8#include <botan/serpent.h>
9#include <botan/loadstor.h>
10#include <botan/rotate.h>
11#include <botan/internal/serpent_sbox.h>
13#if defined(BOTAN_HAS_SERPENT_SIMD) || defined(BOTAN_HAS_SERPENT_AVX2)
14 #include <botan/cpuid.h>
24inline void transform(uint32_t& B0, uint32_t& B1, uint32_t& B2, uint32_t& B3)
26 B0 = rotl<13>(B0); B2 = rotl<3>(B2);
27 B1 ^= B0 ^ B2; B3 ^= B2 ^ (B0 << 3);
28 B1 = rotl<1>(B1); B3 = rotl<7>(B3);
29 B0 ^= B1 ^ B3; B2 ^= B3 ^ (B1 << 7);
30 B0 = rotl<5>(B0); B2 = rotl<22>(B2);
36inline void i_transform(uint32_t& B0, uint32_t& B1, uint32_t& B2, uint32_t& B3)
38 B2 = rotr<22>(B2); B0 = rotr<5>(B0);
39 B2 ^= B3 ^ (B1 << 7); B0 ^= B1 ^ B3;
40 B3 = rotr<7>(B3); B1 = rotr<1>(B1);
41 B3 ^= B2 ^ (B0 << 3); B1 ^= B0 ^ B2;
42 B2 = rotr<3>(B2); B0 = rotr<13>(B0);
50#define key_xor(round, B0, B1, B2, B3) \
51 B0 ^= m_round_key[4*round ]; \
52 B1 ^= m_round_key[4*round+1]; \
53 B2 ^= m_round_key[4*round+2]; \
54 B3 ^= m_round_key[4*round+3];
63#if defined(BOTAN_HAS_SERPENT_AVX2)
68 avx2_encrypt_8(in, out);
76#if defined(BOTAN_HAS_SERPENT_SIMD)
81 simd_encrypt_4(in, out);
91 uint32_t B0, B1, B2, B3;
92 load_le(in + 16*i, B0, B1, B2, B3);
94 key_xor( 0,B0,B1,B2,B3);
SBoxE0(B0,B1,B2,B3);
transform(B0,B1,B2,B3);
95 key_xor( 1,B0,B1,B2,B3);
SBoxE1(B0,B1,B2,B3);
transform(B0,B1,B2,B3);
96 key_xor( 2,B0,B1,B2,B3);
SBoxE2(B0,B1,B2,B3);
transform(B0,B1,B2,B3);
97 key_xor( 3,B0,B1,B2,B3);
SBoxE3(B0,B1,B2,B3);
transform(B0,B1,B2,B3);
98 key_xor( 4,B0,B1,B2,B3);
SBoxE4(B0,B1,B2,B3);
transform(B0,B1,B2,B3);
99 key_xor( 5,B0,B1,B2,B3);
SBoxE5(B0,B1,B2,B3);
transform(B0,B1,B2,B3);
100 key_xor( 6,B0,B1,B2,B3);
SBoxE6(B0,B1,B2,B3);
transform(B0,B1,B2,B3);
101 key_xor( 7,B0,B1,B2,B3);
SBoxE7(B0,B1,B2,B3);
transform(B0,B1,B2,B3);
102 key_xor( 8,B0,B1,B2,B3);
SBoxE0(B0,B1,B2,B3);
transform(B0,B1,B2,B3);
103 key_xor( 9,B0,B1,B2,B3);
SBoxE1(B0,B1,B2,B3);
transform(B0,B1,B2,B3);
104 key_xor(10,B0,B1,B2,B3);
SBoxE2(B0,B1,B2,B3);
transform(B0,B1,B2,B3);
105 key_xor(11,B0,B1,B2,B3);
SBoxE3(B0,B1,B2,B3);
transform(B0,B1,B2,B3);
106 key_xor(12,B0,B1,B2,B3);
SBoxE4(B0,B1,B2,B3);
transform(B0,B1,B2,B3);
107 key_xor(13,B0,B1,B2,B3);
SBoxE5(B0,B1,B2,B3);
transform(B0,B1,B2,B3);
108 key_xor(14,B0,B1,B2,B3);
SBoxE6(B0,B1,B2,B3);
transform(B0,B1,B2,B3);
109 key_xor(15,B0,B1,B2,B3);
SBoxE7(B0,B1,B2,B3);
transform(B0,B1,B2,B3);
110 key_xor(16,B0,B1,B2,B3);
SBoxE0(B0,B1,B2,B3);
transform(B0,B1,B2,B3);
111 key_xor(17,B0,B1,B2,B3);
SBoxE1(B0,B1,B2,B3);
transform(B0,B1,B2,B3);
112 key_xor(18,B0,B1,B2,B3);
SBoxE2(B0,B1,B2,B3);
transform(B0,B1,B2,B3);
113 key_xor(19,B0,B1,B2,B3);
SBoxE3(B0,B1,B2,B3);
transform(B0,B1,B2,B3);
114 key_xor(20,B0,B1,B2,B3);
SBoxE4(B0,B1,B2,B3);
transform(B0,B1,B2,B3);
115 key_xor(21,B0,B1,B2,B3);
SBoxE5(B0,B1,B2,B3);
transform(B0,B1,B2,B3);
116 key_xor(22,B0,B1,B2,B3);
SBoxE6(B0,B1,B2,B3);
transform(B0,B1,B2,B3);
117 key_xor(23,B0,B1,B2,B3);
SBoxE7(B0,B1,B2,B3);
transform(B0,B1,B2,B3);
118 key_xor(24,B0,B1,B2,B3);
SBoxE0(B0,B1,B2,B3);
transform(B0,B1,B2,B3);
119 key_xor(25,B0,B1,B2,B3);
SBoxE1(B0,B1,B2,B3);
transform(B0,B1,B2,B3);
120 key_xor(26,B0,B1,B2,B3);
SBoxE2(B0,B1,B2,B3);
transform(B0,B1,B2,B3);
121 key_xor(27,B0,B1,B2,B3);
SBoxE3(B0,B1,B2,B3);
transform(B0,B1,B2,B3);
122 key_xor(28,B0,B1,B2,B3);
SBoxE4(B0,B1,B2,B3);
transform(B0,B1,B2,B3);
123 key_xor(29,B0,B1,B2,B3);
SBoxE5(B0,B1,B2,B3);
transform(B0,B1,B2,B3);
124 key_xor(30,B0,B1,B2,B3);
SBoxE6(B0,B1,B2,B3);
transform(B0,B1,B2,B3);
125 key_xor(31,B0,B1,B2,B3);
SBoxE7(B0,B1,B2,B3);
key_xor(32,B0,B1,B2,B3);
127 store_le(out + 16*i, B0, B1, B2, B3);
138#if defined(BOTAN_HAS_SERPENT_AVX2)
139 if(CPUID::has_avx2())
143 avx2_decrypt_8(in, out);
151#if defined(BOTAN_HAS_SERPENT_SIMD)
156 simd_decrypt_4(in, out);
166 uint32_t B0, B1, B2, B3;
167 load_le(in + 16*i, B0, B1, B2, B3);
169 key_xor(32,B0,B1,B2,B3);
SBoxD7(B0,B1,B2,B3);
key_xor(31,B0,B1,B2,B3);
170 i_transform(B0,B1,B2,B3);
SBoxD6(B0,B1,B2,B3);
key_xor(30,B0,B1,B2,B3);
171 i_transform(B0,B1,B2,B3);
SBoxD5(B0,B1,B2,B3);
key_xor(29,B0,B1,B2,B3);
172 i_transform(B0,B1,B2,B3);
SBoxD4(B0,B1,B2,B3);
key_xor(28,B0,B1,B2,B3);
173 i_transform(B0,B1,B2,B3);
SBoxD3(B0,B1,B2,B3);
key_xor(27,B0,B1,B2,B3);
174 i_transform(B0,B1,B2,B3);
SBoxD2(B0,B1,B2,B3);
key_xor(26,B0,B1,B2,B3);
175 i_transform(B0,B1,B2,B3);
SBoxD1(B0,B1,B2,B3);
key_xor(25,B0,B1,B2,B3);
176 i_transform(B0,B1,B2,B3);
SBoxD0(B0,B1,B2,B3);
key_xor(24,B0,B1,B2,B3);
177 i_transform(B0,B1,B2,B3);
SBoxD7(B0,B1,B2,B3);
key_xor(23,B0,B1,B2,B3);
178 i_transform(B0,B1,B2,B3);
SBoxD6(B0,B1,B2,B3);
key_xor(22,B0,B1,B2,B3);
179 i_transform(B0,B1,B2,B3);
SBoxD5(B0,B1,B2,B3);
key_xor(21,B0,B1,B2,B3);
180 i_transform(B0,B1,B2,B3);
SBoxD4(B0,B1,B2,B3);
key_xor(20,B0,B1,B2,B3);
181 i_transform(B0,B1,B2,B3);
SBoxD3(B0,B1,B2,B3);
key_xor(19,B0,B1,B2,B3);
182 i_transform(B0,B1,B2,B3);
SBoxD2(B0,B1,B2,B3);
key_xor(18,B0,B1,B2,B3);
183 i_transform(B0,B1,B2,B3);
SBoxD1(B0,B1,B2,B3);
key_xor(17,B0,B1,B2,B3);
184 i_transform(B0,B1,B2,B3);
SBoxD0(B0,B1,B2,B3);
key_xor(16,B0,B1,B2,B3);
185 i_transform(B0,B1,B2,B3);
SBoxD7(B0,B1,B2,B3);
key_xor(15,B0,B1,B2,B3);
186 i_transform(B0,B1,B2,B3);
SBoxD6(B0,B1,B2,B3);
key_xor(14,B0,B1,B2,B3);
187 i_transform(B0,B1,B2,B3);
SBoxD5(B0,B1,B2,B3);
key_xor(13,B0,B1,B2,B3);
188 i_transform(B0,B1,B2,B3);
SBoxD4(B0,B1,B2,B3);
key_xor(12,B0,B1,B2,B3);
189 i_transform(B0,B1,B2,B3);
SBoxD3(B0,B1,B2,B3);
key_xor(11,B0,B1,B2,B3);
190 i_transform(B0,B1,B2,B3);
SBoxD2(B0,B1,B2,B3);
key_xor(10,B0,B1,B2,B3);
191 i_transform(B0,B1,B2,B3);
SBoxD1(B0,B1,B2,B3);
key_xor( 9,B0,B1,B2,B3);
192 i_transform(B0,B1,B2,B3);
SBoxD0(B0,B1,B2,B3);
key_xor( 8,B0,B1,B2,B3);
193 i_transform(B0,B1,B2,B3);
SBoxD7(B0,B1,B2,B3);
key_xor( 7,B0,B1,B2,B3);
194 i_transform(B0,B1,B2,B3);
SBoxD6(B0,B1,B2,B3);
key_xor( 6,B0,B1,B2,B3);
195 i_transform(B0,B1,B2,B3);
SBoxD5(B0,B1,B2,B3);
key_xor( 5,B0,B1,B2,B3);
196 i_transform(B0,B1,B2,B3);
SBoxD4(B0,B1,B2,B3);
key_xor( 4,B0,B1,B2,B3);
197 i_transform(B0,B1,B2,B3);
SBoxD3(B0,B1,B2,B3);
key_xor( 3,B0,B1,B2,B3);
198 i_transform(B0,B1,B2,B3);
SBoxD2(B0,B1,B2,B3);
key_xor( 2,B0,B1,B2,B3);
199 i_transform(B0,B1,B2,B3);
SBoxD1(B0,B1,B2,B3);
key_xor( 1,B0,B1,B2,B3);
200 i_transform(B0,B1,B2,B3);
SBoxD0(B0,B1,B2,B3);
key_xor( 0,B0,B1,B2,B3);
202 store_le(out + 16*i, B0, B1, B2, B3);
213void Serpent::key_schedule(
const uint8_t key[],
size_t length)
215 const uint32_t PHI = 0x9E3779B9;
218 for(
size_t i = 0; i != length / 4; ++i)
221 W[length / 4] |= uint32_t(1) << ((length%4)*8);
223 for(
size_t i = 8; i != 140; ++i)
225 uint32_t wi = W[i-8] ^ W[i-5] ^ W[i-3] ^ W[i-1] ^ PHI ^ uint32_t(i-8);
229 SBoxE0(W[ 20],W[ 21],W[ 22],W[ 23]);
230 SBoxE0(W[ 52],W[ 53],W[ 54],W[ 55]);
231 SBoxE0(W[ 84],W[ 85],W[ 86],W[ 87]);
232 SBoxE0(W[116],W[117],W[118],W[119]);
234 SBoxE1(W[ 16],W[ 17],W[ 18],W[ 19]);
235 SBoxE1(W[ 48],W[ 49],W[ 50],W[ 51]);
236 SBoxE1(W[ 80],W[ 81],W[ 82],W[ 83]);
237 SBoxE1(W[112],W[113],W[114],W[115]);
239 SBoxE2(W[ 12],W[ 13],W[ 14],W[ 15]);
240 SBoxE2(W[ 44],W[ 45],W[ 46],W[ 47]);
241 SBoxE2(W[ 76],W[ 77],W[ 78],W[ 79]);
242 SBoxE2(W[108],W[109],W[110],W[111]);
244 SBoxE3(W[ 8],W[ 9],W[ 10],W[ 11]);
245 SBoxE3(W[ 40],W[ 41],W[ 42],W[ 43]);
246 SBoxE3(W[ 72],W[ 73],W[ 74],W[ 75]);
247 SBoxE3(W[104],W[105],W[106],W[107]);
248 SBoxE3(W[136],W[137],W[138],W[139]);
250 SBoxE4(W[ 36],W[ 37],W[ 38],W[ 39]);
251 SBoxE4(W[ 68],W[ 69],W[ 70],W[ 71]);
252 SBoxE4(W[100],W[101],W[102],W[103]);
253 SBoxE4(W[132],W[133],W[134],W[135]);
255 SBoxE5(W[ 32],W[ 33],W[ 34],W[ 35]);
256 SBoxE5(W[ 64],W[ 65],W[ 66],W[ 67]);
257 SBoxE5(W[ 96],W[ 97],W[ 98],W[ 99]);
258 SBoxE5(W[128],W[129],W[130],W[131]);
260 SBoxE6(W[ 28],W[ 29],W[ 30],W[ 31]);
261 SBoxE6(W[ 60],W[ 61],W[ 62],W[ 63]);
262 SBoxE6(W[ 92],W[ 93],W[ 94],W[ 95]);
263 SBoxE6(W[124],W[125],W[126],W[127]);
265 SBoxE7(W[ 24],W[ 25],W[ 26],W[ 27]);
266 SBoxE7(W[ 56],W[ 57],W[ 58],W[ 59]);
267 SBoxE7(W[ 88],W[ 89],W[ 90],W[ 91]);
268 SBoxE7(W[120],W[121],W[122],W[123]);
270 m_round_key.assign(W.begin() + 8, W.end());
280#if defined(BOTAN_HAS_SERPENT_AVX2)
281 if(CPUID::has_avx2())
287#if defined(BOTAN_HAS_SERPENT_SIMD)
static bool has_simd_32()
std::string provider() const override
void encrypt_n(const uint8_t in[], uint8_t out[], size_t blocks) const override
void decrypt_n(const uint8_t in[], uint8_t out[], size_t blocks) const override
void verify_key_set(bool cond) const
#define BOTAN_PARALLEL_SIMD_FOR
void zap(std::vector< T, Alloc > &vec)
uint32_t load_le< uint32_t >(const uint8_t in[], size_t off)
T load_le(const uint8_t in[], size_t off)
void store_le(uint16_t in, uint8_t out[2])
std::vector< T, secure_allocator< T > > secure_vector
#define key_xor(round, B0, B1, B2, B3)
#define i_transform(B0, B1, B2, B3)
#define transform(B0, B1, B2, B3)
BOTAN_FORCE_INLINE void SBoxE6(T &a, T &b, T &c, T &d)
BOTAN_FORCE_INLINE void SBoxE1(T &a, T &b, T &c, T &d)
BOTAN_FORCE_INLINE void SBoxD6(T &a, T &b, T &c, T &d)
BOTAN_FORCE_INLINE void SBoxE7(T &a, T &b, T &c, T &d)
BOTAN_FORCE_INLINE void SBoxD1(T &a, T &b, T &c, T &d)
BOTAN_FORCE_INLINE void SBoxD3(T &a, T &b, T &c, T &d)
BOTAN_FORCE_INLINE void SBoxE3(T &a, T &b, T &c, T &d)
BOTAN_FORCE_INLINE void SBoxD2(T &a, T &b, T &c, T &d)
BOTAN_FORCE_INLINE void SBoxE4(T &a, T &b, T &c, T &d)
BOTAN_FORCE_INLINE void SBoxE5(T &a, T &b, T &c, T &d)
BOTAN_FORCE_INLINE void SBoxD4(T &a, T &b, T &c, T &d)
BOTAN_FORCE_INLINE void SBoxD5(T &a, T &b, T &c, T &d)
BOTAN_FORCE_INLINE void SBoxD0(T &a, T &b, T &c, T &d)
BOTAN_FORCE_INLINE void SBoxE2(T &a, T &b, T &c, T &d)
BOTAN_FORCE_INLINE void SBoxD7(T &a, T &b, T &c, T &d)
BOTAN_FORCE_INLINE void SBoxE0(T &a, T &b, T &c, T &d)