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/*
Implementation of Chow's Whitebox AES
- Encrypt on the whiteboxing algorithm
*/
#include "wbaes.h"
extern uint8_t shift_map[16];
/*
A Tutorial on Whitebox AES
J.A. Muir
- 3.6 pseudo algo.
state = plaintext
for r = 1 ... 9
ShiftRows(state)
TBoxesTyiTables(state) ----- ty_boxes & xor_tables
XORTables(state) ----- mbl_tables & xor_tables
ShiftRows(state)
TBoxes(state, 10) ----- last_box
chipertext = state
*/
static void shift_rows(uint8_t *x) {
int i;
uint8_t temp[16];
memcpy(temp, x, 16);
for (i = 0; i < 16; i++) {
x[i] = temp[shift_map[i]];
}
}
// static void ia(const uint8_t (*tables)[256], const uint8_t (*i_xor_tables)[16][16], const uint8_t (*ext)[2][16], uint8_t *in) {
// int i, j;
// uint8_t temp[16][16];
// for (i = 0; i < 16; i++) {
// temp[i][i] = in[i];
// for (j = 0; j < 16; j++) {
// if (i != j) {
// temp[i][j] = tables[i][ext[i][1][0] << 4 | ext[i][0][0]];
// }
// else {
// temp[i][j] = tables[i][temp[i][j]];
// }
// }
// }
// for (i = 0; i < 8; i++) {
// for (j = 0; j < 16; j++) {
// temp[i][j] = (
// i_xor_tables[(i<<5)+(j<<1) ][(temp[(i<<1)][j] >> 4) & 0xf][(temp[(i<<1)+1][j] >> 4) & 0xf] << 4 |
// i_xor_tables[(i<<5)+(j<<1)+1][(temp[(i<<1)][j]) & 0xf][(temp[(i<<1)+1][j]) & 0xf]
// );
// }
// }
// for (i = 8; i < 12; i++) {
// for (j = 0; j < 16; j++) {
// temp[i][j] = (
// i_xor_tables[(i<<5)+(j<<1) ][(temp[(i-8)*2][j] >> 4) & 0xf][(temp[((i-8)*2)+1][j] >> 4) & 0xf] << 4 |
// i_xor_tables[(i<<5)+(j<<1)+1][(temp[(i-8)*2][j]) & 0xf][(temp[((i-8)*2)+1][j]) & 0xf]
// );
// }
// }
// for (j = 0; j < 16; j++) {
// temp[12][j] = (
// i_xor_tables[384+(j<<1) ][(temp[8][j] >> 4) & 0xf][(temp[9][j] >> 4) & 0xf] << 4 |
// i_xor_tables[384+(j<<1)+1][(temp[8][j]) & 0xf][(temp[9][j]) & 0xf]
// );
// temp[13][j] = (
// i_xor_tables[416+(j<<1) ][(temp[10][j] >> 4) & 0xf][(temp[11][j] >> 4) & 0xf] << 4 |
// i_xor_tables[416+(j<<1)+1][(temp[10][j]) & 0xf][(temp[11][j]) & 0xf]
// );
// in[j] = (
// i_xor_tables[448+(j<<1) ][(temp[12][j] >> 4) & 0xf][(temp[13][j] >> 4) & 0xf] << 4 |
// i_xor_tables[448+(j<<1)+1][(temp[12][j]) & 0xf][(temp[13][j]) & 0xf]
// );
// }
// }
static void ref_table(const uint32_t (*tables)[256], const uint8_t (*xor_tables)[16][16], uint8_t *in) {
int i;
uint32_t a, b, c, d;
for (i = 0; i < 4; i++) {
a = tables[i*4 ][in[i*4 ]];
b = tables[i*4+1][in[i*4+1]];
c = tables[i*4+2][in[i*4+2]];
d = tables[i*4+3][in[i*4+3]];
in[i*4 ] = (
(xor_tables[64+(i*8) ][xor_tables[i*16 ][(a >> 28) & 0xf][(b >> 28) & 0xf]][xor_tables[i*16+8][(c >> 28) & 0xf][(d >> 28) & 0xf]]) << 4 |
(xor_tables[64+(i*8)+1][xor_tables[i*16+1][(a >> 24) & 0xf][(b >> 24) & 0xf]][xor_tables[i*16+9][(c >> 24) & 0xf][(d >> 24) & 0xf]])
);
in[i*4+1] = (
(xor_tables[64+(i*8)+2][xor_tables[i*16+2][(a >> 20) & 0xf][(b >> 20) & 0xf]][xor_tables[i*16+10][(c >> 20) & 0xf][(d >> 20) & 0xf]]) << 4 |
(xor_tables[64+(i*8)+3][xor_tables[i*16+3][(a >> 16) & 0xf][(b >> 16) & 0xf]][xor_tables[i*16+11][(c >> 16) & 0xf][(d >> 16) & 0xf]])
);
in[i*4+2] = (
(xor_tables[64+(i*8)+4][xor_tables[i*16+4][(a >> 12) & 0xf][(b >> 12) & 0xf]][xor_tables[i*16+12][(c >> 12) & 0xf][(d >> 12) & 0xf]]) << 4 |
(xor_tables[64+(i*8)+5][xor_tables[i*16+5][(a >> 8) & 0xf][(b >> 8) & 0xf]][xor_tables[i*16+13][(c >> 8) & 0xf][(d >> 8) & 0xf]])
);
in[i*4+3] = (
(xor_tables[64+(i*8)+6][xor_tables[i*16+6][(a >> 4) & 0xf][(b >> 4) & 0xf]][xor_tables[i*16+14][(c >> 4) & 0xf][(d >> 4) & 0xf]]) << 4 |
(xor_tables[64+(i*8)+7][xor_tables[i*16+7][(a ) & 0xf][(b ) & 0xf]][xor_tables[i*16+15][(c ) & 0xf][(d ) & 0xf]])
);
}
}
void wbaes_encrypt(const WBAES_ENCRYPTION_TABLE &et, uint8_t *pt) {
int r;
// ia(et.i_tables, et.s_xor_tables, ee.ext_f, pt);
#if DEBUG_OUT
puts("Round ----------------------------------------");
#endif
for (r = 0; r < 9; r++) {
shift_rows(pt);
ref_table(et.ty_boxes[r] , et.r1_xor_tables[r], pt);
ref_table(et.mbl_tables[r], et.r2_xor_tables[r], pt);
#if DEBUG_OUT
printf("[%02d] ", r); dump_bytes(pt, 16);
#endif
}
shift_rows(pt);
// ia(et.last_box, et.e_xor_tables, ee.ext_g, pt);
pt[0 ] = et.last_box[0 ][pt[0 ]];
pt[1 ] = et.last_box[1 ][pt[1 ]];
pt[2 ] = et.last_box[2 ][pt[2 ]];
pt[3 ] = et.last_box[3 ][pt[3 ]];
pt[4 ] = et.last_box[4 ][pt[4 ]];
pt[5 ] = et.last_box[5 ][pt[5 ]];
pt[6 ] = et.last_box[6 ][pt[6 ]];
pt[7 ] = et.last_box[7 ][pt[7 ]];
pt[8 ] = et.last_box[8 ][pt[8 ]];
pt[9 ] = et.last_box[9 ][pt[9 ]];
pt[10] = et.last_box[10][pt[10]];
pt[11] = et.last_box[11][pt[11]];
pt[12] = et.last_box[12][pt[12]];
pt[13] = et.last_box[13][pt[13]];
pt[14] = et.last_box[14][pt[14]];
pt[15] = et.last_box[15][pt[15]];
#if DEBUG_OUT
printf("[10] "); dump_bytes(pt, 16);
puts("----------------------------------------------");
#endif
}