home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ PC-Online 1998 February / PCOnline_02_1998.iso / filesbbs / os2 / pgp263.arj / PGP263I.SRC / PGP263II.ZIP / src / idea.c < prev    next >
C/C++ Source or Header  |  1995-09-27  |  19KB  |  677 lines
  1. /*
  2.  *    idea.c - C source code for IDEA block cipher.
  3.  *      IDEA (International Data Encryption Algorithm), formerly known as 
  4.  *      IPES (Improved Proposed Encryption Standard).
  5.  *      Algorithm developed by Xuejia Lai and James L. Massey, of ETH Zurich.
  6.  *      This implementation modified and derived from original C code 
  7.  *      developed by Xuejia Lai.  
  8.  *      Zero-based indexing added, names changed from IPES to IDEA.
  9.  *      CFB functions added.  Random number routines added.
  10.  *
  11.  *      Extensively optimized and restructured by Colin Plumb.
  12.  *
  13.  *      There are two adjustments that can be made to this code to
  14.  *      speed it up.  Defaults may be used for PCs.  Only the -DIDEA32
  15.  *      pays off significantly if selectively set or not set.
  16.  *      Experiment to see what works best for your machine.
  17.  *
  18.  *      Multiplication: default is inline, -DAVOID_JUMPS uses a
  19.  *              different version that does not do any conditional
  20.  *              jumps (a few percent worse on a SPARC), while
  21.  *              -DSMALL_CACHE takes it out of line to stay
  22.  *              within a small on-chip code cache.
  23.  *      Variables: normally, 16-bit variables are used, but some
  24.  *              machines (notably RISCs) do not have 16-bit registers,
  25.  *              so they do a great deal of masking.  -DIDEA32 uses "int"
  26.  *              register variables and masks explicitly only where
  27.  *              necessary.  On a SPARC, for example, this boosts
  28.  *              performace by 30%.
  29.  *
  30.  *      The IDEA(tm) block cipher is covered by patents held by ETH and a
  31.  *      Swiss company called Ascom-Tech AG.  The Swiss patent number is
  32.  *      PCT/CH91/00117, the European patent number is EP 0 482 154 B1, and
  33.  *      the U.S. patent number is US005214703.  IDEA(tm) is a trademark of
  34.  *      Ascom-Tech AG.  There is no license fee required for noncommercial
  35.  *      use.  Commercial users may obtain licensing details from Dieter
  36.  *      Profos, Ascom Tech AG, Solothurn Lab, Postfach 151, 4502 Solothurn,
  37.  *      Switzerland, Tel +41 65 242885, Fax +41 65 235761.
  38.  *
  39.  *      The IDEA block cipher uses a 64-bit block size, and a 128-bit key 
  40.  *      size.  It breaks the 64-bit cipher block into four 16-bit words
  41.  *      because all of the primitive inner operations are done with 16-bit 
  42.  *      arithmetic.  It likewise breaks the 128-bit cipher key into eight 
  43.  *      16-bit words.
  44.  *
  45.  *      For further information on the IDEA cipher, see the book:
  46.  *        Xuejia Lai, "On the Design and Security of Block Ciphers",
  47.  *        ETH Series on Information Processing (ed. J.L. Massey) Vol 1,
  48.  *        Hartung-Gorre Verlag, Konstanz, Switzerland, 1992.  ISBN
  49.  *        3-89191-573-X.
  50.  *
  51.  *      This code runs on arrays of bytes by taking pairs in big-endian
  52.  *      order to make the 16-bit words that IDEA uses internally.  This
  53.  *      produces the same result regardless of the byte order of the
  54.  *      native CPU.
  55.  */
  56.  
  57. #include <string.h>
  58. #include "idea.h"
  59. #include "randpool.h"
  60.  
  61. #ifdef MACTC5
  62. #include <string.h>
  63. #define IDEA32
  64. #define SMALL_CACHE
  65. #define USE68ASM
  66. void ideaCipher(byte const inbuf[8], byte outbuf[8],
  67.                word16 const *key);
  68. #endif
  69.  
  70. #ifdef IDEA32            /* Use >16-bit temporaries */
  71. #define low16(x) ((x) & 0xFFFF)
  72. typedef unsigned int uint16;    /* at LEAST 16 bits, maybe more */
  73. #else
  74. #define low16(x) (x)        /* this is only ever applied to uint16's */
  75. typedef word16 uint16;
  76. #endif
  77.  
  78. #ifdef _GNUC_
  79. /* __const__ simply means there are no side effects for this function,
  80.  * which is useful info for the gcc optimizer
  81.  */
  82. #define CONST __const__
  83. #else
  84. #define CONST
  85. #endif
  86.  
  87. /*
  88.  * Multiplication, modulo (2**16)+1
  89.  * Note that this code is structured on the assumption that
  90.  * untaken branches are cheaper than taken branches, and the
  91.  * compiler doesn't schedule branches.
  92.  */
  93. #ifdef SMALL_CACHE
  94. #ifdef MACTC5
  95.  
  96. CONST static uint16 
  97. mul(uint16 a, uint16 b) {
  98. asm {
  99.         move.w    a,d1
  100.         beq.s    @aeq0
  101.         move.w    b,d0
  102.         beq.s    @beq0
  103.         mulu.w    d0,d1    ; a = a * b
  104.         move.w    d1,d0    ; b = a
  105.         swap    d1        ; a = a >> 16
  106.         sub.w    d1,d0    ; b = b - a
  107.         bcc.s    @endit    ; b >= a?
  108.         addq.w    #1,d0    ; b < a : (b - a) + 1
  109.         bra.s    @endit
  110. @aeq0:    moveq    #1,d0
  111.         move.w    b,d1
  112.         sub.w    d1,d0    ; 1 - b
  113.         bra.s    @endit
  114. @beq0:    moveq    #1,d0
  115.         sub.w    d1,d0    ; 1 - a
  116.         }
  117. endit:    return;
  118. }
  119.  
  120. #else
  121.  
  122. CONST static uint16
  123.  mul(register uint16 a, register uint16 b)
  124. {
  125.     register word32 p;
  126.  
  127.     p = (word32) a *b;
  128.     if (p) {
  129.     b = low16(p);
  130.     a = p >> 16;
  131.     return (b - a) + (b < a);
  132.     } else if (a) {
  133.     return 1 - a;
  134.     } else {
  135.     return 1 - b;
  136.     }
  137. }                /* mul */
  138. #endif            /* MACTC5 */
  139. #endif            /* SMALL_CACHE */
  140.  
  141. /*
  142.  * Compute the multiplicative inverse of x, modulo 65537, using Euclid's
  143.  * algorithm. It is unrolled twice to avoid swapping the registers each
  144.  * iteration, and some subtracts of t have been changed to adds.
  145.  */
  146. CONST static uint16
  147.  mulInv(uint16 x)
  148. {
  149.     uint16 t0, t1;
  150.     uint16 q, y;
  151.  
  152.     if (x <= 1)
  153.     return x;        /* 0 and 1 are self-inverse */
  154.     t1 = 0x10001L / x;        /* Since x >= 2, this fits into 16 bits */
  155.     y = 0x10001L % x;
  156.     if (y == 1)
  157.     return low16(1 - t1);
  158.     t0 = 1;
  159.     do {
  160.     q = x / y;
  161.     x = x % y;
  162.     t0 += q * t1;
  163.     if (x == 1)
  164.         return t0;
  165.     q = y / x;
  166.     y = y % x;
  167.     t1 += q * t0;
  168.     } while (y != 1);
  169.     return low16(1 - t1);
  170. }                /* mukInv */
  171.  
  172. /*
  173.  * Expand a 128-bit user key to a working encryption key EK
  174.  */
  175. static void ideaExpandKey(byte const *userkey, word16 * EK)
  176. {
  177.     int i, j;
  178.  
  179.     for (j = 0; j < 8; j++) {
  180.     EK[j] = (userkey[0] << 8) + userkey[1];
  181.     userkey += 2;
  182.     }
  183.     for (i = 0; j < IDEAKEYLEN; j++) {
  184.     i++;
  185.     EK[i + 7] = EK[i & 7] << 9 | EK[i + 1 & 7] >> 7;
  186.     EK += i & 8;
  187.     i &= 7;
  188.     }
  189. }                /* ideaExpandKey */
  190.  
  191. /*
  192.  * Compute IDEA decryption key DK from an expanded IDEA encryption key EK
  193.  * Note that the input and output may be the same.  Thus, the key is
  194.  * inverted into an internal buffer, and then copied to the output.
  195.  */
  196. static void ideaInvertKey(word16 const *EK, word16 DK[IDEAKEYLEN])
  197. {
  198.     int i;
  199.     uint16 t1, t2, t3;
  200.     word16 temp[IDEAKEYLEN];
  201.     word16 *p = temp + IDEAKEYLEN;
  202.  
  203.     t1 = mulInv(*EK++);
  204.     t2 = -*EK++;
  205.     t3 = -*EK++;
  206.     *--p = mulInv(*EK++);
  207.     *--p = t3;
  208.     *--p = t2;
  209.     *--p = t1;
  210.  
  211.     for (i = 0; i < IDEAROUNDS - 1; i++) {
  212.     t1 = *EK++;
  213.     *--p = *EK++;
  214.     *--p = t1;
  215.  
  216.     t1 = mulInv(*EK++);
  217.     t2 = -*EK++;
  218.     t3 = -*EK++;
  219.     *--p = mulInv(*EK++);
  220.     *--p = t2;
  221.     *--p = t3;
  222.     *--p = t1;
  223.     }
  224.     t1 = *EK++;
  225.     *--p = *EK++;
  226.     *--p = t1;
  227.  
  228.     t1 = mulInv(*EK++);
  229.     t2 = -*EK++;
  230.     t3 = -*EK++;
  231.     *--p = mulInv(*EK++);
  232.     *--p = t3;
  233.     *--p = t2;
  234.     *--p = t1;
  235. /* Copy and destroy temp copy */
  236.     memcpy(DK, temp, sizeof(temp));
  237.     burn(temp);
  238. }                /* ideaInvertKey */
  239.  
  240. /*
  241.  * MUL(x,y) computes x = x*y, modulo 0x10001.  Requires two temps, 
  242.  * t16 and t32.  x is modified, and must be a side-effect-free lvalue.
  243.  * y may be anything, but unlike x, must be strictly less than 65536 
  244.  * even if low16() is #defined.
  245.  * All of these are equivalent - see which is faster on your machine
  246.  */
  247. #ifdef SMALL_CACHE
  248. #define MUL(x,y) (x = mul(low16(x),y))
  249. #else                /* !SMALL_CACHE */
  250. #ifdef AVOID_JUMPS
  251. #define MUL(x,y) (x = low16(x-1), t16 = low16((y)-1), \
  252.         t32 = (word32)x*t16 + x + t16, x = low16(t32), \
  253.         t16 = t32>>16, x = (x-t16) + (x<t16) + 1)
  254. #else                /* !AVOID_JUMPS (default) */
  255. #define MUL(x,y) \
  256.     ((t16 = (y)) ? \
  257.         (x=low16(x)) ? \
  258.             t32 = (word32)x*t16, \
  259.             x = low16(t32), \
  260.             t16 = t32>>16, \
  261.             x = (x-t16)+(x<t16) \
  262.         : \
  263.             (x = 1-t16) \
  264.     : \
  265.         (x = 1-x))
  266. #endif
  267. #endif
  268.  
  269. /*      IDEA encryption/decryption algorithm */
  270. /* Note that in and out can be the same buffer */
  271. #ifndef USE68ASM
  272. static void ideaCipher(byte const inbuf[8], byte outbuf[8],
  273.                word16 const *key)
  274. {
  275.     register uint16 x1, x2, x3, x4, s2, s3;
  276.     word16 *in, *out;
  277. #ifndef SMALL_CACHE
  278.     register uint16 t16;    /* Temporaries needed by MUL macro */
  279.     register word32 t32;
  280. #endif
  281.     int r = IDEAROUNDS;
  282.  
  283.     in = (word16 *) inbuf;
  284.     x1 = *in++;
  285.     x2 = *in++;
  286.     x3 = *in++;
  287.     x4 = *in;
  288. #ifndef HIGHFIRST
  289.     x1 = (x1 >> 8) | (x1 << 8);
  290.     x2 = (x2 >> 8) | (x2 << 8);
  291.     x3 = (x3 >> 8) | (x3 << 8);
  292.     x4 = (x4 >> 8) | (x4 << 8);
  293. #endif
  294.     do {
  295.     MUL(x1, *key++);
  296.     x2 += *key++;
  297.     x3 += *key++;
  298.     MUL(x4, *key++);
  299.  
  300.     s3 = x3;
  301.     x3 ^= x1;
  302.     MUL(x3, *key++);
  303.     s2 = x2;
  304.     x2 ^= x4;
  305.     x2 += x3;
  306.     MUL(x2, *key++);
  307.     x3 += x2;
  308.  
  309.     x1 ^= x2;
  310.     x4 ^= x3;
  311.  
  312.     x2 ^= s3;
  313.     x3 ^= s2;
  314.     } while (--r);
  315.     MUL(x1, *key++);
  316.     x3 += *key++;
  317.     x2 += *key++;
  318.     MUL(x4, *key);
  319.  
  320.     out = (word16 *) outbuf;
  321. #ifdef HIGHFIRST
  322.     *out++ = x1;
  323.     *out++ = x3;
  324.     *out++ = x2;
  325.     *out = x4;
  326. #else                /* !HIGHFIRST */
  327.     x1 = low16(x1);
  328.     x2 = low16(x2);
  329.     x3 = low16(x3);
  330.     x4 = low16(x4);
  331.     *out++ = (x1 >> 8) | (x1 << 8);
  332.     *out++ = (x3 >> 8) | (x3 << 8);
  333.     *out++ = (x2 >> 8) | (x2 << 8);
  334.     *out = (x4 >> 8) | (x4 << 8);
  335. #endif
  336. }                /* ideaCipher */
  337. #endif            /* USE68ASM */
  338.  
  339. /*-------------------------------------------------------------*/
  340.  
  341. #ifdef TEST
  342.  
  343. #include <stdio.h>
  344. #include <time.h>
  345. /*
  346.  * This is the number of Kbytes of test data to encrypt.
  347.  * It defaults to 1 MByte.
  348.  */
  349. #ifndef BLOCKS
  350. #ifndef KBYTES
  351. #define KBYTES 1024
  352. #endif
  353. #define BLOCKS (64*KBYTES)
  354. #endif
  355.  
  356. int main(void)
  357. {                /* Test driver for IDEA cipher */
  358.     int i, j, k;
  359.     byte userkey[16];
  360.     word16 EK[IDEAKEYLEN], DK[IDEAKEYLEN];
  361.     byte XX[8], YY[8], ZZ[8];
  362.     clock_t start, end;
  363.     long l;
  364.  
  365.     /* Make a sample user key for testing... */
  366.     for (i = 0; i < 16; i++)
  367.     userkey[i] = i + 1;
  368.  
  369.     /* Compute encryption subkeys from user key... */
  370.     ideaExpandKey(userkey, EK);
  371.     printf("\nEncryption key subblocks: ");
  372.     for (j = 0; j < IDEAROUNDS + 1; j++) {
  373.     printf("\nround %d:   ", j + 1);
  374.     if (j < IDEAROUNDS)
  375.         for (i = 0; i < 6; i++)
  376.         printf(" %6u", EK[j * 6 + i]);
  377.     else
  378.         for (i = 0; i < 4; i++)
  379.         printf(" %6u", EK[j * 6 + i]);
  380.     }
  381.  
  382.     /* Compute decryption subkeys from encryption subkeys... */
  383.     ideaInvertKey(EK, DK);
  384.     printf("\nDecryption key subblocks: ");
  385.     for (j = 0; j < IDEAROUNDS + 1; j++) {
  386.     printf("\nround %d:   ", j + 1);
  387.     if (j < IDEAROUNDS)
  388.         for (i = 0; i < 6; i++)
  389.         printf(" %6u", DK[j * 6 + i]);
  390.     else
  391.         for (i = 0; i < 4; i++)
  392.         printf(" %6u", DK[j * 6 + i]);
  393.     }
  394.  
  395.     /* Make a sample plaintext pattern for testing... */
  396.     for (k = 0; k < 8; k++)
  397.     XX[k] = k;
  398.  
  399.     printf("\n Encrypting %d bytes (%ld blocks)...", BLOCKS * 16, BLOCKS);
  400.     fflush(stdout);
  401.     start = clock();
  402.     memcpy(YY, XX, 8);
  403.     for (l = 0; l < BLOCKS; l++)
  404.     ideaCipher(YY, YY, EK);    /* repeated encryption */
  405.     memcpy(ZZ, YY, 8);
  406.     for (l = 0; l < BLOCKS; l++)
  407.     ideaCipher(ZZ, ZZ, DK);    /* repeated decryption */
  408.     end = clock() - start;
  409.     l = end / (CLOCKS_PER_SEC / 1000) + 1;
  410.     i = l / 1000;
  411.     j = l % 1000;
  412.     l = (16 * BLOCKS * (CLOCKS_PER_SEC / 1000)) / (end / 1000);
  413.     printf("%d.%03d seconds = %ld bytes per second\n", i, j, l);
  414.  
  415.     printf("\nX %3u  %3u  %3u  %3u  %3u  %3u  %3u %3u\n",
  416.        XX[0], XX[1], XX[2], XX[3], XX[4], XX[5], XX[6], XX[7]);
  417.     printf("\nY %3u  %3u  %3u  %3u  %3u  %3u  %3u %3u\n",
  418.        YY[0], YY[1], YY[2], YY[3], YY[4], YY[5], YY[6], YY[7]);
  419.     printf("\nZ %3u  %3u  %3u  %3u  %3u  %3u  %3u %3u\n",
  420.        ZZ[0], ZZ[1], ZZ[2], ZZ[3], ZZ[4], ZZ[5], ZZ[6], ZZ[7]);
  421.  
  422.     /* Now decrypted ZZ should be same as original XX */
  423.     for (k = 0; k < 8; k++)
  424.     if (XX[k] != ZZ[k]) {
  425.         printf("\n\07Error!  Noninvertable encryption.\n");
  426.         exit(-1);        /* error exit */
  427.     }
  428.     printf("\nNormal exit.\n");
  429.     return 0;            /* normal exit */
  430. }                /* main */
  431.  
  432. #endif                /* TEST */
  433.  
  434.  
  435. /*************************************************************************/
  436.  
  437. void ideaCfbReinit(struct IdeaCfbContext *context, byte const *iv)
  438. {
  439.     if (iv)
  440.     memcpy(context->iv, iv, 8);
  441.     else
  442.     fill0(context->iv, 8);
  443.     context->bufleft = 0;
  444. }
  445.  
  446. void ideaCfbInit(struct IdeaCfbContext *context, byte const key[16])
  447. {
  448.     ideaExpandKey(key, context->key);
  449.     ideaCfbReinit(context, 0);
  450. }
  451.  
  452. void ideaCfbDestroy(struct IdeaCfbContext *context)
  453. {
  454.     burn(*context);
  455. }
  456.  
  457. /*
  458.  * Okay, explanation time:
  459.  * Phil invented a unique way of doing CFB that's sensitive to semantic
  460.  * boundaries within the data being encrypted.  One way to phrase
  461.  * CFB en/decryption is to say that you XOR the current 8 bytes with
  462.  * IDEA(previous 8 bytes of ciphertext).  Normally, you repeat this
  463.  * at 8-byte intervals, but Phil decided to resync things on the
  464.  * boundaries between elements in the stream being encrypted.
  465.  *
  466.  * That is, the last 4 bytes of a 12-byte field are en/decrypted using
  467.  * the first 4 bytes of IDEA(previous 8 bytes of ciphertext), but then
  468.  * the last 4 bytes of that IDEA computation are thrown away, and the
  469.  * first 8 bytes of the next field are en/decrypted using
  470.  * IDEA(last 8 bytes of ciphertext).  This is equivalent to using a
  471.  * shorter feedback length (if you're familiar with the general CFB
  472.  * technique) briefly, and doesn't weaken the cipher any (using shorter
  473.  * CFB lengths makes it stronger, actually), it just makes it a bit unusual.
  474.  *
  475.  * Anyway, to accomodate this behaviour, every time we do an IDEA
  476.  * encrpytion of 8 bytes of ciphertext to get 8 bytes of XOR mask,
  477.  * we remember the ciphertext.  Then if we have to resync things
  478.  * after having processed, say, 2 bytes, we refill the iv buffer
  479.  * with the last 6 bytes of the old ciphertext followed by the
  480.  * 2 bytes of new ciphertext stored in the front of the iv buffer.
  481.  */
  482. void ideaCfbSync(struct IdeaCfbContext *context)
  483. {
  484.     int bufleft = context->bufleft;
  485.  
  486.     if (bufleft) {
  487.     memmove(context->iv + bufleft, context->iv, 8 - bufleft);
  488.     memcpy(context->iv, context->oldcipher + 8 - bufleft, bufleft);
  489.     context->bufleft = 0;
  490.     }
  491. }
  492.  
  493. /*
  494.  * Encrypt a buffer of data, using IDEA in CFB mode.
  495.  * There are more compact ways of writing this, but this is
  496.  * written for speed.
  497.  */
  498. void ideaCfbEncrypt(struct IdeaCfbContext *context, byte const *src,
  499.             byte * dest, int count)
  500. {
  501.     int bufleft = context->bufleft;
  502.     byte *bufptr = context->iv + 8 - bufleft;
  503.  
  504.     /* If there are no more bytes to encrypt that there are bytes
  505.      * in the buffer, XOR them in and return.
  506.      */
  507.     if (count <= bufleft) {
  508.     context->bufleft = bufleft - count;
  509.     while (count--) {
  510.         *dest++ = *bufptr++ ^= *src++;
  511.     }
  512.     return;
  513.     }
  514.     count -= bufleft;
  515.     /* Encrypt the first bufleft (0 to 7) bytes of the input by XOR
  516.      * with the last bufleft bytes in the iv buffer.
  517.      */
  518.     while (bufleft--) {
  519.     *dest++ = (*bufptr++ ^= *src++);
  520.     }
  521.     /* Encrypt middle blocks of the input by cranking the cipher,
  522.      * XORing 8-byte blocks, and repeating until the count
  523.      * is 8 or less.
  524.      */
  525.     while (count > 8) {
  526.     bufptr = context->iv;
  527.     memcpy(context->oldcipher, bufptr, 8);
  528.     ideaCipher(bufptr, bufptr, context->key);
  529.     bufleft = 8;
  530.     count -= 8;
  531.     do {
  532.         *dest++ = (*bufptr++ ^= *src++);
  533.     } while (--bufleft);
  534.     }
  535.     /* Do the last 1 to 8 bytes */
  536.     bufptr = context->iv;
  537.     memcpy(context->oldcipher, bufptr, 8);
  538.     ideaCipher(bufptr, bufptr, context->key);
  539.     context->bufleft = 8 - count;
  540.     do {
  541.     *dest++ = (*bufptr++ ^= *src++);
  542.     } while (--count);
  543. }
  544.  
  545.  
  546. /*
  547.  * Decrypt a buffer of data, using IDEA in CFB mode.
  548.  * There are more compact ways of writing this, but this is
  549.  * written for speed.
  550.  */
  551. void ideaCfbDecrypt(struct IdeaCfbContext *context, byte const *src,
  552.             byte * dest, int count)
  553. {
  554.     int bufleft = context->bufleft;
  555.     static byte *bufptr;
  556.     byte t;
  557.  
  558.     bufptr = context->iv + (8 - bufleft);
  559.     if (count <= bufleft) {
  560.     context->bufleft = bufleft - count;
  561.     while (count--) {
  562.         t = *bufptr;
  563.         *dest++ = t ^ (*bufptr++ = *src++);
  564.     }
  565.     return;
  566.     }
  567.     count -= bufleft;
  568.     while (bufleft--) {
  569.     t = *bufptr;
  570.     *dest++ = t ^ (*bufptr++ = *src++);
  571.     }
  572.     while (count > 8) {
  573.     bufptr = context->iv;
  574.     memcpy(context->oldcipher, bufptr, 8);
  575.     ideaCipher(bufptr, bufptr, context->key);
  576.     bufleft = 8;
  577.     count -= 8;
  578.     do {
  579.         t = *bufptr;
  580.         *dest++ = t ^ (*bufptr++ = *src++);
  581.     } while (--bufleft);
  582.     }
  583.     bufptr = context->iv;
  584.     memcpy(context->oldcipher, bufptr, 8);
  585.     ideaCipher(bufptr, bufptr, context->key);
  586.     context->bufleft = 8 - count;
  587.     do {
  588.     t = *bufptr;
  589.     *dest++ = t ^ (*bufptr++ = *src++);
  590.     } while (--count);
  591. }
  592.  
  593. /********************************************************************/
  594.  
  595. /*
  596.  * Cryptographically strong pseudo-random-number generator.
  597.  * The design is from Appendix C of ANSI X9.17, "Financial
  598.  * Institution Key Management (Wholesale)", with IDEA
  599.  * substituted for the DES.
  600.  */
  601.  
  602. /*
  603.  * Initialize a cryptographic random-number generator.
  604.  * key and seed should be arbitrary.
  605.  */
  606. void ideaRandInit(struct IdeaRandContext *context, byte const key[16],
  607.           byte const seed[8])
  608. {
  609.     int i;
  610.  
  611.     ideaExpandKey(key, context->key);
  612.     context->bufleft = 0;
  613.     memcpy(context->internalbuf, seed, 8);
  614. }
  615.  
  616.  
  617. /*
  618.  * Read out the RNG's state.
  619.  */
  620. void ideaRandState(struct IdeaRandContext *context, byte key[16], byte seed[8])
  621. {
  622.     int i;
  623.  
  624.     memcpy(seed, context->internalbuf, 8);
  625.     for (i = 0; i < 8; i++) {
  626.     key[2 * i] = context->key[i] >> 8;
  627.     key[2 * i + 1] = context->key[i];
  628.     }
  629.  
  630. }
  631.  
  632. /*
  633.  * Encrypt the RNG's state with the given CFB encryptor.
  634.  */
  635. void ideaRandWash(struct IdeaRandContext *context, struct IdeaCfbContext *cfb)
  636. {
  637.     byte keyseed[16 + 8];
  638.     int i;
  639.  
  640.     ideaRandState(context, keyseed, keyseed + 16);
  641.     ideaCfbEncrypt(cfb, keyseed, keyseed, 16 + 8);
  642.     ideaRandInit(context, keyseed, keyseed + 16);
  643.  
  644.     memset(keyseed, 0, 16 + 8);
  645. }
  646.  
  647. /*
  648.  * Cryptographic pseudo-random-number generator, used for generating
  649.  * session keys.
  650.  */
  651. byte
  652. ideaRandByte(struct IdeaRandContext *c)
  653. {
  654.     int i;
  655.  
  656.     if (!c->bufleft) {
  657.     byte timestamp[8];
  658.  
  659.     /* Get some true-random noise to help */
  660.     randPoolGetBytes(timestamp, sizeof(timestamp));
  661.  
  662.     /* Compute next 8 bytes of output */
  663.     for (i = 0; i < 8; i++)
  664.         c->outbuf[i] = c->internalbuf[i] ^ timestamp[i];
  665.     ideaCipher(c->outbuf, c->outbuf, c->key);
  666.     /* Compute new seed vector */
  667.     for (i = 0; i < 8; i++)
  668.         c->internalbuf[i] = c->outbuf[i] ^ timestamp[i];
  669.     ideaCipher(c->internalbuf, c->internalbuf, c->key);
  670.     burn(timestamp);
  671.     c->bufleft = 8;
  672.     }
  673.     return c->outbuf[--c->bufleft];
  674. }
  675.  
  676. /* end of idea.c */
  677.