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/*
* Noekeon in SIMD
* (C) 2010 Jack Lloyd
*
* Botan is released under the Simplified BSD License (see license.txt)
*/
#include <botan/noekeon.h>
#include <botan/internal/simd_32.h>
namespace Botan {
/*
* Noekeon's Theta Operation
*/
#define NOK_SIMD_THETA(A0, A1, A2, A3, K0, K1, K2, K3) \
do { \
SIMD_4x32 T = A0 ^ A2; \
T ^= T.rotl<8>() ^ T.rotr<8>(); \
A1 ^= T; \
A3 ^= T; \
\
A0 ^= K0; \
A1 ^= K1; \
A2 ^= K2; \
A3 ^= K3; \
\
T = A1 ^ A3; \
T ^= T.rotl<8>() ^ T.rotr<8>(); \
A0 ^= T; \
A2 ^= T; \
} while(0)
/*
* Noekeon's Gamma S-Box Layer
*/
#define NOK_SIMD_GAMMA(A0, A1, A2, A3) \
do \
{ \
A1 ^= A3.andc(~A2); \
A0 ^= A2 & A1; \
\
SIMD_4x32 T = A3; \
A3 = A0; \
A0 = T; \
\
A2 ^= A0 ^ A1 ^ A3; \
\
A1 ^= A3.andc(~A2); \
A0 ^= A2 & A1; \
} while(0)
/*
* Noekeon Encryption
*/
void Noekeon::simd_encrypt_4(const uint8_t in[], uint8_t out[]) const
{
const SIMD_4x32 K0 = SIMD_4x32::splat(m_EK[0]);
const SIMD_4x32 K1 = SIMD_4x32::splat(m_EK[1]);
const SIMD_4x32 K2 = SIMD_4x32::splat(m_EK[2]);
const SIMD_4x32 K3 = SIMD_4x32::splat(m_EK[3]);
SIMD_4x32 A0 = SIMD_4x32::load_be(in );
SIMD_4x32 A1 = SIMD_4x32::load_be(in + 16);
SIMD_4x32 A2 = SIMD_4x32::load_be(in + 32);
SIMD_4x32 A3 = SIMD_4x32::load_be(in + 48);
SIMD_4x32::transpose(A0, A1, A2, A3);
for(size_t i = 0; i != 16; ++i)
{
A0 ^= SIMD_4x32::splat(RC[i]);
NOK_SIMD_THETA(A0, A1, A2, A3, K0, K1, K2, K3);
A1 = A1.rotl<1>();
A2 = A2.rotl<5>();
A3 = A3.rotl<2>();
NOK_SIMD_GAMMA(A0, A1, A2, A3);
A1 = A1.rotr<1>();
A2 = A2.rotr<5>();
A3 = A3.rotr<2>();
}
A0 ^= SIMD_4x32::splat(RC[16]);
NOK_SIMD_THETA(A0, A1, A2, A3, K0, K1, K2, K3);
SIMD_4x32::transpose(A0, A1, A2, A3);
A0.store_be(out);
A1.store_be(out + 16);
A2.store_be(out + 32);
A3.store_be(out + 48);
}
/*
* Noekeon Encryption
*/
void Noekeon::simd_decrypt_4(const uint8_t in[], uint8_t out[]) const
{
const SIMD_4x32 K0 = SIMD_4x32::splat(m_DK[0]);
const SIMD_4x32 K1 = SIMD_4x32::splat(m_DK[1]);
const SIMD_4x32 K2 = SIMD_4x32::splat(m_DK[2]);
const SIMD_4x32 K3 = SIMD_4x32::splat(m_DK[3]);
SIMD_4x32 A0 = SIMD_4x32::load_be(in );
SIMD_4x32 A1 = SIMD_4x32::load_be(in + 16);
SIMD_4x32 A2 = SIMD_4x32::load_be(in + 32);
SIMD_4x32 A3 = SIMD_4x32::load_be(in + 48);
SIMD_4x32::transpose(A0, A1, A2, A3);
for(size_t i = 0; i != 16; ++i)
{
NOK_SIMD_THETA(A0, A1, A2, A3, K0, K1, K2, K3);
A0 ^= SIMD_4x32::splat(RC[16-i]);
A1 = A1.rotl<1>();
A2 = A2.rotl<5>();
A3 = A3.rotl<2>();
NOK_SIMD_GAMMA(A0, A1, A2, A3);
A1 = A1.rotr<1>();
A2 = A2.rotr<5>();
A3 = A3.rotr<2>();
}
NOK_SIMD_THETA(A0, A1, A2, A3, K0, K1, K2, K3);
A0 ^= SIMD_4x32::splat(RC[0]);
SIMD_4x32::transpose(A0, A1, A2, A3);
A0.store_be(out);
A1.store_be(out + 16);
A2.store_be(out + 32);
A3.store_be(out + 48);
}
}
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