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Created: 2021-05-04 09:02

/src/botan/src/lib/block/serpent/serpent_simd/serpent_simd.cpp
Line
Count
Source (jump to first uncovered line)
1
/*
2
* Serpent (SIMD)
3
* (C) 2009,2013 Jack Lloyd
4
*
5
* Botan is released under the Simplified BSD License (see license.txt)
6
*/
7
8
#include <botan/internal/serpent.h>
9
#include <botan/internal/serpent_sbox.h>
10
#include <botan/internal/simd_32.h>
11
12
namespace Botan {
13
14
#define key_xor(round, B0, B1, B2, B3)                             \
15
0
   do {                                                            \
16
0
      B0 ^= SIMD_4x32::splat(m_round_key[4*round  ]);              \
17
0
      B1 ^= SIMD_4x32::splat(m_round_key[4*round+1]);              \
18
0
      B2 ^= SIMD_4x32::splat(m_round_key[4*round+2]);              \
19
0
      B3 ^= SIMD_4x32::splat(m_round_key[4*round+3]);              \
20
0
   } while(0)
21
22
/*
23
* Serpent's linear transformations
24
*/
25
#define transform(B0, B1, B2, B3)                                  \
26
0
   do {                                                            \
27
0
      B0 = B0.rotl<13>();                                          \
28
0
      B2 = B2.rotl<3>();                                           \
29
0
      B1 ^= B0 ^ B2;                                               \
30
0
      B3 ^= B2 ^ B0.shl<3>();                                      \
31
0
      B1 = B1.rotl<1>();                                           \
32
0
      B3 = B3.rotl<7>();                                           \
33
0
      B0 ^= B1 ^ B3;                                               \
34
0
      B2 ^= B3 ^ B1.shl<7>();                                      \
35
0
      B0 = B0.rotl<5>();                                           \
36
0
      B2 = B2.rotl<22>();                                          \
37
0
   } while(0)
38
39
#define i_transform(B0, B1, B2, B3)                                \
40
0
   do {                                                            \
41
0
      B2 = B2.rotr<22>();                                          \
42
0
      B0 = B0.rotr<5>();                                           \
43
0
      B2 ^= B3 ^ B1.shl<7>();                                      \
44
0
      B0 ^= B1 ^ B3;                                               \
45
0
      B3 = B3.rotr<7>();                                           \
46
0
      B1 = B1.rotr<1>();                                           \
47
0
      B3 ^= B2 ^ B0.shl<3>();                                      \
48
0
      B1 ^= B0 ^ B2;                                               \
49
0
      B2 = B2.rotr<3>();                                           \
50
0
      B0 = B0.rotr<13>();                                          \
51
0
   } while(0)
52
53
/*
54
* SIMD Serpent Encryption of 4 blocks in parallel
55
*/
56
void Serpent::simd_encrypt_4(const uint8_t in[64], uint8_t out[64]) const
57
0
   {
58
0
   SIMD_4x32 B0 = SIMD_4x32::load_le(in);
59
0
   SIMD_4x32 B1 = SIMD_4x32::load_le(in + 16);
60
0
   SIMD_4x32 B2 = SIMD_4x32::load_le(in + 32);
61
0
   SIMD_4x32 B3 = SIMD_4x32::load_le(in + 48);
62
63
0
   SIMD_4x32::transpose(B0, B1, B2, B3);
64
65
0
   key_xor( 0,B0,B1,B2,B3); SBoxE0(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
66
0
   key_xor( 1,B0,B1,B2,B3); SBoxE1(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
67
0
   key_xor( 2,B0,B1,B2,B3); SBoxE2(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
68
0
   key_xor( 3,B0,B1,B2,B3); SBoxE3(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
69
0
   key_xor( 4,B0,B1,B2,B3); SBoxE4(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
70
0
   key_xor( 5,B0,B1,B2,B3); SBoxE5(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
71
0
   key_xor( 6,B0,B1,B2,B3); SBoxE6(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
72
0
   key_xor( 7,B0,B1,B2,B3); SBoxE7(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
73
74
0
   key_xor( 8,B0,B1,B2,B3); SBoxE0(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
75
0
   key_xor( 9,B0,B1,B2,B3); SBoxE1(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
76
0
   key_xor(10,B0,B1,B2,B3); SBoxE2(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
77
0
   key_xor(11,B0,B1,B2,B3); SBoxE3(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
78
0
   key_xor(12,B0,B1,B2,B3); SBoxE4(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
79
0
   key_xor(13,B0,B1,B2,B3); SBoxE5(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
80
0
   key_xor(14,B0,B1,B2,B3); SBoxE6(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
81
0
   key_xor(15,B0,B1,B2,B3); SBoxE7(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
82
83
0
   key_xor(16,B0,B1,B2,B3); SBoxE0(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
84
0
   key_xor(17,B0,B1,B2,B3); SBoxE1(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
85
0
   key_xor(18,B0,B1,B2,B3); SBoxE2(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
86
0
   key_xor(19,B0,B1,B2,B3); SBoxE3(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
87
0
   key_xor(20,B0,B1,B2,B3); SBoxE4(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
88
0
   key_xor(21,B0,B1,B2,B3); SBoxE5(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
89
0
   key_xor(22,B0,B1,B2,B3); SBoxE6(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
90
0
   key_xor(23,B0,B1,B2,B3); SBoxE7(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
91
92
0
   key_xor(24,B0,B1,B2,B3); SBoxE0(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
93
0
   key_xor(25,B0,B1,B2,B3); SBoxE1(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
94
0
   key_xor(26,B0,B1,B2,B3); SBoxE2(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
95
0
   key_xor(27,B0,B1,B2,B3); SBoxE3(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
96
0
   key_xor(28,B0,B1,B2,B3); SBoxE4(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
97
0
   key_xor(29,B0,B1,B2,B3); SBoxE5(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
98
0
   key_xor(30,B0,B1,B2,B3); SBoxE6(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
99
0
   key_xor(31,B0,B1,B2,B3); SBoxE7(B0,B1,B2,B3); key_xor(32,B0,B1,B2,B3);
100
101
0
   SIMD_4x32::transpose(B0, B1, B2, B3);
102
103
0
   B0.store_le(out);
104
0
   B1.store_le(out + 16);
105
0
   B2.store_le(out + 32);
106
0
   B3.store_le(out + 48);
107
0
   }
108
109
/*
110
* SIMD Serpent Decryption of 4 blocks in parallel
111
*/
112
void Serpent::simd_decrypt_4(const uint8_t in[64], uint8_t out[64]) const
113
0
   {
114
0
   SIMD_4x32 B0 = SIMD_4x32::load_le(in);
115
0
   SIMD_4x32 B1 = SIMD_4x32::load_le(in + 16);
116
0
   SIMD_4x32 B2 = SIMD_4x32::load_le(in + 32);
117
0
   SIMD_4x32 B3 = SIMD_4x32::load_le(in + 48);
118
119
0
   SIMD_4x32::transpose(B0, B1, B2, B3);
120
121
0
   key_xor(32,B0,B1,B2,B3);  SBoxD7(B0,B1,B2,B3); key_xor(31,B0,B1,B2,B3);
122
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD6(B0,B1,B2,B3); key_xor(30,B0,B1,B2,B3);
123
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD5(B0,B1,B2,B3); key_xor(29,B0,B1,B2,B3);
124
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD4(B0,B1,B2,B3); key_xor(28,B0,B1,B2,B3);
125
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD3(B0,B1,B2,B3); key_xor(27,B0,B1,B2,B3);
126
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD2(B0,B1,B2,B3); key_xor(26,B0,B1,B2,B3);
127
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD1(B0,B1,B2,B3); key_xor(25,B0,B1,B2,B3);
128
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD0(B0,B1,B2,B3); key_xor(24,B0,B1,B2,B3);
129
130
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD7(B0,B1,B2,B3); key_xor(23,B0,B1,B2,B3);
131
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD6(B0,B1,B2,B3); key_xor(22,B0,B1,B2,B3);
132
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD5(B0,B1,B2,B3); key_xor(21,B0,B1,B2,B3);
133
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD4(B0,B1,B2,B3); key_xor(20,B0,B1,B2,B3);
134
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD3(B0,B1,B2,B3); key_xor(19,B0,B1,B2,B3);
135
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD2(B0,B1,B2,B3); key_xor(18,B0,B1,B2,B3);
136
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD1(B0,B1,B2,B3); key_xor(17,B0,B1,B2,B3);
137
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD0(B0,B1,B2,B3); key_xor(16,B0,B1,B2,B3);
138
139
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD7(B0,B1,B2,B3); key_xor(15,B0,B1,B2,B3);
140
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD6(B0,B1,B2,B3); key_xor(14,B0,B1,B2,B3);
141
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD5(B0,B1,B2,B3); key_xor(13,B0,B1,B2,B3);
142
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD4(B0,B1,B2,B3); key_xor(12,B0,B1,B2,B3);
143
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD3(B0,B1,B2,B3); key_xor(11,B0,B1,B2,B3);
144
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD2(B0,B1,B2,B3); key_xor(10,B0,B1,B2,B3);
145
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD1(B0,B1,B2,B3); key_xor( 9,B0,B1,B2,B3);
146
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD0(B0,B1,B2,B3); key_xor( 8,B0,B1,B2,B3);
147
148
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD7(B0,B1,B2,B3); key_xor( 7,B0,B1,B2,B3);
149
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD6(B0,B1,B2,B3); key_xor( 6,B0,B1,B2,B3);
150
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD5(B0,B1,B2,B3); key_xor( 5,B0,B1,B2,B3);
151
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD4(B0,B1,B2,B3); key_xor( 4,B0,B1,B2,B3);
152
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD3(B0,B1,B2,B3); key_xor( 3,B0,B1,B2,B3);
153
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD2(B0,B1,B2,B3); key_xor( 2,B0,B1,B2,B3);
154
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD1(B0,B1,B2,B3); key_xor( 1,B0,B1,B2,B3);
155
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD0(B0,B1,B2,B3); key_xor( 0,B0,B1,B2,B3);
156
157
0
   SIMD_4x32::transpose(B0, B1, B2, B3);
158
159
0
   B0.store_le(out);
160
0
   B1.store_le(out + 16);
161
0
   B2.store_le(out + 32);
162
0
   B3.store_le(out + 48);
163
0
   }
164
165
#undef key_xor
166
#undef transform
167
#undef i_transform
168
169
}