[CRYPTO] xcbc: New algorithm
[linux-2.6.git] / crypto / xcbc.c
1 /*
2  * Copyright (C)2006 USAGI/WIDE Project
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
17  *
18  * Author:
19  *      Kazunori Miyazawa <miyazawa@linux-ipv6.org>
20  */
21
22 #include <linux/crypto.h>
23 #include <linux/err.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/mm.h>
26 #include <linux/rtnetlink.h>
27 #include <linux/slab.h>
28 #include <linux/scatterlist.h>
29 #include "internal.h"
30
31 u_int32_t ks[12] = {0x01010101, 0x01010101, 0x01010101, 0x01010101,
32                     0x02020202, 0x02020202, 0x02020202, 0x02020202,
33                     0x03030303, 0x03030303, 0x03030303, 0x03030303};
34 /*
35  * +------------------------
36  * | <parent tfm>
37  * +------------------------
38  * | crypto_xcbc_ctx
39  * +------------------------
40  * | odds (block size)
41  * +------------------------
42  * | prev (block size)
43  * +------------------------
44  * | key (block size)
45  * +------------------------
46  * | consts (block size * 3)
47  * +------------------------
48  */
49 struct crypto_xcbc_ctx {
50         struct crypto_tfm *child;
51         u8 *odds;
52         u8 *prev;
53         u8 *key;
54         u8 *consts;
55         void (*xor)(u8 *a, const u8 *b, unsigned int bs);
56         unsigned int keylen;
57         unsigned int len;
58 };
59
60 static void xor_128(u8 *a, const u8 *b, unsigned int bs)
61 {
62         ((u32 *)a)[0] ^= ((u32 *)b)[0];
63         ((u32 *)a)[1] ^= ((u32 *)b)[1];
64         ((u32 *)a)[2] ^= ((u32 *)b)[2];
65         ((u32 *)a)[3] ^= ((u32 *)b)[3];
66 }
67
68 static int _crypto_xcbc_digest_setkey(struct crypto_hash *parent,
69                                       struct crypto_xcbc_ctx *ctx)
70 {
71         int bs = crypto_hash_blocksize(parent);
72         int err = 0;
73         u8 key1[bs];
74
75         if ((err = crypto_cipher_setkey(ctx->child, ctx->key, ctx->keylen)))
76             return err;
77
78         ctx->child->__crt_alg->cra_cipher.cia_encrypt(ctx->child, key1,
79                         ctx->consts);
80
81         return crypto_cipher_setkey(ctx->child, key1, bs);
82 }
83
84 static int crypto_xcbc_digest_setkey(struct crypto_hash *parent,
85                                      const u8 *inkey, unsigned int keylen)
86 {
87         struct crypto_xcbc_ctx *ctx = crypto_hash_ctx_aligned(parent);
88
89         if (keylen != crypto_tfm_alg_blocksize(ctx->child))
90                 return -EINVAL;
91
92         ctx->keylen = keylen;
93         memcpy(ctx->key, inkey, keylen);
94         ctx->consts = (u8*)ks;
95
96         return _crypto_xcbc_digest_setkey(parent, ctx);
97 }
98
99 int crypto_xcbc_digest_init(struct hash_desc *pdesc)
100 {
101         struct crypto_xcbc_ctx *ctx = crypto_hash_ctx_aligned(pdesc->tfm);
102         int bs = crypto_hash_blocksize(pdesc->tfm);
103
104         ctx->len = 0;
105         memset(ctx->odds, 0, bs);
106         memset(ctx->prev, 0, bs);
107
108         return 0;
109 }
110
111 int crypto_xcbc_digest_update(struct hash_desc *pdesc, struct scatterlist *sg, unsigned int nbytes)
112 {
113         struct crypto_hash *parent = pdesc->tfm;
114         struct crypto_xcbc_ctx *ctx = crypto_hash_ctx_aligned(parent);
115         struct crypto_tfm *tfm = ctx->child;
116         int bs = crypto_hash_blocksize(parent);
117         unsigned int i = 0;
118
119         do {
120
121                 struct page *pg = sg[i].page;
122                 unsigned int offset = sg[i].offset;
123                 unsigned int slen = sg[i].length;
124
125                 while (slen > 0) {
126                         unsigned int len = min(slen, ((unsigned int)(PAGE_SIZE)) - offset);
127                         char *p = crypto_kmap(pg, 0) + offset;
128
129                         /* checking the data can fill the block */
130                         if ((ctx->len + len) <= bs) {
131                                 memcpy(ctx->odds + ctx->len, p, len);
132                                 ctx->len += len;
133                                 slen -= len;
134
135                                 /* checking the rest of the page */
136                                 if (len + offset >= PAGE_SIZE) {
137                                         offset = 0;
138                                         pg++;
139                                 } else
140                                         offset += len;
141
142                                 crypto_kunmap(p, 0);
143                                 crypto_yield(tfm->crt_flags);
144                                 continue;
145                         }
146
147                         /* filling odds with new data and encrypting it */
148                         memcpy(ctx->odds + ctx->len, p, bs - ctx->len);
149                         len -= bs - ctx->len;
150                         p += bs - ctx->len;
151
152                         ctx->xor(ctx->prev, ctx->odds, bs);
153                         tfm->__crt_alg->cra_cipher.cia_encrypt(tfm, ctx->prev, ctx->prev);
154
155                         /* clearing the length */
156                         ctx->len = 0;
157
158                         /* encrypting the rest of data */
159                         while (len > bs) {
160                                 ctx->xor(ctx->prev, p, bs);
161                                 tfm->__crt_alg->cra_cipher.cia_encrypt(tfm, ctx->prev, ctx->prev);
162                                 p += bs;
163                                 len -= bs;
164                         }
165
166                         /* keeping the surplus of blocksize */
167                         if (len) {
168                                 memcpy(ctx->odds, p, len);
169                                 ctx->len = len;
170                         }
171                         crypto_kunmap(p, 0);
172                         crypto_yield(tfm->crt_flags);
173                         slen -= min(slen, ((unsigned int)(PAGE_SIZE)) - offset);
174                         offset = 0;
175                         pg++;
176                 }
177                 nbytes-=sg[i].length;
178                 i++;
179         } while (nbytes>0);
180
181         return 0;
182 }
183
184 int crypto_xcbc_digest_final(struct hash_desc *pdesc, u8 *out)
185 {
186         struct crypto_hash *parent = pdesc->tfm;
187         struct crypto_xcbc_ctx *ctx = crypto_hash_ctx_aligned(parent);
188         struct crypto_tfm *tfm = ctx->child;
189         int bs = crypto_hash_blocksize(parent);
190         int err = 0;
191
192         if (ctx->len == bs) {
193                 u8 key2[bs];
194
195                 if ((err = crypto_cipher_setkey(tfm, ctx->key, ctx->keylen)) != 0)
196                         return err;
197
198                 tfm->__crt_alg->cra_cipher.cia_encrypt(tfm, key2, (const u8*)(ctx->consts+bs));
199
200                 ctx->xor(ctx->prev, ctx->odds, bs);
201                 ctx->xor(ctx->prev, key2, bs);
202                 _crypto_xcbc_digest_setkey(parent, ctx);
203
204                 tfm->__crt_alg->cra_cipher.cia_encrypt(tfm, out, ctx->prev);
205         } else {
206                 u8 key3[bs];
207                 unsigned int rlen;
208                 u8 *p = ctx->odds + ctx->len;
209                 *p = 0x80;
210                 p++;
211
212                 rlen = bs - ctx->len -1;
213                 if (rlen)
214                         memset(p, 0, rlen);
215
216                 if ((err = crypto_cipher_setkey(tfm, ctx->key, ctx->keylen)) != 0)
217                         return err;
218
219                 tfm->__crt_alg->cra_cipher.cia_encrypt(tfm, key3, (const u8*)(ctx->consts+bs*2));
220
221                 ctx->xor(ctx->prev, ctx->odds, bs);
222                 ctx->xor(ctx->prev, key3, bs);
223
224                 _crypto_xcbc_digest_setkey(parent, ctx);
225
226                 tfm->__crt_alg->cra_cipher.cia_encrypt(tfm, out, ctx->prev);
227         }
228
229         return 0;
230 }
231
232 static int crypto_xcbc_digest(struct hash_desc *pdesc,
233                   struct scatterlist *sg, unsigned int nbytes, u8 *out)
234 {
235         crypto_xcbc_digest_init(pdesc);
236         crypto_xcbc_digest_update(pdesc, sg, nbytes);
237         return crypto_xcbc_digest_final(pdesc, out);
238 }
239
240 static int xcbc_init_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
241 {
242         struct crypto_instance *inst = (void *)tfm->__crt_alg;
243         struct crypto_spawn *spawn = crypto_instance_ctx(inst);
244         struct crypto_xcbc_ctx *ctx = crypto_hash_ctx_aligned(__crypto_hash_cast(tfm));
245         int bs = crypto_hash_blocksize(__crypto_hash_cast(tfm));
246
247         tfm = crypto_spawn_tfm(spawn);
248         if (IS_ERR(tfm))
249                 return PTR_ERR(tfm);
250
251         switch(bs) {
252         case 16:
253                 ctx->xor = xor_128;
254                 break;
255         default:
256                 return -EINVAL;
257         }
258
259         ctx->child = crypto_cipher_cast(tfm);
260         ctx->odds = (u8*)(ctx+1);
261         ctx->prev = ctx->odds + bs;
262         ctx->key = ctx->prev + bs;
263
264         return 0;
265 };
266
267 static void xcbc_exit_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
268 {
269         struct crypto_xcbc_ctx *ctx = crypto_hash_ctx_aligned(__crypto_hash_cast(tfm));
270         crypto_free_cipher(ctx->child);
271 }
272
273 static struct crypto_instance *xcbc_alloc(void *param, unsigned int len)
274 {
275         struct crypto_instance *inst;
276         struct crypto_alg *alg;
277         alg = crypto_get_attr_alg(param, len, CRYPTO_ALG_TYPE_CIPHER,
278                                   CRYPTO_ALG_TYPE_HASH_MASK | CRYPTO_ALG_ASYNC);
279         if (IS_ERR(alg))
280                 return ERR_PTR(PTR_ERR(alg));
281
282         switch(alg->cra_blocksize) {
283         case 16:
284                 break;
285         default:
286                 return ERR_PTR(PTR_ERR(alg));
287         }
288
289         inst = crypto_alloc_instance("xcbc", alg);
290         if (IS_ERR(inst))
291                 goto out_put_alg;
292
293         inst->alg.cra_flags = CRYPTO_ALG_TYPE_HASH;
294         inst->alg.cra_priority = alg->cra_priority;
295         inst->alg.cra_blocksize = alg->cra_blocksize;
296         inst->alg.cra_alignmask = alg->cra_alignmask;
297         inst->alg.cra_type = &crypto_hash_type;
298
299         inst->alg.cra_hash.digestsize =
300                 (alg->cra_flags & CRYPTO_ALG_TYPE_MASK) ==
301                 CRYPTO_ALG_TYPE_HASH ? alg->cra_hash.digestsize :
302                                        alg->cra_blocksize;
303         inst->alg.cra_ctxsize = sizeof(struct crypto_xcbc_ctx) +
304                                 ALIGN(inst->alg.cra_blocksize * 3, sizeof(void *));
305         inst->alg.cra_init = xcbc_init_tfm;
306         inst->alg.cra_exit = xcbc_exit_tfm;
307
308         inst->alg.cra_hash.init = crypto_xcbc_digest_init;
309         inst->alg.cra_hash.update = crypto_xcbc_digest_update;
310         inst->alg.cra_hash.final = crypto_xcbc_digest_final;
311         inst->alg.cra_hash.digest = crypto_xcbc_digest;
312         inst->alg.cra_hash.setkey = crypto_xcbc_digest_setkey;
313
314 out_put_alg:
315         crypto_mod_put(alg);
316         return inst;
317 }
318
319 static void xcbc_free(struct crypto_instance *inst)
320 {
321         crypto_drop_spawn(crypto_instance_ctx(inst));
322         kfree(inst);
323 }
324
325 static struct crypto_template crypto_xcbc_tmpl = {
326         .name = "xcbc",
327         .alloc = xcbc_alloc,
328         .free = xcbc_free,
329         .module = THIS_MODULE,
330 };
331
332 static int __init crypto_xcbc_module_init(void)
333 {
334         return crypto_register_template(&crypto_xcbc_tmpl);
335 }
336
337 static void __exit crypto_xcbc_module_exit(void)
338 {
339         crypto_unregister_template(&crypto_xcbc_tmpl);
340 }
341
342 module_init(crypto_xcbc_module_init);
343 module_exit(crypto_xcbc_module_exit);
344
345 MODULE_LICENSE("GPL");
346 MODULE_DESCRIPTION("XCBC keyed hash algorithm");