Implement AES using TBoxes
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commit
eada851807
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@ -1,5 +1,7 @@
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#include <chrono>
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#include <chrono>
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#include <cstdint>
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#include <cstdio>
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#include <cstdio>
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#include <cstring>
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#include <iostream>
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#include <iostream>
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#include <stdint.h>
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#include <stdint.h>
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#include <stdlib.h>
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#include <stdlib.h>
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@ -14,7 +16,7 @@ http://csrc.nist.gov/publications/fips/fips197/fips-197.pdf
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*/
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*/
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#define WORD(byte0, byte1, byte2, byte3) ((((((uint16_t)(byte3 << 8) | byte2) << 8) | byte1) << 8) | byte0)
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#define WORD(byte0, byte1, byte2, byte3) ((((((uint16_t)(byte3 << 8) | byte2) << 8) | byte1) << 8) | byte0)
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#define WBYTE(value, position) ((value >> (position * 8)) & 0xFF)
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#define WBYTE(value, position) (((uint32_t)value >> (position * 8)) & 0xFF)
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/* AES Constants */
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/* AES Constants */
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// AES polynomial
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// AES polynomial
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@ -40,6 +42,12 @@ const uint8_t SBOX[256] = {
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0x8c, 0xa1, 0x89, 0x0d, 0xbf, 0xe6, 0x42, 0x68, 0x41, 0x99, 0x2d, 0x0f, 0xb0, 0x54, 0xbb, 0x16
|
0x8c, 0xa1, 0x89, 0x0d, 0xbf, 0xe6, 0x42, 0x68, 0x41, 0x99, 0x2d, 0x0f, 0xb0, 0x54, 0xbb, 0x16
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};
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};
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// T-boxes
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uint32_t T0[256];
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uint32_t T1[256];
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uint32_t T2[256];
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uint32_t T3[256];
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const uint8_t rCon[12] = {
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const uint8_t rCon[12] = {
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0x8d, 0x01, 0x02, 0x04, 0x08, 0x10, 0x20, 0x40, 0x80, 0x1b, 0x36,
|
0x8d, 0x01, 0x02, 0x04, 0x08, 0x10, 0x20, 0x40, 0x80, 0x1b, 0x36,
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};
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};
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@ -93,26 +101,6 @@ uint8_t xtime(uint8_t a) {
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return ((a << 1) ^ mask) & 0xFF;
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return ((a << 1) ^ mask) & 0xFF;
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}
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}
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// not mandatory - mix a single column
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uint32_t mixColumn(uint32_t c) {
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uint32_t result = c;
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uint8_t *source = (uint8_t*)(&c);
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uint8_t *target = (uint8_t*)(&result);
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uint8_t base = *source ^ *(source + 1) ^ *(source + 2) ^ *(source + 3);
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*target ^= base ^ xtime(*source ^ *(source + 1));
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*(target + 1) ^= base ^ xtime(*(source + 1) ^ *(source + 2));
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*(target + 2) ^= base ^ xtime(*(source + 2) ^ *(source + 3));
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*(target + 3) ^= base ^ xtime(*(source + 3) ^ *source);
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return result;
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}
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void mixColumns(t_state s) {
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for (uint8_t i = 0; i < 4; i++) {
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s[i] = mixColumn(s[i]);
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}
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}
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/*
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/*
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* Key expansion from 128bits (4*32b)
|
* Key expansion from 128bits (4*32b)
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* to 11 round keys (11*4*32b)
|
* to 11 round keys (11*4*32b)
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@ -159,21 +147,27 @@ void aes(uint8_t *in, uint8_t *out, uint8_t *skey)
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uint32_t expKey[11 * 4];
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uint32_t expKey[11 * 4];
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expandKey(skey, expKey);
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expandKey(skey, expKey);
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||||||
addRoundKey(state, expKey, 0);
|
addRoundKey(state, expKey, 0);
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for (int i = 1; i <= 10; i++) {
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for (int i = 1; i < 10; i++) {
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subBytes(state);
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t_state tmp;
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shiftRows(state);
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for (int j = 0; j < 4; j++) {
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tmp[j] =
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if (i < 10) {
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T0[WBYTE(state[j], 0)] ^
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mixColumns(state);
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T1[WBYTE(state[(j + 1) % 4], 1)] ^
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||||||
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T2[WBYTE(state[(j + 2) % 4], 2)] ^
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|
T3[WBYTE(state[(j + 3) % 4], 3)];
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}
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}
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memcpy(state, tmp, sizeof(t_state));
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addRoundKey(state, expKey, 4 * i);
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addRoundKey(state, expKey, 4 * i);
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}
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}
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subBytes(state);
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shiftRows(state);
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addRoundKey(state, expKey, 40);
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for (int i = 0; i < 16; i++) {
|
for (int i = 0; i < 16; i++) {
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if (i < 4) out[i] = WBYTE(state[0], i % 4);
|
if (i < 4) out[i] = WBYTE(state[0], i % 4);
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||||||
else if (i < 8) out[i] = WBYTE(state[1], i % 4);
|
else if (i < 8) out[i] = WBYTE(state[1], i % 4);
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||||||
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@ -198,6 +192,16 @@ int main(int argc, char* argv[])
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cycles = std::atoi(argv[1]);
|
cycles = std::atoi(argv[1]);
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}
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}
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for (int i = 0; i <= 0xFF; i++) {
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uint8_t a1 = SBOX[i];
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uint8_t a2 = xtime(a1);
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uint8_t a3 = a2 ^ a1;
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T0[i] = WORD(a2, a1, a1, a3);
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|
T1[i] = WORD(a3, a2, a1, a1);
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||||||
|
T2[i] = WORD(a1, a3, a2, a1);
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|
T3[i] = WORD(a1, a1, a3, a2);
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|
}
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const auto start{std::chrono::steady_clock::now()};
|
const auto start{std::chrono::steady_clock::now()};
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||||||
{
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{
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for (int i = 0; i < cycles; i++) {
|
for (int i = 0; i < cycles; i++) {
|
||||||
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