sys/opencrypto/xform_aes_xts.c

   1 /*      $OpenBSD: xform.c,v 1.16 2001/08/28 12:20:43 ben Exp $  */
   2 /*-
   3  * The authors of this code are John Ioannidis (ji@tla.org),
   4  * Angelos D. Keromytis (kermit@csd.uch.gr),
   5  * Niels Provos (provos@physnet.uni-hamburg.de) and
   6  * Damien Miller (djm@mindrot.org).
   7  *
   8  * This code was written by John Ioannidis for BSD/OS in Athens, Greece,
   9  * in November 1995.
  10  *
  11  * Ported to OpenBSD and NetBSD, with additional transforms, in December 1996,
  12  * by Angelos D. Keromytis.
  13  *
  14  * Additional transforms and features in 1997 and 1998 by Angelos D. Keromytis
  15  * and Niels Provos.
  16  *
  17  * Additional features in 1999 by Angelos D. Keromytis.
  18  *
  19  * AES XTS implementation in 2008 by Damien Miller
  20  *
  21  * Copyright (C) 1995, 1996, 1997, 1998, 1999 by John Ioannidis,
  22  * Angelos D. Keromytis and Niels Provos.
  23  *
  24  * Copyright (C) 2001, Angelos D. Keromytis.
  25  *
  26  * Copyright (C) 2008, Damien Miller
  27  * Copyright (c) 2014 The FreeBSD Foundation
  28  * All rights reserved.
  29  *
  30  * Portions of this software were developed by John-Mark Gurney
  31  * under sponsorship of the FreeBSD Foundation and
  32  * Rubicon Communications, LLC (Netgate).
  33  *
  34  * Permission to use, copy, and modify this software with or without fee
  35  * is hereby granted, provided that this entire notice is included in
  36  * all copies of any software which is or includes a copy or
  37  * modification of this software.
  38  * You may use this code under the GNU public license if you so wish. Please
  39  * contribute changes back to the authors under this freer than GPL license
  40  * so that we may further the use of strong encryption without limitations to
  41  * all.
  42  *
  43  * THIS SOFTWARE IS BEING PROVIDED "AS IS", WITHOUT ANY EXPRESS OR
  44  * IMPLIED WARRANTY. IN PARTICULAR, NONE OF THE AUTHORS MAKES ANY
  45  * REPRESENTATION OR WARRANTY OF ANY KIND CONCERNING THE
  46  * MERCHANTABILITY OF THIS SOFTWARE OR ITS FITNESS FOR ANY PARTICULAR
  47  * PURPOSE.
  48  */
  49
  50 #include <sys/cdefs.h>
  51 __FBSDID("$FreeBSD$");
  52
  53 #include <sys/types.h>
  54 #include <opencrypto/xform_enc.h>
  55
  56 static  int aes_xts_setkey(void *, const uint8_t *, int);
  57 static  void aes_xts_encrypt(void *, const uint8_t *, uint8_t *);
  58 static  void aes_xts_decrypt(void *, const uint8_t *, uint8_t *);
  59 static  void aes_xts_reinit(void *, const uint8_t *);
  60
  61 /* Encryption instances */
  62 struct enc_xform enc_xform_aes_xts = {
  63         .type = CRYPTO_AES_XTS,
  64         .name = "AES-XTS",
  65         .ctxsize = sizeof(struct aes_xts_ctx),
  66         .blocksize = AES_BLOCK_LEN,
  67         .ivsize = AES_XTS_IV_LEN,
  68         .minkey = AES_XTS_MIN_KEY,
  69         .maxkey = AES_XTS_MAX_KEY,
  70         .encrypt = aes_xts_encrypt,
  71         .decrypt = aes_xts_decrypt,
  72         .setkey = aes_xts_setkey,
  73         .reinit = aes_xts_reinit
  74 };
  75
  76 /*
  77  * Encryption wrapper routines.
  78  */
  79 static void
  80 aes_xts_reinit(void *key, const uint8_t *iv)
  81 {
  82         struct aes_xts_ctx *ctx = key;
  83         uint64_t blocknum;
  84         u_int i;
  85
  86         /*
  87          * Prepare tweak as E_k2(IV). IV is specified as LE representation
  88          * of a 64-bit block number which we allow to be passed in directly.
  89          */
  90         bcopy(iv, &blocknum, AES_XTS_IVSIZE);
  91         for (i = 0; i < AES_XTS_IVSIZE; i++) {
  92                 ctx->tweak[i] = blocknum & 0xff;
  93                 blocknum >>= 8;
  94         }
  95         /* Last 64 bits of IV are always zero */
  96         bzero(ctx->tweak + AES_XTS_IVSIZE, AES_XTS_IVSIZE);
  97
  98         rijndael_encrypt(&ctx->key2, ctx->tweak, ctx->tweak);
  99 }
 100
 101 static void
 102 aes_xts_crypt(struct aes_xts_ctx *ctx, const uint8_t *in, uint8_t *out,
 103     u_int do_encrypt)
 104 {
 105         uint8_t block[AES_XTS_BLOCKSIZE];
 106         u_int i, carry_in, carry_out;
 107
 108         for (i = 0; i < AES_XTS_BLOCKSIZE; i++)
 109                 block[i] = in[i] ^ ctx->tweak[i];
 110
 111         if (do_encrypt)
 112                 rijndael_encrypt(&ctx->key1, block, out);
 113         else
 114                 rijndael_decrypt(&ctx->key1, block, out);
 115
 116         for (i = 0; i < AES_XTS_BLOCKSIZE; i++)
 117                 out[i] ^= ctx->tweak[i];
 118
 119         /* Exponentiate tweak */
 120         carry_in = 0;
 121         for (i = 0; i < AES_XTS_BLOCKSIZE; i++) {
 122                 carry_out = ctx->tweak[i] & 0x80;
 123                 ctx->tweak[i] = (ctx->tweak[i] << 1) | (carry_in ? 1 : 0);
 124                 carry_in = carry_out;
 125         }
 126         if (carry_in)
 127                 ctx->tweak[0] ^= AES_XTS_ALPHA;
 128         explicit_bzero(block, sizeof(block));
 129 }
 130
 131 static void
 132 aes_xts_encrypt(void *key, const uint8_t *in, uint8_t *out)
 133 {
 134         aes_xts_crypt(key, in, out, 1);
 135 }
 136
 137 static void
 138 aes_xts_decrypt(void *key, const uint8_t *in, uint8_t *out)
 139 {
 140         aes_xts_crypt(key, in, out, 0);
 141 }
 142
 143 static int
 144 aes_xts_setkey(void *sched, const uint8_t *key, int len)
 145 {
 146         struct aes_xts_ctx *ctx;
 147
 148         if (len != 32 && len != 64)
 149                 return (EINVAL);
 150
 151         ctx = sched;
 152
 153         rijndael_set_key(&ctx->key1, key, len * 4);
 154         rijndael_set_key(&ctx->key2, key + (len / 2), len * 4);
 155
 156         return (0);
 157 }