Branch data Line data Source code
1 : : /*
2 : : * Cryptographic API.
3 : : *
4 : : * AES Cipher Algorithm.
5 : : *
6 : : * Based on Brian Gladman's code.
7 : : *
8 : : * Linux developers:
9 : : * Alexander Kjeldaas <astor@fast.no>
10 : : * Herbert Valerio Riedel <hvr@hvrlab.org>
11 : : * Kyle McMartin <kyle@debian.org>
12 : : * Adam J. Richter <adam@yggdrasil.com> (conversion to 2.5 API).
13 : : *
14 : : * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
15 : : * it under the terms of the GNU General Public License as published by
16 : : * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
17 : : * (at your option) any later version.
18 : : *
19 : : * ---------------------------------------------------------------------------
20 : : * Copyright (c) 2002, Dr Brian Gladman <brg@gladman.me.uk>, Worcester, UK.
21 : : * All rights reserved.
22 : : *
23 : : * LICENSE TERMS
24 : : *
25 : : * The free distribution and use of this software in both source and binary
26 : : * form is allowed (with or without changes) provided that:
27 : : *
28 : : * 1. distributions of this source code include the above copyright
29 : : * notice, this list of conditions and the following disclaimer;
30 : : *
31 : : * 2. distributions in binary form include the above copyright
32 : : * notice, this list of conditions and the following disclaimer
33 : : * in the documentation and/or other associated materials;
34 : : *
35 : : * 3. the copyright holder's name is not used to endorse products
36 : : * built using this software without specific written permission.
37 : : *
38 : : * ALTERNATIVELY, provided that this notice is retained in full, this product
39 : : * may be distributed under the terms of the GNU General Public License (GPL),
40 : : * in which case the provisions of the GPL apply INSTEAD OF those given above.
41 : : *
42 : : * DISCLAIMER
43 : : *
44 : : * This software is provided 'as is' with no explicit or implied warranties
45 : : * in respect of its properties, including, but not limited to, correctness
46 : : * and/or fitness for purpose.
47 : : * ---------------------------------------------------------------------------
48 : : */
49 : :
50 : : #include <crypto/aes.h>
51 : : #include <linux/module.h>
52 : : #include <linux/init.h>
53 : : #include <linux/types.h>
54 : : #include <linux/errno.h>
55 : : #include <linux/crypto.h>
56 : : #include <asm/byteorder.h>
57 : :
58 : : static inline u8 byte(const u32 x, const unsigned n)
59 : : {
60 : 0 : return x >> (n << 3);
61 : : }
62 : :
63 : : static const u32 rco_tab[10] = { 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 27, 54 };
64 : :
65 : : __visible const u32 crypto_ft_tab[4][256] = {
66 : : {
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1129 : :
1130 : : #define imix_col(y, x) do { \
1131 : : u = star_x(x); \
1132 : : v = star_x(u); \
1133 : : w = star_x(v); \
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1139 : : } while (0)
1140 : :
1141 : : #define ls_box(x) \
1142 : : crypto_fl_tab[0][byte(x, 0)] ^ \
1143 : : crypto_fl_tab[1][byte(x, 1)] ^ \
1144 : : crypto_fl_tab[2][byte(x, 2)] ^ \
1145 : : crypto_fl_tab[3][byte(x, 3)]
1146 : :
1147 : : #define loop4(i) do { \
1148 : : t = ror32(t, 8); \
1149 : : t = ls_box(t) ^ rco_tab[i]; \
1150 : : t ^= ctx->key_enc[4 * i]; \
1151 : : ctx->key_enc[4 * i + 4] = t; \
1152 : : t ^= ctx->key_enc[4 * i + 1]; \
1153 : : ctx->key_enc[4 * i + 5] = t; \
1154 : : t ^= ctx->key_enc[4 * i + 2]; \
1155 : : ctx->key_enc[4 * i + 6] = t; \
1156 : : t ^= ctx->key_enc[4 * i + 3]; \
1157 : : ctx->key_enc[4 * i + 7] = t; \
1158 : : } while (0)
1159 : :
1160 : : #define loop6(i) do { \
1161 : : t = ror32(t, 8); \
1162 : : t = ls_box(t) ^ rco_tab[i]; \
1163 : : t ^= ctx->key_enc[6 * i]; \
1164 : : ctx->key_enc[6 * i + 6] = t; \
1165 : : t ^= ctx->key_enc[6 * i + 1]; \
1166 : : ctx->key_enc[6 * i + 7] = t; \
1167 : : t ^= ctx->key_enc[6 * i + 2]; \
1168 : : ctx->key_enc[6 * i + 8] = t; \
1169 : : t ^= ctx->key_enc[6 * i + 3]; \
1170 : : ctx->key_enc[6 * i + 9] = t; \
1171 : : t ^= ctx->key_enc[6 * i + 4]; \
1172 : : ctx->key_enc[6 * i + 10] = t; \
1173 : : t ^= ctx->key_enc[6 * i + 5]; \
1174 : : ctx->key_enc[6 * i + 11] = t; \
1175 : : } while (0)
1176 : :
1177 : : #define loop8tophalf(i) do { \
1178 : : t = ror32(t, 8); \
1179 : : t = ls_box(t) ^ rco_tab[i]; \
1180 : : t ^= ctx->key_enc[8 * i]; \
1181 : : ctx->key_enc[8 * i + 8] = t; \
1182 : : t ^= ctx->key_enc[8 * i + 1]; \
1183 : : ctx->key_enc[8 * i + 9] = t; \
1184 : : t ^= ctx->key_enc[8 * i + 2]; \
1185 : : ctx->key_enc[8 * i + 10] = t; \
1186 : : t ^= ctx->key_enc[8 * i + 3]; \
1187 : : ctx->key_enc[8 * i + 11] = t; \
1188 : : } while (0)
1189 : :
1190 : : #define loop8(i) do { \
1191 : : loop8tophalf(i); \
1192 : : t = ctx->key_enc[8 * i + 4] ^ ls_box(t); \
1193 : : ctx->key_enc[8 * i + 12] = t; \
1194 : : t ^= ctx->key_enc[8 * i + 5]; \
1195 : : ctx->key_enc[8 * i + 13] = t; \
1196 : : t ^= ctx->key_enc[8 * i + 6]; \
1197 : : ctx->key_enc[8 * i + 14] = t; \
1198 : : t ^= ctx->key_enc[8 * i + 7]; \
1199 : : ctx->key_enc[8 * i + 15] = t; \
1200 : : } while (0)
1201 : :
1202 : : /**
1203 : : * crypto_aes_expand_key - Expands the AES key as described in FIPS-197
1204 : : * @ctx: The location where the computed key will be stored.
1205 : : * @in_key: The supplied key.
1206 : : * @key_len: The length of the supplied key.
1207 : : *
1208 : : * Returns 0 on success. The function fails only if an invalid key size (or
1209 : : * pointer) is supplied.
1210 : : * The expanded key size is 240 bytes (max of 14 rounds with a unique 16 bytes
1211 : : * key schedule plus a 16 bytes key which is used before the first round).
1212 : : * The decryption key is prepared for the "Equivalent Inverse Cipher" as
1213 : : * described in FIPS-197. The first slot (16 bytes) of each key (enc or dec) is
1214 : : * for the initial combination, the second slot for the first round and so on.
1215 : : */
1216 : 0 : int crypto_aes_expand_key(struct crypto_aes_ctx *ctx, const u8 *in_key,
1217 : : unsigned int key_len)
1218 : : {
1219 : : const __le32 *key = (const __le32 *)in_key;
1220 : : u32 i, t, u, v, w, j;
1221 : :
1222 [ # # ][ # # ]: 0 : if (key_len != AES_KEYSIZE_128 && key_len != AES_KEYSIZE_192 &&
1223 : : key_len != AES_KEYSIZE_256)
1224 : : return -EINVAL;
1225 : :
1226 : 0 : ctx->key_length = key_len;
1227 : :
1228 : 0 : ctx->key_dec[key_len + 24] = ctx->key_enc[0] = le32_to_cpu(key[0]);
1229 : 0 : ctx->key_dec[key_len + 25] = ctx->key_enc[1] = le32_to_cpu(key[1]);
1230 : 0 : ctx->key_dec[key_len + 26] = ctx->key_enc[2] = le32_to_cpu(key[2]);
1231 : 0 : ctx->key_dec[key_len + 27] = ctx->key_enc[3] = le32_to_cpu(key[3]);
1232 : :
1233 [ # # # # ]: 0 : switch (key_len) {
1234 : : case AES_KEYSIZE_128:
1235 : : t = ctx->key_enc[3];
1236 [ # # ]: 0 : for (i = 0; i < 10; ++i)
1237 : 0 : loop4(i);
1238 : : break;
1239 : :
1240 : : case AES_KEYSIZE_192:
1241 : 0 : ctx->key_enc[4] = le32_to_cpu(key[4]);
1242 : 0 : t = ctx->key_enc[5] = le32_to_cpu(key[5]);
1243 [ # # ]: 0 : for (i = 0; i < 8; ++i)
1244 : 0 : loop6(i);
1245 : : break;
1246 : :
1247 : : case AES_KEYSIZE_256:
1248 : 0 : ctx->key_enc[4] = le32_to_cpu(key[4]);
1249 : 0 : ctx->key_enc[5] = le32_to_cpu(key[5]);
1250 : 0 : ctx->key_enc[6] = le32_to_cpu(key[6]);
1251 : 0 : t = ctx->key_enc[7] = le32_to_cpu(key[7]);
1252 [ # # ]: 0 : for (i = 0; i < 6; ++i)
1253 : 0 : loop8(i);
1254 : 0 : loop8tophalf(i);
1255 : 0 : break;
1256 : : }
1257 : :
1258 : 0 : ctx->key_dec[0] = ctx->key_enc[key_len + 24];
1259 : 0 : ctx->key_dec[1] = ctx->key_enc[key_len + 25];
1260 : 0 : ctx->key_dec[2] = ctx->key_enc[key_len + 26];
1261 : 0 : ctx->key_dec[3] = ctx->key_enc[key_len + 27];
1262 : :
1263 [ # # ]: 0 : for (i = 4; i < key_len + 24; ++i) {
1264 : 0 : j = key_len + 24 - (i & ~3) + (i & 3);
1265 : 0 : imix_col(ctx->key_dec[j], ctx->key_enc[i]);
1266 : : }
1267 : : return 0;
1268 : : }
1269 : : EXPORT_SYMBOL_GPL(crypto_aes_expand_key);
1270 : :
1271 : : /**
1272 : : * crypto_aes_set_key - Set the AES key.
1273 : : * @tfm: The %crypto_tfm that is used in the context.
1274 : : * @in_key: The input key.
1275 : : * @key_len: The size of the key.
1276 : : *
1277 : : * Returns 0 on success, on failure the %CRYPTO_TFM_RES_BAD_KEY_LEN flag in tfm
1278 : : * is set. The function uses crypto_aes_expand_key() to expand the key.
1279 : : * &crypto_aes_ctx _must_ be the private data embedded in @tfm which is
1280 : : * retrieved with crypto_tfm_ctx().
1281 : : */
1282 : 0 : int crypto_aes_set_key(struct crypto_tfm *tfm, const u8 *in_key,
1283 : : unsigned int key_len)
1284 : : {
1285 : 0 : struct crypto_aes_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
1286 : : u32 *flags = &tfm->crt_flags;
1287 : : int ret;
1288 : :
1289 : 0 : ret = crypto_aes_expand_key(ctx, in_key, key_len);
1290 [ # # ]: 0 : if (!ret)
1291 : : return 0;
1292 : :
1293 : 0 : *flags |= CRYPTO_TFM_RES_BAD_KEY_LEN;
1294 : 0 : return -EINVAL;
1295 : : }
1296 : : EXPORT_SYMBOL_GPL(crypto_aes_set_key);
1297 : :
1298 : : /* encrypt a block of text */
1299 : :
1300 : : #define f_rn(bo, bi, n, k) do { \
1301 : : bo[n] = crypto_ft_tab[0][byte(bi[n], 0)] ^ \
1302 : : crypto_ft_tab[1][byte(bi[(n + 1) & 3], 1)] ^ \
1303 : : crypto_ft_tab[2][byte(bi[(n + 2) & 3], 2)] ^ \
1304 : : crypto_ft_tab[3][byte(bi[(n + 3) & 3], 3)] ^ *(k + n); \
1305 : : } while (0)
1306 : :
1307 : : #define f_nround(bo, bi, k) do {\
1308 : : f_rn(bo, bi, 0, k); \
1309 : : f_rn(bo, bi, 1, k); \
1310 : : f_rn(bo, bi, 2, k); \
1311 : : f_rn(bo, bi, 3, k); \
1312 : : k += 4; \
1313 : : } while (0)
1314 : :
1315 : : #define f_rl(bo, bi, n, k) do { \
1316 : : bo[n] = crypto_fl_tab[0][byte(bi[n], 0)] ^ \
1317 : : crypto_fl_tab[1][byte(bi[(n + 1) & 3], 1)] ^ \
1318 : : crypto_fl_tab[2][byte(bi[(n + 2) & 3], 2)] ^ \
1319 : : crypto_fl_tab[3][byte(bi[(n + 3) & 3], 3)] ^ *(k + n); \
1320 : : } while (0)
1321 : :
1322 : : #define f_lround(bo, bi, k) do {\
1323 : : f_rl(bo, bi, 0, k); \
1324 : : f_rl(bo, bi, 1, k); \
1325 : : f_rl(bo, bi, 2, k); \
1326 : : f_rl(bo, bi, 3, k); \
1327 : : } while (0)
1328 : :
1329 : 0 : static void aes_encrypt(struct crypto_tfm *tfm, u8 *out, const u8 *in)
1330 : : {
1331 : : const struct crypto_aes_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
1332 : : const __le32 *src = (const __le32 *)in;
1333 : : __le32 *dst = (__le32 *)out;
1334 : : u32 b0[4], b1[4];
1335 : 0 : const u32 *kp = ctx->key_enc + 4;
1336 : 0 : const int key_len = ctx->key_length;
1337 : :
1338 : 0 : b0[0] = le32_to_cpu(src[0]) ^ ctx->key_enc[0];
1339 : 0 : b0[1] = le32_to_cpu(src[1]) ^ ctx->key_enc[1];
1340 : 0 : b0[2] = le32_to_cpu(src[2]) ^ ctx->key_enc[2];
1341 : 0 : b0[3] = le32_to_cpu(src[3]) ^ ctx->key_enc[3];
1342 : :
1343 [ # # ]: 0 : if (key_len > 24) {
1344 : 0 : f_nround(b1, b0, kp);
1345 : 0 : f_nround(b0, b1, kp);
1346 : : }
1347 : :
1348 [ # # ]: 0 : if (key_len > 16) {
1349 : 0 : f_nround(b1, b0, kp);
1350 : 0 : f_nround(b0, b1, kp);
1351 : : }
1352 : :
1353 : 0 : f_nround(b1, b0, kp);
1354 : 0 : f_nround(b0, b1, kp);
1355 : 0 : f_nround(b1, b0, kp);
1356 : 0 : f_nround(b0, b1, kp);
1357 : 0 : f_nround(b1, b0, kp);
1358 : 0 : f_nround(b0, b1, kp);
1359 : 0 : f_nround(b1, b0, kp);
1360 : 0 : f_nround(b0, b1, kp);
1361 : 0 : f_nround(b1, b0, kp);
1362 : 0 : f_lround(b0, b1, kp);
1363 : :
1364 : 0 : dst[0] = cpu_to_le32(b0[0]);
1365 : 0 : dst[1] = cpu_to_le32(b0[1]);
1366 : 0 : dst[2] = cpu_to_le32(b0[2]);
1367 : 0 : dst[3] = cpu_to_le32(b0[3]);
1368 : 0 : }
1369 : :
1370 : : /* decrypt a block of text */
1371 : :
1372 : : #define i_rn(bo, bi, n, k) do { \
1373 : : bo[n] = crypto_it_tab[0][byte(bi[n], 0)] ^ \
1374 : : crypto_it_tab[1][byte(bi[(n + 3) & 3], 1)] ^ \
1375 : : crypto_it_tab[2][byte(bi[(n + 2) & 3], 2)] ^ \
1376 : : crypto_it_tab[3][byte(bi[(n + 1) & 3], 3)] ^ *(k + n); \
1377 : : } while (0)
1378 : :
1379 : : #define i_nround(bo, bi, k) do {\
1380 : : i_rn(bo, bi, 0, k); \
1381 : : i_rn(bo, bi, 1, k); \
1382 : : i_rn(bo, bi, 2, k); \
1383 : : i_rn(bo, bi, 3, k); \
1384 : : k += 4; \
1385 : : } while (0)
1386 : :
1387 : : #define i_rl(bo, bi, n, k) do { \
1388 : : bo[n] = crypto_il_tab[0][byte(bi[n], 0)] ^ \
1389 : : crypto_il_tab[1][byte(bi[(n + 3) & 3], 1)] ^ \
1390 : : crypto_il_tab[2][byte(bi[(n + 2) & 3], 2)] ^ \
1391 : : crypto_il_tab[3][byte(bi[(n + 1) & 3], 3)] ^ *(k + n); \
1392 : : } while (0)
1393 : :
1394 : : #define i_lround(bo, bi, k) do {\
1395 : : i_rl(bo, bi, 0, k); \
1396 : : i_rl(bo, bi, 1, k); \
1397 : : i_rl(bo, bi, 2, k); \
1398 : : i_rl(bo, bi, 3, k); \
1399 : : } while (0)
1400 : :
1401 : 0 : static void aes_decrypt(struct crypto_tfm *tfm, u8 *out, const u8 *in)
1402 : : {
1403 : : const struct crypto_aes_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
1404 : : const __le32 *src = (const __le32 *)in;
1405 : : __le32 *dst = (__le32 *)out;
1406 : : u32 b0[4], b1[4];
1407 : 0 : const int key_len = ctx->key_length;
1408 : 0 : const u32 *kp = ctx->key_dec + 4;
1409 : :
1410 : 0 : b0[0] = le32_to_cpu(src[0]) ^ ctx->key_dec[0];
1411 : 0 : b0[1] = le32_to_cpu(src[1]) ^ ctx->key_dec[1];
1412 : 0 : b0[2] = le32_to_cpu(src[2]) ^ ctx->key_dec[2];
1413 : 0 : b0[3] = le32_to_cpu(src[3]) ^ ctx->key_dec[3];
1414 : :
1415 [ # # ]: 0 : if (key_len > 24) {
1416 : 0 : i_nround(b1, b0, kp);
1417 : 0 : i_nround(b0, b1, kp);
1418 : : }
1419 : :
1420 [ # # ]: 0 : if (key_len > 16) {
1421 : 0 : i_nround(b1, b0, kp);
1422 : 0 : i_nround(b0, b1, kp);
1423 : : }
1424 : :
1425 : 0 : i_nround(b1, b0, kp);
1426 : 0 : i_nround(b0, b1, kp);
1427 : 0 : i_nround(b1, b0, kp);
1428 : 0 : i_nround(b0, b1, kp);
1429 : 0 : i_nround(b1, b0, kp);
1430 : 0 : i_nround(b0, b1, kp);
1431 : 0 : i_nround(b1, b0, kp);
1432 : 0 : i_nround(b0, b1, kp);
1433 : 0 : i_nround(b1, b0, kp);
1434 : 0 : i_lround(b0, b1, kp);
1435 : :
1436 : 0 : dst[0] = cpu_to_le32(b0[0]);
1437 : 0 : dst[1] = cpu_to_le32(b0[1]);
1438 : 0 : dst[2] = cpu_to_le32(b0[2]);
1439 : 0 : dst[3] = cpu_to_le32(b0[3]);
1440 : 0 : }
1441 : :
1442 : : static struct crypto_alg aes_alg = {
1443 : : .cra_name = "aes",
1444 : : .cra_driver_name = "aes-generic",
1445 : : .cra_priority = 100,
1446 : : .cra_flags = CRYPTO_ALG_TYPE_CIPHER,
1447 : : .cra_blocksize = AES_BLOCK_SIZE,
1448 : : .cra_ctxsize = sizeof(struct crypto_aes_ctx),
1449 : : .cra_alignmask = 3,
1450 : : .cra_module = THIS_MODULE,
1451 : : .cra_u = {
1452 : : .cipher = {
1453 : : .cia_min_keysize = AES_MIN_KEY_SIZE,
1454 : : .cia_max_keysize = AES_MAX_KEY_SIZE,
1455 : : .cia_setkey = crypto_aes_set_key,
1456 : : .cia_encrypt = aes_encrypt,
1457 : : .cia_decrypt = aes_decrypt
1458 : : }
1459 : : }
1460 : : };
1461 : :
1462 : 0 : static int __init aes_init(void)
1463 : : {
1464 : 0 : return crypto_register_alg(&aes_alg);
1465 : : }
1466 : :
1467 : 0 : static void __exit aes_fini(void)
1468 : : {
1469 : 0 : crypto_unregister_alg(&aes_alg);
1470 : 0 : }
1471 : :
1472 : : module_init(aes_init);
1473 : : module_exit(aes_fini);
1474 : :
1475 : : MODULE_DESCRIPTION("Rijndael (AES) Cipher Algorithm");
1476 : : MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
1477 : : MODULE_ALIAS("aes");
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