11], k6);
244  Subround<I,15>(c2, d2, e2, a2, b2, X[ 3], k6);
245  Subround<I, 7>(b2, c2, d2, e2, a2, X[ 7], k6);
246  Subround<I,12>(a2, b2, c2, d2, e2, X[ 0], k6);
247  Subround<I, 8>(e2, a2, b2, c2, d2, X[13], k6);
248  Subround<I, 9>(d2, e2, a2, b2, c2, X[ 5], k6);
249  Subround<I,11>(c2, d2, e2, a2, b2, X[10], k6);
250  Subround<I, 7>(b2, c2, d2, e2, a2, X[14], k6);
251  Subround<I, 7>(a2, b2, c2, d2, e2, X[15], k6);
252  Subround<I,12>(e2, a2, b2, c2, d2, X[ 8], k6);
253  Subround<I, 7>(d2, e2, a2, b2, c2, X[12], k6);
254  Subround<I, 6>(c2, d2, e2, a2, b2, X[ 4], k6);
255  Subround<I,15>(b2, c2, d2, e2, a2, X[ 9], k6);
256  Subround<I,13>(a2, b2, c2, d2, e2, X[ 1], k6);
257  Subround<I,11>(e2, a2, b2, c2, d2, X[ 2], k6);
258 
259  Subround<H, 9>(d2, e2, a2, b2, c2, X[15], k7);
260  Subround<H, 7>(c2, d2, e2, a2, b2, X[ 5], k7);
261  Subround<H,15>(b2, c2, d2, e2, a2, X[ 1], k7);
262  Subround<H,11>(a2, b2, c2, d2, e2, X[ 3], k7);
263  Subround<H, 8>(e2, a2, b2, c2, d2, X[ 7], k7);
264  Subround<H, 6>(d2, e2, a2, b2, c2, X[14], k7);
265  Subround<H, 6>(c2, d2, e2, a2, b2, X[ 6], k7);
266  Subround<H,14>(b2, c2, d2, e2, a2, X[ 9], k7);
267  Subround<H,12>(a2, b2, c2, d2, e2, X[11], k7);
268  Subround<H,13>(e2, a2, b2, c2, d2, X[ 8], k7);
269  Subround<H, 5>(d2, e2, a2, b2, c2, X[12], k7);
270  Subround<H,14>(c2, d2, e2, a2, b2, X[ 2], k7);
271  Subround<H,13>(b2, c2, d2, e2, a2, X[10], k7);
272  Subround<H,13>(a2, b2, c2, d2, e2, X[ 0], k7);
273  Subround<H, 7>(e2, a2, b2, c2, d2, X[ 4], k7);
274  Subround<H, 5>(d2, e2, a2, b2, c2, X[13], k7);
275 
276  Subround<G,15>(c2, d2, e2, a2, b2, X[ 8], k8);
277  Subround<G, 5>(b2, c2, d2, e2, a2, X[ 6], k8);
278  Subround<G, 8>(a2, b2, c2, d2, e2, X[ 4], k8);
279  Subround<G,11>(e2, a2, b2, c2, d2, X[ 1], k8);
280  Subround<G,14>(d2, e2, a2, b2, c2, X[ 3], k8);
281  Subround<G,14>(c2, d2, e2, a2, b2, X[11], k8);
282  Subround<G, 6>(b2, c2, d2, e2, a2, X[15], k8);
283  Subround<G,14>(a2, b2, c2, d2, e2, X[ 0], k8);
284  Subround<G, 6>(e2, a2, b2, c2, d2, X[ 5], k8);
285  Subround<G, 9>(d2, e2, a2, b2, c2, X[12], k8);
286  Subround<G,12>(c2, d2, e2, a2, b2, X[ 2], k8);
287  Subround<G, 9>(b2, c2, d2, e2, a2, X[13], k8);
288  Subround<G,12>(a2, b2, c2, d2, e2, X[ 9], k8);
289  Subround<G, 5>(e2, a2, b2, c2, d2, X[ 7], k8);
290  Subround<G,15>(d2, e2, a2, b2, c2, X[10], k8);
291  Subround<G, 8>(c2, d2, e2, a2, b2, X[14], k8);
292 
293  Subround<F, 8>(b2, c2, d2, e2, a2, X[12], k9);
294  Subround<F, 5>(a2, b2, c2, d2, e2, X[15], k9);
295  Subround<F,12>(e2, a2, b2, c2, d2, X[10], k9);
296  Subround<F, 9>(d2, e2, a2, b2, c2, X[ 4], k9);
297  Subround<F,12>(c2, d2, e2, a2, b2, X[ 1], k9);
298  Subround<F, 5>(b2, c2, d2, e2, a2, X[ 5], k9);
299  Subround<F,14>(a2, b2, c2, d2, e2, X[ 8], k9);
300  Subround<F, 6>(e2, a2, b2, c2, d2, X[ 7], k9);
301  Subround<F, 8>(d2, e2, a2, b2, c2, X[ 6], k9);
302  Subround<F,13>(c2, d2, e2, a2, b2, X[ 2], k9);
303  Subround<F, 6>(b2, c2, d2, e2, a2, X[13], k9);
304  Subround<F, 5>(a2, b2, c2, d2, e2, X[14], k9);
305  Subround<F,15>(e2, a2, b2, c2, d2, X[ 0], k9);
306  Subround<F,13>(d2, e2, a2, b2, c2, X[ 3], k9);
307  Subround<F,11>(c2, d2, e2, a2, b2, X[ 9], k9);
308  Subround<F,11>(b2, c2, d2, e2, a2, X[11], k9);
309 
310  a1 -= trackA[0];
311  b1 -= trackA[1];
312  c1 -= trackA[2];
313  d1 -= trackA[3];
314  e1 -= trackA[4];
315  a2 -= trackB[0];
316  b2 -= trackB[1];
317  c2 -= trackB[2];
318  d2 -= trackB[3];
319  e2 -= trackB[4];
320 
321  if (!last)
322  {
323  trackA[0] = (b1 + e1) - d2;
324  trackA[1] = c1 - e2;
325  trackA[2] = d1 - a2;
326  trackA[3] = e1 - b2;
327  trackA[4] = a1 - c2;
328  trackB[0] = d1 - e2;
329  trackB[1] = (e1 + c1) - a2;
330  trackB[2] = a1 - b2;
331  trackB[3] = b1 - c2;
332  trackB[4] = c1 - d2;
333  }
334  else
335  {
336  trackB[0] = a2 - a1;
337  trackB[1] = b2 - b1;
338  trackB[2] = c2 - c1;
339  trackB[3] = d2 - d1;
340  trackB[4] = e2 - e1;
341  trackA[0] = 0;
342  trackA[1] = 0;
343  trackA[2] = 0;
344  trackA[3] = 0;
345  trackA[4] = 0;
346  }
347 }
348 
349 NAMESPACE_END
An invalid argument was detected.
Definition: cryptlib.h:201
Utility functions for the Crypto++ library.
static const int KEYLENGTH
The default key length used by the algorithm provided as a constant.
Definition: seckey.h:272
T rotlVariable(T x, unsigned int y)
Performs a left rotate.
Definition: misc.h:1463
unsigned int BlockSize() const
Provides the block size of the hash.
Definition: iterhash.h:126
T rotlConstant(T x)
Performs a left rotate.
Definition: misc.h:1363
void CorrectEndianess(HashWordType *out, const HashWordType *in, size_t byteCount)
Adjusts the byte ordering of the hash.
Definition: iterhash.h:139
void TruncatedFinal(byte *mac, size_t size)
Computes the hash of the current message.
Definition: ttmac.cpp:63
std::string IntToString(T value, unsigned int base=10)
Converts a value to a string.
Definition: misc.h:574
void UncheckedSetKey(const byte *userKey, unsigned int keylength, const NameValuePairs &params)
Sets the key for this object without performing parameter validation.
Definition: ttmac.cpp:44
Crypto++ library namespace.
Classes for the TTMAC message authentication code.
Interface for retrieving values given their names.
Definition: cryptlib.h:294