bertos/sec/prng/x917.c

   1 /**
   2  * \file
   3  * <!--
   4  * This file is part of BeRTOS.
   5  *
   6  * Bertos is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9  * (at your option) any later version.
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  * GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * along with this program; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  19  *
  20  * As a special exception, you may use this file as part of a free software
  21  * library without restriction.  Specifically, if other files instantiate
  22  * templates or use macros or inline functions from this file, or you compile
  23  * this file and link it with other files to produce an executable, this
  24  * file does not by itself cause the resulting executable to be covered by
  25  * the GNU General Public License.  This exception does not however
  26  * invalidate any other reasons why the executable file might be covered by
  27  * the GNU General Public License.
  28  *
  29  * Copyright 2010 Develer S.r.l. (http://www.develer.com/)
  30  *
  31  * -->
  32  *
  33  * \brief ANSI X9.17 PRNG implementation
  34  * \author Giovanni Bajo <rasky@develer.com>
  35  *
  36  */
  37
  38 #include "x917.h"
  39 #include <sec/util.h>
  40 #include <drv/timer.h>
  41 #include "hw/hw_timer.h"
  42
  43 static void x917_next(X917Context *ctx, BlockCipher *cipher, uint8_t *out)
  44 {
  45         const size_t blen = cipher_block_len(cipher);
  46
  47         struct
  48         {
  49                 time_t t0;
  50                 hptime_t t1;
  51                 uint8_t padding[blen - sizeof(time_t) - sizeof(hptime_t)];
  52         } DT;
  53
  54         ASSERT(sizeof(DT) == blen);
  55
  56         memset(&DT, 0, sizeof(DT));
  57         DT.t0 = timer_clock();
  58         DT.t1 = timer_hw_hpread();
  59
  60         cipher_ecb_encrypt(cipher, &DT);
  61
  62         xor_block(out, (uint8_t*)&DT, ctx->state, blen);
  63         cipher_ecb_encrypt(cipher, out);
  64
  65         xor_block(ctx->state, (uint8_t*)&DT, out, blen);
  66         cipher_ecb_encrypt(cipher, ctx->state);
  67
  68         PURGE(DT);
  69 }
  70
  71
  72 static void x917_generate(PRNG *ctx_, uint8_t *data, size_t len)
  73 {
  74         X917Context *ctx = (X917Context *)ctx_;
  75         BlockCipher *cipher = AES128_stackinit();
  76
  77         const size_t blen = cipher_block_len(cipher);
  78         uint8_t temp[blen];
  79
  80         ASSERT(len);
  81         ASSERT(sizeof(ctx->state) >= blen);
  82         ASSERT(sizeof(ctx->key) >= cipher_key_len(cipher));
  83
  84         cipher_set_key(cipher, ctx->key);
  85
  86         while (len)
  87         {
  88                 size_t L = MIN(blen, len);
  89                 x917_next(ctx, cipher, temp);
  90                 memcpy(data, temp, L);
  91                 len -= L;
  92                 data += L;
  93         }
  94 }
  95
  96 static void x917_reseed(PRNG *ctx_, const uint8_t *seed)
  97 {
  98         // The X9.17 standard does not specify reseeding. To avoid external
  99         // dependencies, we implement it this way:
 100         //   * Generate a new random block, xor it with the first part
 101         //     of the seed, and use the result as new seed.
 102         //   * Generate and throw away a block to update the state.
 103         X917Context *ctx = (X917Context *)ctx_;
 104         const size_t klen = sizeof(ctx->key);
 105         const size_t blen = sizeof(ctx->state);
 106
 107         if (!ctx->rng.seeded)
 108         {
 109                 memcpy(ctx->key, seed, klen);
 110                 memcpy(ctx->state, seed+klen, blen);
 111         }
 112         else
 113         {
 114                 uint8_t buf[klen];
 115                 x917_generate(ctx_, buf, klen);
 116
 117                 xor_block(ctx->key, buf, seed, klen);
 118                 xor_block(ctx->state, ctx->state, seed+klen, blen);
 119
 120                 PURGE(buf);
 121         }
 122 }
 123
 124 /*********************************************************************/
 125
 126 void x917_init(X917Context *ctx)
 127 {
 128         ctx->rng.reseed = x917_reseed;
 129         ctx->rng.generate = x917_generate;
 130         ctx->rng.seed_len = sizeof(ctx->key) + sizeof(ctx->state);
 131         ctx->rng.seeded = 0;
 132 }