From 533089aea1ff1b31a8356ea10f6b277fe1f94014 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: "re.kovalev" Date: Wed, 15 Jun 2022 16:53:02 +0300 Subject: [PATCH] =?UTF-8?q?=D0=93=D0=B5=D0=BD=D0=B5=D1=80=D0=B0=D1=86?= =?UTF-8?q?=D0=B8=D1=8F=20=D0=B8=D1=82=D0=B5=D1=80=D0=B0=D1=86=D0=B8=D0=BE?= =?UTF-8?q?=D0=BD=D0=BD=D1=8B=D1=85=20=D0=BA=D0=BB=D1=8E=D1=87=D0=B5=D0=B9?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- main.c | 193 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 1 file changed, 193 insertions(+) create mode 100644 main.c diff --git a/main.c b/main.c new file mode 100644 index 0000000..c630391 --- /dev/null +++ b/main.c @@ -0,0 +1,193 @@ +#include + +// uint8_t, uint64_t +#include +// memcpy +#include + +// Длинна блока в байтах(16 байт = 128 бит) +#define KUZNECHIK_BLOCK_SIZE 16 + +// Один блок (чанк) задается как массив двух беззнаковых целых по 64 бита +typedef uint64_t chunk[2]; + +// Таблица прямого нелинейного преобразования согластно ГОСТ 34.12-2015 +const uint8_t Pi[] = { + 0xFC, 0xEE, 0xDD, 0x11, 0xCF, 0x6E, 0x31, 0x16, 0xFB, 0xC4, 0xFA, 0xDA, 0x23, 0xC5, 0x04, 0x4D, + 0xE9, 0x77, 0xF0, 0xDB, 0x93, 0x2E, 0x99, 0xBA, 0x17, 0x36, 0xF1, 0xBB, 0x14, 0xCD, 0x5F, 0xC1, + 0xF9, 0x18, 0x65, 0x5A, 0xE2, 0x5C, 0xEF, 0x21, 0x81, 0x1C, 0x3C, 0x42, 0x8B, 0x01, 0x8E, 0x4F, + 0x05, 0x84, 0x02, 0xAE, 0xE3, 0x6A, 0x8F, 0xA0, 0x06, 0x0B, 0xED, 0x98, 0x7F, 0xD4, 0xD3, 0x1F, + 0xEB, 0x34, 0x2C, 0x51, 0xEA, 0xC8, 0x48, 0xAB, 0xF2, 0x2A, 0x68, 0xA2, 0xFD, 0x3A, 0xCE, 0xCC, + 0xB5, 0x70, 0x0E, 0x56, 0x08, 0x0C, 0x76, 0x12, 0xBF, 0x72, 0x13, 0x47, 0x9C, 0xB7, 0x5D, 0x87, + 0x15, 0xA1, 0x96, 0x29, 0x10, 0x7B, 0x9A, 0xC7, 0xF3, 0x91, 0x78, 0x6F, 0x9D, 0x9E, 0xB2, 0xB1, + 0x32, 0x75, 0x19, 0x3D, 0xFF, 0x35, 0x8A, 0x7E, 0x6D, 0x54, 0xC6, 0x80, 0xC3, 0xBD, 0x0D, 0x57, + 0xDF, 0xF5, 0x24, 0xA9, 0x3E, 0xA8, 0x43, 0xC9, 0xD7, 0x79, 0xD6, 0xF6, 0x7C, 0x22, 0xB9, 0x03, + 0xE0, 0x0F, 0xEC, 0xDE, 0x7A, 0x94, 0xB0, 0xBC, 0xDC, 0xE8, 0x28, 0x50, 0x4E, 0x33, 0x0A, 0x4A, + 0xA7, 0x97, 0x60, 0x73, 0x1E, 0x00, 0x62, 0x44, 0x1A, 0xB8, 0x38, 0x82, 0x64, 0x9F, 0x26, 0x41, + 0xAD, 0x45, 0x46, 0x92, 0x27, 0x5E, 0x55, 0x2F, 0x8C, 0xA3, 0xA5, 0x7D, 0x69, 0xD5, 0x95, 0x3B, + 0x07, 0x58, 0xB3, 0x40, 0x86, 0xAC, 0x1D, 0xF7, 0x30, 0x37, 0x6B, 0xE4, 0x88, 0xD9, 0xE7, 0x89, + 0xE1, 0x1B, 0x83, 0x49, 0x4C, 0x3F, 0xF8, 0xFE, 0x8D, 0x53, 0xAA, 0x90, 0xCA, 0xD8, 0x85, 0x61, + 0x20, 0x71, 0x67, 0xA4, 0x2D, 0x2B, 0x09, 0x5B, 0xCB, 0x9B, 0x25, 0xD0, 0xBE, 0xE5, 0x6C, 0x52, + 0x59, 0xA6, 0x74, 0xD2, 0xE6, 0xF4, 0xB4, 0xC0, 0xD1, 0x66, 0xAF, 0xC2, 0x39, 0x4B, 0x63, 0xB6 +}; + +// Вектор линейного преобразования +const uint8_t linear_vector[] = { + 0x94, 0x20, 0x85, 0x10, 0xC2, 0xC0, 0x01, 0xFB, + 0x01, 0xC0, 0xC2, 0x10, 0x85, 0x20, 0x94, 0x01 +}; + +// Функция X +void X(chunk a, chunk b, chunk c) +{ + c[0] = a[0] ^ b[0]; + c[1] = a[1] ^ b[1]; +} + +// Функция S +void S(chunk in_out) +{ + // Переход к представлению в байтах + uint8_t *byte = (int8_t*) in_out; + for (int i = 0; i < KUZNECHIK_BLOCK_SIZE; i++) + { + byte[i] = Pi[byte[i]]; + } +} + +// Функция умножения в поле Галуа +uint8_t GF_mult(uint8_t a, uint8_t b) +{ + uint8_t c; + + c = 0; + while (b) + { + if (b & 1) + c ^= a; + a = (a << 1) ^ (a & 0x80 ? 0xC3 : 0x00); + b >>= 1; + } + + return c; +} + +// Функция R +void R(uint8_t *in_out) +{ + // Аккумулятор + uint8_t acc = in_out[15]; + // Переход к представлению в байтах + uint8_t *byte = (int8_t*) in_out; + for (int i = 14; i >= 0; i--) + { + byte[i + 1] = byte[i]; + acc ^= GF_mult(byte[i], linear_vector[i]); + } + byte[0] = acc; +} + +// Функция L +void L(uint8_t* in_out) +{ + for (int i = 0; i < KUZNECHIK_BLOCK_SIZE; i++) + R(in_out); +} + +// Генерация итерационных ключей +void gen_round_keys(uint8_t* key, chunk* round_keys) +{ + // Счетчик + int i; + + // Константы + uint8_t cs[32][KUZNECHIK_BLOCK_SIZE] = {}; + + // Генерация констант с помощью L-преобразования номера итерации + for (i = 0; i < 32; i++) + { + cs[i][15] = i + 1; + L(cs[i]); + } + + // Итерационные ключи (четный и нечетный) + chunk ks[2] = {}; + // Разместим ключ шифрования + // результат = итерационный ключ = (преобразование к указателю на чанк)[номер чанка][часть чанка] + round_keys[0][0] = ks[0][0] = ((chunk*) key)[0][0]; + round_keys[0][1] = ks[0][1] = ((chunk*) key)[0][1]; + round_keys[1][0] = ks[1][0] = ((chunk*) key)[1][0]; + round_keys[1][1] = ks[1][1] = ((chunk*) key)[1][1]; + + // Генерация оставшихся ключей с использованием констант + for (i = 1; i <= 32; i++) + { + // Новый ключ + chunk new_key = {0}; + + // Преобразование X + // (void*) для избежания предупреждений о неверном типе, передаваемом в функцию + X(ks[0], (void*)cs[i - 1], new_key); + // Преобразование S + S(new_key); + // Преобразование L + // (uint8_t*) для избежания предупреждений о неверном типе, передаваемом в функцию + L((uint8_t*)&new_key); + // Преобразование X + X(new_key, ks[1], new_key); + + // Сдвигаем ключи + ks[1][0] = ks[0][0]; + ks[1][1] = ks[0][1]; + + // Записываем новый ключ + ks[0][0] = new_key[0]; + ks[0][1] = new_key[1]; + + // Каждую 8 итерацию сети Фейстеля за исключением нулевой запишем ключи + if ((i > 0) && (i % 8 == 0)) + { + round_keys[(i >> 2)][0] = ks[0][0]; + round_keys[(i >> 2)][1] = ks[0][1]; + + round_keys[(i >> 2) + 1][0] = ks[1][0]; + round_keys[(i >> 2) + 1][1] = ks[1][1]; + } + } +} + +// Печать чанка +void print_chunk(chunk p) +{ + int i; + for (i = 0; i < sizeof(chunk); i++) + printf("0x%02X ", ((uint8_t *)p)[i]); + + printf("\n"); +} + +int main(int argc, char *argv[]) +{ + // Ключ (256 бит = 32 байт) + uint8_t key[] = { + 0x88,0x99,0xaa,0xbb,0xcc,0xdd,0xee,0xff, + 0x00,0x11,0x22,0x33,0x44,0x55,0x66,0x77, + 0xfe,0xdc,0xba,0x98,0x76,0x54,0x32,0x10, + 0x01,0x23,0x45,0x67,0x89,0xab,0xcd,0xef, + }; + + // Итерационные ключи + chunk round_keys[10] = {}; + + // Генерация итерационных ключей + gen_round_keys(key, round_keys); + + // Вывод итерационных ключей + int i; + printf("Итерацционные ключи:\n"); + for (i = 0; i < 10; i++) + print_chunk(round_keys[i]); + + + return 0; +} \ No newline at end of file