git.oblomov.eu Git - linux-2.6/blob - crypto/des.c

   1 /*
   2  * Cryptographic API.
   3  *
   4  * DES & Triple DES EDE Cipher Algorithms.
   5  *
   6  * Copyright (c) 2005 Dag Arne Osvik <da@osvik.no>
   7  *
   8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   9  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  10  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  11  * (at your option) any later version.
  12  *
  13  */
  14
  15 #include <asm/byteorder.h>
  16 #include <linux/bitops.h>
  17 #include <linux/init.h>
  18 #include <linux/module.h>
  19 #include <linux/errno.h>
  20 #include <linux/crypto.h>
  21 #include <linux/types.h>
  22
  23 #define DES_KEY_SIZE            8
  24 #define DES_EXPKEY_WORDS        32
  25 #define DES_BLOCK_SIZE          8
  26
  27 #define DES3_EDE_KEY_SIZE       (3 * DES_KEY_SIZE)
  28 #define DES3_EDE_EXPKEY_WORDS   (3 * DES_EXPKEY_WORDS)
  29 #define DES3_EDE_BLOCK_SIZE     DES_BLOCK_SIZE
  30
  31 #define ROL(x, r) ((x) = rol32((x), (r)))
  32 #define ROR(x, r) ((x) = ror32((x), (r)))
  33
  34 struct des_ctx {
  35         u32 expkey[DES_EXPKEY_WORDS];
  36 };
  37
  38 struct des3_ede_ctx {
  39         u32 expkey[DES3_EDE_EXPKEY_WORDS];
  40 };
  41
  42 /* Lookup tables for key expansion */
  43
  44 static const u8 pc1[256] = {
  45         0x00, 0x00, 0x40, 0x04, 0x10, 0x10, 0x50, 0x14,
  46         0x04, 0x40, 0x44, 0x44, 0x14, 0x50, 0x54, 0x54,
  47         0x02, 0x02, 0x42, 0x06, 0x12, 0x12, 0x52, 0x16,
  48         0x06, 0x42, 0x46, 0x46, 0x16, 0x52, 0x56, 0x56,
  49         0x80, 0x08, 0xc0, 0x0c, 0x90, 0x18, 0xd0, 0x1c,
  50         0x84, 0x48, 0xc4, 0x4c, 0x94, 0x58, 0xd4, 0x5c,
  51         0x82, 0x0a, 0xc2, 0x0e, 0x92, 0x1a, 0xd2, 0x1e,
  52         0x86, 0x4a, 0xc6, 0x4e, 0x96, 0x5a, 0xd6, 0x5e,
  53         0x20, 0x20, 0x60, 0x24, 0x30, 0x30, 0x70, 0x34,
  54         0x24, 0x60, 0x64, 0x64, 0x34, 0x70, 0x74, 0x74,
  55         0x22, 0x22, 0x62, 0x26, 0x32, 0x32, 0x72, 0x36,
  56         0x26, 0x62, 0x66, 0x66, 0x36, 0x72, 0x76, 0x76,
  57         0xa0, 0x28, 0xe0, 0x2c, 0xb0, 0x38, 0xf0, 0x3c,
  58         0xa4, 0x68, 0xe4, 0x6c, 0xb4, 0x78, 0xf4, 0x7c,
  59         0xa2, 0x2a, 0xe2, 0x2e, 0xb2, 0x3a, 0xf2, 0x3e,
  60         0xa6, 0x6a, 0xe6, 0x6e, 0xb6, 0x7a, 0xf6, 0x7e,
  61         0x08, 0x80, 0x48, 0x84, 0x18, 0x90, 0x58, 0x94,
  62         0x0c, 0xc0, 0x4c, 0xc4, 0x1c, 0xd0, 0x5c, 0xd4,
  63         0x0a, 0x82, 0x4a, 0x86, 0x1a, 0x92, 0x5a, 0x96,
  64         0x0e, 0xc2, 0x4e, 0xc6, 0x1e, 0xd2, 0x5e, 0xd6,
  65         0x88, 0x88, 0xc8, 0x8c, 0x98, 0x98, 0xd8, 0x9c,
  66         0x8c, 0xc8, 0xcc, 0xcc, 0x9c, 0xd8, 0xdc, 0xdc,
  67         0x8a, 0x8a, 0xca, 0x8e, 0x9a, 0x9a, 0xda, 0x9e,
  68         0x8e, 0xca, 0xce, 0xce, 0x9e, 0xda, 0xde, 0xde,
  69         0x28, 0xa0, 0x68, 0xa4, 0x38, 0xb0, 0x78, 0xb4,
  70         0x2c, 0xe0, 0x6c, 0xe4, 0x3c, 0xf0, 0x7c, 0xf4,
  71         0x2a, 0xa2, 0x6a, 0xa6, 0x3a, 0xb2, 0x7a, 0xb6,
  72         0x2e, 0xe2, 0x6e, 0xe6, 0x3e, 0xf2, 0x7e, 0xf6,
  73         0xa8, 0xa8, 0xe8, 0xac, 0xb8, 0xb8, 0xf8, 0xbc,
  74         0xac, 0xe8, 0xec, 0xec, 0xbc, 0xf8, 0xfc, 0xfc,
  75         0xaa, 0xaa, 0xea, 0xae, 0xba, 0xba, 0xfa, 0xbe,
  76         0xae, 0xea, 0xee, 0xee, 0xbe, 0xfa, 0xfe, 0xfe
  77 };
  78
  79 static const u8 rs[256] = {
  80         0x00, 0x00, 0x80, 0x80, 0x02, 0x02, 0x82, 0x82,
  81         0x04, 0x04, 0x84, 0x84, 0x06, 0x06, 0x86, 0x86,
  82         0x08, 0x08, 0x88, 0x88, 0x0a, 0x0a, 0x8a, 0x8a,
  83         0x0c, 0x0c, 0x8c, 0x8c, 0x0e, 0x0e, 0x8e, 0x8e,
  84         0x10, 0x10, 0x90, 0x90, 0x12, 0x12, 0x92, 0x92,
  85         0x14, 0x14, 0x94, 0x94, 0x16, 0x16, 0x96, 0x96,
  86         0x18, 0x18, 0x98, 0x98, 0x1a, 0x1a, 0x9a, 0x9a,
  87         0x1c, 0x1c, 0x9c, 0x9c, 0x1e, 0x1e, 0x9e, 0x9e,
  88         0x20, 0x20, 0xa0, 0xa0, 0x22, 0x22, 0xa2, 0xa2,
  89         0x24, 0x24, 0xa4, 0xa4, 0x26, 0x26, 0xa6, 0xa6,
  90         0x28, 0x28, 0xa8, 0xa8, 0x2a, 0x2a, 0xaa, 0xaa,
  91         0x2c, 0x2c, 0xac, 0xac, 0x2e, 0x2e, 0xae, 0xae,
  92         0x30, 0x30, 0xb0, 0xb0, 0x32, 0x32, 0xb2, 0xb2,
  93         0x34, 0x34, 0xb4, 0xb4, 0x36, 0x36, 0xb6, 0xb6,
  94         0x38, 0x38, 0xb8, 0xb8, 0x3a, 0x3a, 0xba, 0xba,
  95         0x3c, 0x3c, 0xbc, 0xbc, 0x3e, 0x3e, 0xbe, 0xbe,
  96         0x40, 0x40, 0xc0, 0xc0, 0x42, 0x42, 0xc2, 0xc2,
  97         0x44, 0x44, 0xc4, 0xc4, 0x46, 0x46, 0xc6, 0xc6,
  98         0x48, 0x48, 0xc8, 0xc8, 0x4a, 0x4a, 0xca, 0xca,
  99         0x4c, 0x4c, 0xcc, 0xcc, 0x4e, 0x4e, 0xce, 0xce,
 100         0x50, 0x50, 0xd0, 0xd0, 0x52, 0x52, 0xd2, 0xd2,
 101         0x54, 0x54, 0xd4, 0xd4, 0x56, 0x56, 0xd6, 0xd6,
 102         0x58, 0x58, 0xd8, 0xd8, 0x5a, 0x5a, 0xda, 0xda,
 103         0x5c, 0x5c, 0xdc, 0xdc, 0x5e, 0x5e, 0xde, 0xde,
 104         0x60, 0x60, 0xe0, 0xe0, 0x62, 0x62, 0xe2, 0xe2,
 105         0x64, 0x64, 0xe4, 0xe4, 0x66, 0x66, 0xe6, 0xe6,
 106         0x68, 0x68, 0xe8, 0xe8, 0x6a, 0x6a, 0xea, 0xea,
 107         0x6c, 0x6c, 0xec, 0xec, 0x6e, 0x6e, 0xee, 0xee,
 108         0x70, 0x70, 0xf0, 0xf0, 0x72, 0x72, 0xf2, 0xf2,
 109         0x74, 0x74, 0xf4, 0xf4, 0x76, 0x76, 0xf6, 0xf6,
 110         0x78, 0x78, 0xf8, 0xf8, 0x7a, 0x7a, 0xfa, 0xfa,
 111         0x7c, 0x7c, 0xfc, 0xfc, 0x7e, 0x7e, 0xfe, 0xfe
 112 };
 113
 114 static const u32 pc2[1024] = {
 115         0x00000000, 0x00000000, 0x00000000, 0x00000000,
 116         0x00040000, 0x00000000, 0x04000000, 0x00100000,
 117         0x00400000, 0x00000008, 0x00000800, 0x40000000,
 118         0x00440000, 0x00000008, 0x04000800, 0x40100000,
 119         0x00000400, 0x00000020, 0x08000000, 0x00000100,
 120         0x00040400, 0x00000020, 0x0c000000, 0x00100100,
 121         0x00400400, 0x00000028, 0x08000800, 0x40000100,
 122         0x00440400, 0x00000028, 0x0c000800, 0x40100100,
 123         0x80000000, 0x00000010, 0x00000000, 0x00800000,
 124         0x80040000, 0x00000010, 0x04000000, 0x00900000,
 125         0x80400000, 0x00000018, 0x00000800, 0x40800000,
 126         0x80440000, 0x00000018, 0x04000800, 0x40900000,
 127         0x80000400, 0x00000030, 0x08000000, 0x00800100,
 128         0x80040400, 0x00000030, 0x0c000000, 0x00900100,
 129         0x80400400, 0x00000038, 0x08000800, 0x40800100,
 130         0x80440400, 0x00000038, 0x0c000800, 0x40900100,
 131         0x10000000, 0x00000000, 0x00200000, 0x00001000,
 132         0x10040000, 0x00000000, 0x04200000, 0x00101000,
 133         0x10400000, 0x00000008, 0x00200800, 0x40001000,
 134         0x10440000, 0x00000008, 0x04200800, 0x40101000,
 135         0x10000400, 0x00000020, 0x08200000, 0x00001100,
 136         0x10040400, 0x00000020, 0x0c200000, 0x00101100,
 137         0x10400400, 0x00000028, 0x08200800, 0x40001100,
 138         0x10440400, 0x00000028, 0x0c200800, 0x40101100,
 139         0x90000000, 0x00000010, 0x00200000, 0x00801000,
 140         0x90040000, 0x00000010, 0x04200000, 0x00901000,
 141         0x90400000, 0x00000018, 0x00200800, 0x40801000,
 142         0x90440000, 0x00000018, 0x04200800, 0x40901000,
 143         0x90000400, 0x00000030, 0x08200000, 0x00801100,
 144         0x90040400, 0x00000030, 0x0c200000, 0x00901100,
 145         0x90400400, 0x00000038, 0x08200800, 0x40801100,
 146         0x90440400, 0x00000038, 0x0c200800, 0x40901100,
 147         0x00000200, 0x00080000, 0x00000000, 0x00000004,
 148         0x00040200, 0x00080000, 0x04000000, 0x00100004,
 149         0x00400200, 0x00080008, 0x00000800, 0x40000004,
 150         0x00440200, 0x00080008, 0x04000800, 0x40100004,
 151         0x00000600, 0x00080020, 0x08000000, 0x00000104,
 152         0x00040600, 0x00080020, 0x0c000000, 0x00100104,
 153         0x00400600, 0x00080028, 0x08000800, 0x40000104,
 154         0x00440600, 0x00080028, 0x0c000800, 0x40100104,
 155         0x80000200, 0x00080010, 0x00000000, 0x00800004,
 156         0x80040200, 0x00080010, 0x04000000, 0x00900004,
 157         0x80400200, 0x00080018, 0x00000800, 0x40800004,
 158         0x80440200, 0x00080018, 0x04000800, 0x40900004,
 159         0x80000600, 0x00080030, 0x08000000, 0x00800104,
 160         0x80040600, 0x00080030, 0x0c000000, 0x00900104,
 161         0x80400600, 0x00080038, 0x08000800, 0x40800104,
 162         0x80440600, 0x00080038, 0x0c000800, 0x40900104,
 163         0x10000200, 0x00080000, 0x00200000, 0x00001004,
 164         0x10040200, 0x00080000, 0x04200000, 0x00101004,
 165         0x10400200, 0x00080008, 0x00200800, 0x40001004,
 166         0x10440200, 0x00080008, 0x04200800, 0x40101004,
 167         0x10000600, 0x00080020, 0x08200000, 0x00001104,
 168         0x10040600, 0x00080020, 0x0c200000, 0x00101104,
 169         0x10400600, 0x00080028, 0x08200800, 0x40001104,
 170         0x10440600, 0x00080028, 0x0c200800, 0x40101104,
 171         0x90000200, 0x00080010, 0x00200000, 0x00801004,
 172         0x90040200, 0x00080010, 0x04200000, 0x00901004,
 173         0x90400200, 0x00080018, 0x00200800, 0x40801004,
 174         0x90440200, 0x00080018, 0x04200800, 0x40901004,
 175         0x90000600, 0x00080030, 0x08200000, 0x00801104,
 176         0x90040600, 0x00080030, 0x0c200000, 0x00901104,
 177         0x90400600, 0x00080038, 0x08200800, 0x40801104,
 178         0x90440600, 0x00080038, 0x0c200800, 0x40901104,
 179         0x00000002, 0x00002000, 0x20000000, 0x00000001,
 180         0x00040002, 0x00002000, 0x24000000, 0x00100001,
 181         0x00400002, 0x00002008, 0x20000800, 0x40000001,
 182         0x00440002, 0x00002008, 0x24000800, 0x40100001,
 183         0x00000402, 0x00002020, 0x28000000, 0x00000101,
 184         0x00040402, 0x00002020, 0x2c000000, 0x00100101,
 185         0x00400402, 0x00002028, 0x28000800, 0x40000101,
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 491         0x00200000, 0x04200002, 0x04000802, 0x00000000,
 492         0x00000800, 0x04000802, 0x00200802, 0x04200800,
 493         0x04200802, 0x00200000, 0x00000000, 0x04000002,
 494         0x00000002, 0x04000000, 0x04200002, 0x00000802,
 495         0x04000800, 0x00200802, 0x00200002, 0x04000800,
 496         0x04000002, 0x04200000, 0x04200800, 0x00200002,
 497         0x04200000, 0x00000800, 0x00000802, 0x04200802,
 498         0x00200800, 0x00000002, 0x04000000, 0x00200800,
 499         0x04000000, 0x00200800, 0x00200000, 0x04000802,
 500         0x04000802, 0x04200002, 0x04200002, 0x00000002,
 501         0x00200002, 0x04000000, 0x04000800, 0x00200000,
 502         0x04200800, 0x00000802, 0x00200802, 0x04200800,
 503         0x00000802, 0x04000002, 0x04200802, 0x04200000,
 504         0x00200800, 0x00000000, 0x00000002, 0x04200802,
 505         0x00000000, 0x00200802, 0x04200000, 0x00000800,
 506         0x04000002, 0x04000800, 0x00000800, 0x00200002
 507 };
 508
 509 static const u32 S8[64] = {
 510         0x10001040, 0x00001000, 0x00040000, 0x10041040,
 511         0x10000000, 0x10001040, 0x00000040, 0x10000000,
 512         0x00040040, 0x10040000, 0x10041040, 0x00041000,
 513         0x10041000, 0x00041040, 0x00001000, 0x00000040,
 514         0x10040000, 0x10000040, 0x10001000, 0x00001040,
 515         0x00041000, 0x00040040, 0x10040040, 0x10041000,
 516         0x00001040, 0x00000000, 0x00000000, 0x10040040,
 517         0x10000040, 0x10001000, 0x00041040, 0x00040000,
 518         0x00041040, 0x00040000, 0x10041000, 0x00001000,
 519         0x00000040, 0x10040040, 0x00001000, 0x00041040,
 520         0x10001000, 0x00000040, 0x10000040, 0x10040000,
 521         0x10040040, 0x10000000, 0x00040000, 0x10001040,
 522         0x00000000, 0x10041040, 0x00040040, 0x10000040,
 523         0x10040000, 0x10001000, 0x10001040, 0x00000000,
 524         0x10041040, 0x00041000, 0x00041000, 0x00001040,
 525         0x00001040, 0x00040040, 0x10000000, 0x10041000
 526 };
 527
 528 /* Encryption components: IP, FP, and round function */
 529
 530 #define IP(L, R, T)             \
 531         ROL(R, 4);              \
 532         T  = L;                 \
 533         L ^= R;                 \
 534         L &= 0xf0f0f0f0;        \
 535         R ^= L;                 \
 536         L ^= T;                 \
 537         ROL(R, 12);             \
 538         T  = L;                 \
 539         L ^= R;                 \
 540         L &= 0xffff0000;        \
 541         R ^= L;                 \
 542         L ^= T;                 \
 543         ROR(R, 14);             \
 544         T  = L;                 \
 545         L ^= R;                 \
 546         L &= 0xcccccccc;        \
 547         R ^= L;                 \
 548         L ^= T;                 \
 549         ROL(R, 6);              \
 550         T  = L;                 \
 551         L ^= R;                 \
 552         L &= 0xff00ff00;        \
 553         R ^= L;                 \
 554         L ^= T;                 \
 555         ROR(R, 7);              \
 556         T  = L;                 \
 557         L ^= R;                 \
 558         L &= 0xaaaaaaaa;        \
 559         R ^= L;                 \
 560         L ^= T;                 \
 561         ROL(L, 1);
 562
 563 #define FP(L, R, T)             \
 564         ROR(L, 1);              \
 565         T  = L;                 \
 566         L ^= R;                 \
 567         L &= 0xaaaaaaaa;        \
 568         R ^= L;                 \
 569         L ^= T;                 \
 570         ROL(R, 7);              \
 571         T  = L;                 \
 572         L ^= R;                 \
 573         L &= 0xff00ff00;        \
 574         R ^= L;                 \
 575         L ^= T;                 \
 576         ROR(R, 6);              \
 577         T  = L;                 \
 578         L ^= R;                 \
 579         L &= 0xcccccccc;        \
 580         R ^= L;                 \
 581         L ^= T;                 \
 582         ROL(R, 14);             \
 583         T  = L;                 \
 584         L ^= R;                 \
 585         L &= 0xffff0000;        \
 586         R ^= L;                 \
 587         L ^= T;                 \
 588         ROR(R, 12);             \
 589         T  = L;                 \
 590         L ^= R;                 \
 591         L &= 0xf0f0f0f0;        \
 592         R ^= L;                 \
 593         L ^= T;                 \
 594         ROR(R, 4);
 595
 596 #define ROUND(L, R, A, B, K, d)                                 \
 597         B = K[0];                       A = K[1];       K += d; \
 598         B ^= R;                         A ^= R;                 \
 599         B &= 0x3f3f3f3f;                ROR(A, 4);              \
 600         L ^= S8[0xff & B];              A &= 0x3f3f3f3f;        \
 601         L ^= S6[0xff & (B >> 8)];       B >>= 16;               \
 602         L ^= S7[0xff & A];                                      \
 603         L ^= S5[0xff & (A >> 8)];       A >>= 16;               \
 604         L ^= S4[0xff & B];                                      \
 605         L ^= S2[0xff & (B >> 8)];                               \
 606         L ^= S3[0xff & A];                                      \
 607         L ^= S1[0xff & (A >> 8)];
 608
 609 /*
 610  * PC2 lookup tables are organized as 2 consecutive sets of 4 interleaved
 611  * tables of 128 elements.  One set is for C_i and the other for D_i, while
 612  * the 4 interleaved tables correspond to four 7-bit subsets of C_i or D_i.
 613  *
 614  * After PC1 each of the variables a,b,c,d contains a 7 bit subset of C_i
 615  * or D_i in bits 7-1 (bit 0 being the least significant).
 616  */
 617
 618 #define T1(x) pt[2 * (x) + 0]
 619 #define T2(x) pt[2 * (x) + 1]
 620 #define T3(x) pt[2 * (x) + 2]
 621 #define T4(x) pt[2 * (x) + 3]
 622
 623 #define PC2(a, b, c, d) (T4(d) | T3(c) | T2(b) | T1(a))
 624
 625 /*
 626  * Encryption key expansion
 627  *
 628  * RFC2451: Weak key checks SHOULD be performed.
 629  *
 630  * FIPS 74:
 631  *
 632  *   Keys having duals are keys which produce all zeros, all ones, or
 633  *   alternating zero-one patterns in the C and D registers after Permuted
 634  *   Choice 1 has operated on the key.
 635  *
 636  */
 637 static unsigned long ekey(u32 *pe, const u8 *k)
 638 {
 639         /* K&R: long is at least 32 bits */
 640         unsigned long a, b, c, d, w;
 641         const u32 *pt = pc2;
 642
 643         d = k[4]; d &= 0x0e; d <<= 4; d |= k[0] & 0x1e; d = pc1[d];
 644         c = k[5]; c &= 0x0e; c <<= 4; c |= k[1] & 0x1e; c = pc1[c];
 645         b = k[6]; b &= 0x0e; b <<= 4; b |= k[2] & 0x1e; b = pc1[b];
 646         a = k[7]; a &= 0x0e; a <<= 4; a |= k[3] & 0x1e; a = pc1[a];
 647
 648         pe[15 * 2 + 0] = PC2(a, b, c, d); d = rs[d];
 649         pe[14 * 2 + 0] = PC2(d, a, b, c); c = rs[c]; b = rs[b];
 650         pe[13 * 2 + 0] = PC2(b, c, d, a); a = rs[a]; d = rs[d];
 651         pe[12 * 2 + 0] = PC2(d, a, b, c); c = rs[c]; b = rs[b];
 652         pe[11 * 2 + 0] = PC2(b, c, d, a); a = rs[a]; d = rs[d];
 653         pe[10 * 2 + 0] = PC2(d, a, b, c); c = rs[c]; b = rs[b];
 654         pe[ 9 * 2 + 0] = PC2(b, c, d, a); a = rs[a]; d = rs[d];
 655         pe[ 8 * 2 + 0] = PC2(d, a, b, c); c = rs[c];
 656         pe[ 7 * 2 + 0] = PC2(c, d, a, b); b = rs[b]; a = rs[a];
 657         pe[ 6 * 2 + 0] = PC2(a, b, c, d); d = rs[d]; c = rs[c];
 658         pe[ 5 * 2 + 0] = PC2(c, d, a, b); b = rs[b]; a = rs[a];
 659         pe[ 4 * 2 + 0] = PC2(a, b, c, d); d = rs[d]; c = rs[c];
 660         pe[ 3 * 2 + 0] = PC2(c, d, a, b); b = rs[b]; a = rs[a];
 661         pe[ 2 * 2 + 0] = PC2(a, b, c, d); d = rs[d]; c = rs[c];
 662         pe[ 1 * 2 + 0] = PC2(c, d, a, b); b = rs[b];
 663         pe[ 0 * 2 + 0] = PC2(b, c, d, a);
 664
 665         /* Check if first half is weak */
 666         w  = (a ^ c) | (b ^ d) | (rs[a] ^ c) | (b ^ rs[d]);
 667
 668         /* Skip to next table set */
 669         pt += 512;
 670
 671         d = k[0]; d &= 0xe0; d >>= 4; d |= k[4] & 0xf0; d = pc1[d + 1];
 672         c = k[1]; c &= 0xe0; c >>= 4; c |= k[5] & 0xf0; c = pc1[c + 1];
 673         b = k[2]; b &= 0xe0; b >>= 4; b |= k[6] & 0xf0; b = pc1[b + 1];
 674         a = k[3]; a &= 0xe0; a >>= 4; a |= k[7] & 0xf0; a = pc1[a + 1];
 675
 676         /* Check if second half is weak */
 677         w |= (a ^ c) | (b ^ d) | (rs[a] ^ c) | (b ^ rs[d]);
 678
 679         pe[15 * 2 + 1] = PC2(a, b, c, d); d = rs[d];
 680         pe[14 * 2 + 1] = PC2(d, a, b, c); c = rs[c]; b = rs[b];
 681         pe[13 * 2 + 1] = PC2(b, c, d, a); a = rs[a]; d = rs[d];
 682         pe[12 * 2 + 1] = PC2(d, a, b, c); c = rs[c]; b = rs[b];
 683         pe[11 * 2 + 1] = PC2(b, c, d, a); a = rs[a]; d = rs[d];
 684         pe[10 * 2 + 1] = PC2(d, a, b, c); c = rs[c]; b = rs[b];
 685         pe[ 9 * 2 + 1] = PC2(b, c, d, a); a = rs[a]; d = rs[d];
 686         pe[ 8 * 2 + 1] = PC2(d, a, b, c); c = rs[c];
 687         pe[ 7 * 2 + 1] = PC2(c, d, a, b); b = rs[b]; a = rs[a];
 688         pe[ 6 * 2 + 1] = PC2(a, b, c, d); d = rs[d]; c = rs[c];
 689         pe[ 5 * 2 + 1] = PC2(c, d, a, b); b = rs[b]; a = rs[a];
 690         pe[ 4 * 2 + 1] = PC2(a, b, c, d); d = rs[d]; c = rs[c];
 691         pe[ 3 * 2 + 1] = PC2(c, d, a, b); b = rs[b]; a = rs[a];
 692         pe[ 2 * 2 + 1] = PC2(a, b, c, d); d = rs[d]; c = rs[c];
 693         pe[ 1 * 2 + 1] = PC2(c, d, a, b); b = rs[b];
 694         pe[ 0 * 2 + 1] = PC2(b, c, d, a);
 695
 696         /* Fixup: 2413 5768 -> 1357 2468 */
 697         for (d = 0; d < 16; ++d) {
 698                 a = pe[2 * d];
 699                 b = pe[2 * d + 1];
 700                 c = a ^ b;
 701                 c &= 0xffff0000;
 702                 a ^= c;
 703                 b ^= c;
 704                 ROL(b, 18);
 705                 pe[2 * d] = a;
 706                 pe[2 * d + 1] = b;
 707         }
 708
 709         /* Zero if weak key */
 710         return w;
 711 }
 712
 713 /*
 714  * Decryption key expansion
 715  *
 716  * No weak key checking is performed, as this is only used by triple DES
 717  *
 718  */
 719 static void dkey(u32 *pe, const u8 *k)
 720 {
 721         /* K&R: long is at least 32 bits */
 722         unsigned long a, b, c, d;
 723         const u32 *pt = pc2;
 724
 725         d = k[4]; d &= 0x0e; d <<= 4; d |= k[0] & 0x1e; d = pc1[d];
 726         c = k[5]; c &= 0x0e; c <<= 4; c |= k[1] & 0x1e; c = pc1[c];
 727         b = k[6]; b &= 0x0e; b <<= 4; b |= k[2] & 0x1e; b = pc1[b];
 728         a = k[7]; a &= 0x0e; a <<= 4; a |= k[3] & 0x1e; a = pc1[a];
 729
 730         pe[ 0 * 2] = PC2(a, b, c, d); d = rs[d];
 731         pe[ 1 * 2] = PC2(d, a, b, c); c = rs[c]; b = rs[b];
 732         pe[ 2 * 2] = PC2(b, c, d, a); a = rs[a]; d = rs[d];
 733         pe[ 3 * 2] = PC2(d, a, b, c); c = rs[c]; b = rs[b];
 734         pe[ 4 * 2] = PC2(b, c, d, a); a = rs[a]; d = rs[d];
 735         pe[ 5 * 2] = PC2(d, a, b, c); c = rs[c]; b = rs[b];
 736         pe[ 6 * 2] = PC2(b, c, d, a); a = rs[a]; d = rs[d];
 737         pe[ 7 * 2] = PC2(d, a, b, c); c = rs[c];
 738         pe[ 8 * 2] = PC2(c, d, a, b); b = rs[b]; a = rs[a];
 739         pe[ 9 * 2] = PC2(a, b, c, d); d = rs[d]; c = rs[c];
 740         pe[10 * 2] = PC2(c, d, a, b); b = rs[b]; a = rs[a];
 741         pe[11 * 2] = PC2(a, b, c, d); d = rs[d]; c = rs[c];
 742         pe[12 * 2] = PC2(c, d, a, b); b = rs[b]; a = rs[a];
 743         pe[13 * 2] = PC2(a, b, c, d); d = rs[d]; c = rs[c];
 744         pe[14 * 2] = PC2(c, d, a, b); b = rs[b];
 745         pe[15 * 2] = PC2(b, c, d, a);
 746
 747         /* Skip to next table set */
 748         pt += 512;
 749
 750         d = k[0]; d &= 0xe0; d >>= 4; d |= k[4] & 0xf0; d = pc1[d + 1];
 751         c = k[1]; c &= 0xe0; c >>= 4; c |= k[5] & 0xf0; c = pc1[c + 1];
 752         b = k[2]; b &= 0xe0; b >>= 4; b |= k[6] & 0xf0; b = pc1[b + 1];
 753         a = k[3]; a &= 0xe0; a >>= 4; a |= k[7] & 0xf0; a = pc1[a + 1];
 754
 755         pe[ 0 * 2 + 1] = PC2(a, b, c, d); d = rs[d];
 756         pe[ 1 * 2 + 1] = PC2(d, a, b, c); c = rs[c]; b = rs[b];
 757         pe[ 2 * 2 + 1] = PC2(b, c, d, a); a = rs[a]; d = rs[d];
 758         pe[ 3 * 2 + 1] = PC2(d, a, b, c); c = rs[c]; b = rs[b];
 759         pe[ 4 * 2 + 1] = PC2(b, c, d, a); a = rs[a]; d = rs[d];
 760         pe[ 5 * 2 + 1] = PC2(d, a, b, c); c = rs[c]; b = rs[b];
 761         pe[ 6 * 2 + 1] = PC2(b, c, d, a); a = rs[a]; d = rs[d];
 762         pe[ 7 * 2 + 1] = PC2(d, a, b, c); c = rs[c];
 763         pe[ 8 * 2 + 1] = PC2(c, d, a, b); b = rs[b]; a = rs[a];
 764         pe[ 9 * 2 + 1] = PC2(a, b, c, d); d = rs[d]; c = rs[c];
 765         pe[10 * 2 + 1] = PC2(c, d, a, b); b = rs[b]; a = rs[a];
 766         pe[11 * 2 + 1] = PC2(a, b, c, d); d = rs[d]; c = rs[c];
 767         pe[12 * 2 + 1] = PC2(c, d, a, b); b = rs[b]; a = rs[a];
 768         pe[13 * 2 + 1] = PC2(a, b, c, d); d = rs[d]; c = rs[c];
 769         pe[14 * 2 + 1] = PC2(c, d, a, b); b = rs[b];
 770         pe[15 * 2 + 1] = PC2(b, c, d, a);
 771
 772         /* Fixup: 2413 5768 -> 1357 2468 */
 773         for (d = 0; d < 16; ++d) {
 774                 a = pe[2 * d];
 775                 b = pe[2 * d + 1];
 776                 c = a ^ b;
 777                 c &= 0xffff0000;
 778                 a ^= c;
 779                 b ^= c;
 780                 ROL(b, 18);
 781                 pe[2 * d] = a;
 782                 pe[2 * d + 1] = b;
 783         }
 784 }
 785
 786 static int des_setkey(void *ctx, const u8 *key, unsigned int keylen, u32 *flags)
 787 {
 788         struct des_ctx *dctx = ctx;
 789         u32 tmp[DES_EXPKEY_WORDS];
 790         int ret;
 791
 792         /* Expand to tmp */
 793         ret = ekey(tmp, key);
 794
 795         if (unlikely(ret == 0) && (*flags & CRYPTO_TFM_REQ_WEAK_KEY)) {
 796                 *flags |= CRYPTO_TFM_RES_WEAK_KEY;
 797                 return -EINVAL;
 798         }
 799
 800         /* Copy to output */
 801         memcpy(dctx->expkey, tmp, sizeof(dctx->expkey));
 802
 803         return 0;
 804 }
 805
 806 static void des_encrypt(void *ctx, u8 *dst, const u8 *src)
 807 {
 808         const u32 *K = ((struct des_ctx *)ctx)->expkey;
 809         const __le32 *s = (const __le32 *)src;
 810         __le32 *d = (__le32 *)dst;
 811         u32 L, R, A, B;
 812         int i;
 813
 814         L = le32_to_cpu(s[0]);
 815         R = le32_to_cpu(s[1]);
 816
 817         IP(L, R, A);
 818         for (i = 0; i < 8; i++) {
 819                 ROUND(L, R, A, B, K, 2);
 820                 ROUND(R, L, A, B, K, 2);
 821         }
 822         FP(R, L, A);
 823
 824         d[0] = cpu_to_le32(R);
 825         d[1] = cpu_to_le32(L);
 826 }
 827
 828 static void des_decrypt(void *ctx, u8 *dst, const u8 *src)
 829 {
 830         const u32 *K = ((struct des_ctx *)ctx)->expkey + DES_EXPKEY_WORDS - 2;
 831         const __le32 *s = (const __le32 *)src;
 832         __le32 *d = (__le32 *)dst;
 833         u32 L, R, A, B;
 834         int i;
 835
 836         L = le32_to_cpu(s[0]);
 837         R = le32_to_cpu(s[1]);
 838
 839         IP(L, R, A);
 840         for (i = 0; i < 8; i++) {
 841                 ROUND(L, R, A, B, K, -2);
 842                 ROUND(R, L, A, B, K, -2);
 843         }
 844         FP(R, L, A);
 845
 846         d[0] = cpu_to_le32(R);
 847         d[1] = cpu_to_le32(L);
 848 }
 849
 850 /*
 851  * RFC2451:
 852  *
 853  *   For DES-EDE3, there is no known need to reject weak or
 854  *   complementation keys.  Any weakness is obviated by the use of
 855  *   multiple keys.
 856  *
 857  *   However, if the first two or last two independent 64-bit keys are
 858  *   equal (k1 == k2 or k2 == k3), then the DES3 operation is simply the
 859  *   same as DES.  Implementers MUST reject keys that exhibit this
 860  *   property.
 861  *
 862  */
 863 static int des3_ede_setkey(void *ctx, const u8 *key,
 864                            unsigned int keylen, u32 *flags)
 865 {
 866         const u32 *K = (const u32 *)key;
 867         struct des3_ede_ctx *dctx = ctx;
 868         u32 *expkey = dctx->expkey;
 869
 870         if (unlikely(!((K[0] ^ K[2]) | (K[1] ^ K[3])) ||
 871                      !((K[2] ^ K[4]) | (K[3] ^ K[5]))))
 872         {
 873                 *flags |= CRYPTO_TFM_RES_BAD_KEY_SCHED;
 874                 return -EINVAL;
 875         }
 876
 877         ekey(expkey, key); expkey += DES_EXPKEY_WORDS; key += DES_KEY_SIZE;
 878         dkey(expkey, key); expkey += DES_EXPKEY_WORDS; key += DES_KEY_SIZE;
 879         ekey(expkey, key);
 880
 881         return 0;
 882 }
 883
 884 static void des3_ede_encrypt(void *ctx, u8 *dst, const u8 *src)
 885 {
 886         struct des3_ede_ctx *dctx = ctx;
 887         const u32 *K = dctx->expkey;
 888         const __le32 *s = (const __le32 *)src;
 889         __le32 *d = (__le32 *)dst;
 890         u32 L, R, A, B;
 891         int i;
 892
 893         L = le32_to_cpu(s[0]);
 894         R = le32_to_cpu(s[1]);
 895
 896         IP(L, R, A);
 897         for (i = 0; i < 8; i++) {
 898                 ROUND(L, R, A, B, K, 2);
 899                 ROUND(R, L, A, B, K, 2);
 900         }
 901         for (i = 0; i < 8; i++) {
 902                 ROUND(R, L, A, B, K, 2);
 903                 ROUND(L, R, A, B, K, 2);
 904         }
 905         for (i = 0; i < 8; i++) {
 906                 ROUND(L, R, A, B, K, 2);
 907                 ROUND(R, L, A, B, K, 2);
 908         }
 909         FP(R, L, A);
 910
 911         d[0] = cpu_to_le32(R);
 912         d[1] = cpu_to_le32(L);
 913 }
 914
 915 static void des3_ede_decrypt(void *ctx, u8 *dst, const u8 *src)
 916 {
 917         struct des3_ede_ctx *dctx = ctx;
 918         const u32 *K = dctx->expkey + DES3_EDE_EXPKEY_WORDS - 2;
 919         const __le32 *s = (const __le32 *)src;
 920         __le32 *d = (__le32 *)dst;
 921         u32 L, R, A, B;
 922         int i;
 923
 924         L = le32_to_cpu(s[0]);
 925         R = le32_to_cpu(s[1]);
 926
 927         IP(L, R, A);
 928         for (i = 0; i < 8; i++) {
 929                 ROUND(L, R, A, B, K, -2);
 930                 ROUND(R, L, A, B, K, -2);
 931         }
 932         for (i = 0; i < 8; i++) {
 933                 ROUND(R, L, A, B, K, -2);
 934                 ROUND(L, R, A, B, K, -2);
 935         }
 936         for (i = 0; i < 8; i++) {
 937                 ROUND(L, R, A, B, K, -2);
 938                 ROUND(R, L, A, B, K, -2);
 939         }
 940         FP(R, L, A);
 941
 942         d[0] = cpu_to_le32(R);
 943         d[1] = cpu_to_le32(L);
 944 }
 945
 946 static struct crypto_alg des_alg = {
 947         .cra_name               =       "des",
 948         .cra_flags              =       CRYPTO_ALG_TYPE_CIPHER,
 949         .cra_blocksize          =       DES_BLOCK_SIZE,
 950         .cra_ctxsize            =       sizeof(struct des_ctx),
 951         .cra_module             =       THIS_MODULE,
 952         .cra_alignmask          =       3,
 953         .cra_list               =       LIST_HEAD_INIT(des_alg.cra_list),
 954         .cra_u                  =       { .cipher = {
 955         .cia_min_keysize        =       DES_KEY_SIZE,
 956         .cia_max_keysize        =       DES_KEY_SIZE,
 957         .cia_setkey             =       des_setkey,
 958         .cia_encrypt            =       des_encrypt,
 959         .cia_decrypt            =       des_decrypt } }
 960 };
 961
 962 static struct crypto_alg des3_ede_alg = {
 963         .cra_name               =       "des3_ede",
 964         .cra_flags              =       CRYPTO_ALG_TYPE_CIPHER,
 965         .cra_blocksize          =       DES3_EDE_BLOCK_SIZE,
 966         .cra_ctxsize            =       sizeof(struct des3_ede_ctx),
 967         .cra_module             =       THIS_MODULE,
 968         .cra_alignmask          =       3,
 969         .cra_list               =       LIST_HEAD_INIT(des3_ede_alg.cra_list),
 970         .cra_u                  =       { .cipher = {
 971         .cia_min_keysize        =       DES3_EDE_KEY_SIZE,
 972         .cia_max_keysize        =       DES3_EDE_KEY_SIZE,
 973         .cia_setkey             =       des3_ede_setkey,
 974         .cia_encrypt            =       des3_ede_encrypt,
 975         .cia_decrypt            =       des3_ede_decrypt } }
 976 };
 977
 978 MODULE_ALIAS("des3_ede");
 979
 980 static int __init init(void)
 981 {
 982         int ret = 0;
 983
 984         ret = crypto_register_alg(&des_alg);
 985         if (ret < 0)
 986                 goto out;
 987
 988         ret = crypto_register_alg(&des3_ede_alg);
 989         if (ret < 0)
 990                 crypto_unregister_alg(&des_alg);
 991 out:
 992         return ret;
 993 }
 994
 995 static void __exit fini(void)
 996 {
 997         crypto_unregister_alg(&des3_ede_alg);
 998         crypto_unregister_alg(&des_alg);
 999 }
1000
1001 module_init(init);
1002 module_exit(fini);
1003
1004 MODULE_LICENSE("GPL");
1005 MODULE_DESCRIPTION("DES & Triple DES EDE Cipher Algorithms");
1006 MODULE_AUTHOR("Dag Arne Osvik <da@osvik.no>");