Quelle  poly1305-donna64.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 OR MIT
/*
 * Copyright (C) 2015-2019 Jason A. Donenfeld <Jason@zx2c4.com>. All Rights Reserved.
 *
 * This is based in part on Andrew Moon's poly1305-donna, which is in the
 * public domain.
 */

#include <crypto/internal/poly1305.h>
#include <linux/export.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/unaligned.h>

void poly1305_core_setkey(struct poly1305_core_key *key,
     const u8 raw_key[POLY1305_BLOCK_SIZE])
{
 u64 t0, t1;

 /* r &= 0xffffffc0ffffffc0ffffffc0fffffff */
 t0 = get_unaligned_le64(&raw_key[0]);
 t1 = get_unaligned_le64(&raw_key[8]);

 key->key.r64[0] = t0 & 0xffc0fffffffULL;
 key->key.r64[1] = ((t0 >> 44) | (t1 << 20)) & 0xfffffc0ffffULL;
 key->key.r64[2] = ((t1 >> 24)) & 0x00ffffffc0fULL;

 /* s = 20*r */
 key->precomputed_s.r64[0] = key->key.r64[1] * 20;
 key->precomputed_s.r64[1] = key->key.r64[2] * 20;
}
EXPORT_SYMBOL(poly1305_core_setkey);

void poly1305_core_blocks(struct poly1305_state *state,
     const struct poly1305_core_key *key, const void *src,
     unsigned int nblocks, u32 hibit)
{
 const u8 *input = src;
 u64 hibit64;
 u64 r0, r1, r2;
 u64 s1, s2;
 u64 h0, h1, h2;
 u64 c;
 u128 d0, d1, d2, d;

 if (!nblocks)
  return;

 hibit64 = ((u64)hibit) << 40;

 r0 = key->key.r64[0];
 r1 = key->key.r64[1];
 r2 = key->key.r64[2];

 h0 = state->h64[0];
 h1 = state->h64[1];
 h2 = state->h64[2];

 s1 = key->precomputed_s.r64[0];
 s2 = key->precomputed_s.r64[1];

 do {
  u64 t0, t1;

  /* h += m[i] */
  t0 = get_unaligned_le64(&input[0]);
  t1 = get_unaligned_le64(&input[8]);

  h0 += t0 & 0xfffffffffffULL;
  h1 += ((t0 >> 44) | (t1 << 20)) & 0xfffffffffffULL;
  h2 += (((t1 >> 24)) & 0x3ffffffffffULL) | hibit64;

  /* h *= r */
  d0 = (u128)h0 * r0;
  d = (u128)h1 * s2;
  d0 += d;
  d = (u128)h2 * s1;
  d0 += d;
  d1 = (u128)h0 * r1;
  d = (u128)h1 * r0;
  d1 += d;
  d = (u128)h2 * s2;
  d1 += d;
  d2 = (u128)h0 * r2;
  d = (u128)h1 * r1;
  d2 += d;
  d = (u128)h2 * r0;
  d2 += d;

  /* (partial) h %= p */
  c = (u64)(d0 >> 44);
  h0 = (u64)d0 & 0xfffffffffffULL;
  d1 += c;
  c = (u64)(d1 >> 44);
  h1 = (u64)d1 & 0xfffffffffffULL;
  d2 += c;
  c = (u64)(d2 >> 42);
  h2 = (u64)d2 & 0x3ffffffffffULL;
  h0 += c * 5;
  c = h0 >> 44;
  h0 = h0 & 0xfffffffffffULL;
  h1 += c;

  input += POLY1305_BLOCK_SIZE;
 } while (--nblocks);

 state->h64[0] = h0;
 state->h64[1] = h1;
 state->h64[2] = h2;
}
EXPORT_SYMBOL(poly1305_core_blocks);

void poly1305_core_emit(const struct poly1305_state *state, const u32 nonce[4],
   void *dst)
{
 u8 *mac = dst;
 u64 h0, h1, h2, c;
 u64 g0, g1, g2;
 u64 t0, t1;

 /* fully carry h */
 h0 = state->h64[0];
 h1 = state->h64[1];
 h2 = state->h64[2];

 c = h1 >> 44;
 h1 &= 0xfffffffffffULL;
 h2 += c;
 c = h2 >> 42;
 h2 &= 0x3ffffffffffULL;
 h0 += c * 5;
 c = h0 >> 44;
 h0 &= 0xfffffffffffULL;
 h1 += c;
 c = h1 >> 44;
 h1 &= 0xfffffffffffULL;
 h2 += c;
 c = h2 >> 42;
 h2 &= 0x3ffffffffffULL;
 h0 += c * 5;
 c = h0 >> 44;
 h0 &= 0xfffffffffffULL;
 h1 += c;

 /* compute h + -p */
 g0 = h0 + 5;
 c  = g0 >> 44;
 g0 &= 0xfffffffffffULL;
 g1 = h1 + c;
 c  = g1 >> 44;
 g1 &= 0xfffffffffffULL;
 g2 = h2 + c - (1ULL << 42);

 /* select h if h < p, or h + -p if h >= p */
 c = (g2 >> ((sizeof(u64) * 8) - 1)) - 1;
 g0 &= c;
 g1 &= c;
 g2 &= c;
 c  = ~c;
 h0 = (h0 & c) | g0;
 h1 = (h1 & c) | g1;
 h2 = (h2 & c) | g2;

 if (likely(nonce)) {
  /* h = (h + nonce) */
  t0 = ((u64)nonce[1] << 32) | nonce[0];
  t1 = ((u64)nonce[3] << 32) | nonce[2];

  h0 += t0 & 0xfffffffffffULL;
  c = h0 >> 44;
  h0 &= 0xfffffffffffULL;
  h1 += (((t0 >> 44) | (t1 << 20)) & 0xfffffffffffULL) + c;
  c = h1 >> 44;
  h1 &= 0xfffffffffffULL;
  h2 += (((t1 >> 24)) & 0x3ffffffffffULL) + c;
  h2 &= 0x3ffffffffffULL;
 }

 /* mac = h % (2^128) */
 h0 = h0 | (h1 << 44);
 h1 = (h1 >> 20) | (h2 << 24);

 put_unaligned_le64(h0, &mac[0]);
 put_unaligned_le64(h1, &mac[8]);
}
EXPORT_SYMBOL(poly1305_core_emit);