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Text File  |  1992-02-12  |  5.7 KB  |  174 lines
  1.  
  2.  
  3.     UFC-crypt: ultra fast 'crypt' implementation
  4.     ============================================
  5.  
  6.     @(#)README    2.10 01/30/92
  7.  
  8. Design goals/non goals:
  9. ----------------------
  10.  
  11. - Crypt implementation plugin compatible with crypt(3)/fcrypt.
  12.  
  13. - High performance when used for password cracking.
  14.  
  15. - Portable to most 32/64 bit machines.
  16.  
  17. - Startup time/mixed salt performance not critical.
  18.  
  19. Features of the implementation:
  20. ------------------------------
  21.  
  22. - Runs 30-60 times faster than crypt(3) when invoked repeated
  23.   times with the same salt and varying passwords.
  24.  
  25. - With mostly constant salts, performance is about three times
  26.   that of the default fcrypt implementation shipped with Alec 
  27.   Muffets 'Crack' password cracker. For instructions on how to
  28.   plug UFC-crypt into 'Crack', see below.
  29.  
  30. - With alternating salts, performance is only about twice
  31.   that of crypt(3).
  32.  
  33. - Tested on 680x0, 386, SPARC, MIPS, HP-PA, Convex, 
  34.   Pyramid and IBM RS/6000 systems as well as with gcc on IBM PS/2.
  35.  
  36. - Requires 165 kb for tables.
  37.  
  38. Author & licensing etc
  39. ----------------------
  40.  
  41. UFC-crypt is written by Michael Glad, email: glad@daimi.aau.dk.
  42. It is covered by the GNU library license version 2, see the file 'COPYING'.
  43.  
  44. Installing
  45. ----------
  46.  
  47. Edit the Makefile setting the variables
  48.  
  49. CRYPT:    The encryption module to use; crypt.o should always work.
  50.         If compiling for one of the machines for which special support
  51.     is available, select the appropriate module.
  52.  
  53. CC:    The compiler to use.
  54.  
  55. OFLAGS: The highest level of optimization available.
  56.  
  57. Now run 'make'. UFC-crypt is compiled into 'libufc.a'. A test program: ufc
  58. is also linked. Try it out: './ufc 1' to test proper operation.
  59.  
  60. For a more thorough test, run 'make tests'. This compiles and invokes
  61. a DES validation suite as well as two benchmark programs comparing 
  62. UFC-crypt with the native crypt(3) implementation. If your friendly 
  63. vendor has omitted crypt(3) from libc, compilation of the native 
  64. benchmark program 'speedc' will fail.
  65.  
  66. 'libufc.a' can be linked into your applications. It is compatible with
  67. both crypt(3) and the fcrypt shipped with Alec Muffett's Crack program.
  68.  
  69. Installing UFC-crypt into Crack:
  70. -------------------------------
  71.  
  72. Crack Release 4.0a: in 'Sources/Makefile', change the CRACKCRYPT macro
  73.             to a path leading to 'libufc.a' and invoke the Crack
  74.             script as usual.
  75.  
  76. 4.1 and later:      Crack knows about UFC-crypt. Refer to the Crack docs
  77.             for instructions.
  78.  
  79. Benchmark table:
  80. ---------------
  81.  
  82. The table shows how many operations per second UFC-crypt can
  83. do on various machines. 
  84.  
  85. |--------------|-------------------------------------------|
  86. |Machine       |  SUN*  SUN*   HP*     DecStation   HP     |
  87. |              | 3/50   ELC  9000/425e    3100    9000/720 |
  88. |--------------|-------------------------------------------|
  89. | Crypt(3)/sec |  4.6    30     15         25        57    |
  90. | Ufc/sec      |  220   990    780       1015      3500    |
  91. |--------------|-------------------------------------------|
  92. | Speedup      |   48    30     52         40        60    |
  93. |--------------|-------------------------------------------|
  94.  
  95. *) Compiled using special assembly language support module.
  96.  
  97. It seems as if performance is limited by CPU bus and data cache capacity. 
  98. This also makes the benchmarks debatable compared to a real test with
  99. UFC-crypt wired into Crack. However, the table gives an outline of
  100. what can be expected.
  101.  
  102. Optimizations:
  103. -------------
  104.  
  105. Here are the optimizations used relative to an ordinary implementation
  106. such as the one said to be used in crypt(3).
  107.  
  108. Major optimizations
  109. *******************
  110.  
  111. - Keep data packed as bits in integer variables -- allows for
  112.   fast permutations & parallel xor's in CPU hardware.
  113.  
  114. - Let adjacent final & initial permutations collapse.
  115.  
  116. - Keep working data in 'E expanded' format all the time.
  117.  
  118. - Implement DES 'f' function mostly by table lookup
  119.  
  120. - Calculate the above function on 12 bit basis rather than 6
  121.   as would be the most natural.
  122.  
  123. - Implement setup routines so that performance is limited by the DES
  124.   inner loops only.
  125.  
  126. Minor (dirty) optimizations
  127. ***************************
  128.  
  129. - combine iterations of DES inner loop so that DES only loops
  130.   8 times. This saves a lot of variable swapping.
  131.  
  132. - Implement key access by a walking pointer rather than coding
  133.   as array indexing.
  134.  
  135. - As described, the table based f function uses a 3 dimensional array:
  136.  
  137.     sb ['number of 12 bit segment']['12 bit index']['48 bit half index']
  138.  
  139.   Code the routine with 4 (one dimensional) vectors.
  140.  
  141. - Design the internal data format & uglify the DES loops so that
  142.   the compiler does not need to do bit shifts when indexing vectors.
  143.  
  144. Portability issues
  145. ******************
  146.  
  147. UFC-crypt does not need to know the byte endianness of the machine is runs on.
  148.  
  149. To speed up the DES inner loop, it does a dirty trick requiring the
  150. availability of a integer flavoured data type occupying exactly 32 (or 64)
  151. bits. This is normally the case of 'long'. The header file 'ufc-crypt.h'
  152. contains typedefs for this type. If you have to change it (or any other part)
  153. to get things working, please drop me a note.
  154.  
  155. UFC-crypt can take advantage of 64 bit integers. At the moment, it is only 
  156. configured to do so automatically for Convex machines.
  157.  
  158. Revision history
  159. ****************
  160.  
  161. UFC patchlevel 0: base version; released to alt.sources on Sep 24 1991
  162. UFC patchlevel 1: patch released to alt.sources on Sep 27 1991.
  163.           No longer rebuilds sb tables when seeing a new salt.
  164. UFC-crypt pl0:      Essentially UFC pl 1. Released to comp.sources.misc
  165.           on Oct 22 1991.
  166. UFC-crypt pl1:    Released to comp.sources.misc in February 1992
  167.           * setkey/encrypt routines added
  168.           * added validation/benchmarking programs
  169.           * reworked keyschedule setup code
  170.           * memory demands reduced
  171.           * 64 bit support added
  172.  
  173.  
  174.