Coverage report: /home/ellis/comp/ext/ironclad/src/ciphers/twofish.lisp

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Key

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;;;; twofish.lisp -- implementation of Counterpane's Twofish AES candidate

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#x3F3F2D24 #xC0C0E346 #x7272DB3B #x54546C70 #x29294CCA #xF0F035E3

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#x68683BA6 #xB8B84D83 #x38382820 #xE5E52EFF #xADAD569F #x0B0B8477

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#xC8C81DC3 #x9999FFCC #x5858ED03 #x19199A6F #x0E0E0A08 #x95957EBF

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#x616134AA #x57571682 #x9F9F0B41 #x9D9D803A #x111164EA #x2525CDB9

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#xAFAFDDE4 #x4545089A #xDFDF8DA4 #xA3A35C97 #xEAEAD57E #x353558DA

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#xEDEDD07A #x4343FC17 #xF8F8CB66 #xFBFBB194 #x3737D3A1 #xFAFA401D

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#xC2C2683D #xB4B4CCF0 #x32325DDE #x9C9C71B3 #x5656E70B #xE3E3DA72

130

#x878760A7 #x15151B1C #xF9F93AEF #x6363BFD1 #x3434A953 #x9A9A853E

131

#xB1B1428F #x7C7CD133 #x88889B26 #x3D3DA65F #xA1A1D7EC #xE4E4DF76

132

#x8181942A #x91910149 #x0F0FFB81 #xEEEEAA88 #x161661EE #xD7D77321

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#x9797F5C4 #xA5A5A81A #xFEFE3FEB #x6D6DB5D9 #x7878AEC5 #xC5C56D39

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#x1D1DE599 #x7676A4CD #x3E3EDCAD #xCBCB6731 #xB6B6478B #xEFEF5B01

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#x12121E18 #x6060C523 #x6A6AB0DD #x4D4DF61F #xCECEE94E #xDEDE7C2D

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#x55559DF9 #x7E7E5A48 #x2121B24F #x03037AF2 #xA0A02665 #x5E5E198E

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#x5A5A6678 #x65654B5C #x62624E58 #xFDFD4519 #x0606F48D #x404086E5

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#xF2F2BE98 #x3333AC57 #x17179067 #x05058E7F #xE8E85E05 #x4F4F7D64

139

#x89896AAF #x10109563 #x74742FB6 #x0A0A75FE #x5C5C92F5 #x9B9B74B7

140

#x2D2D333C #x3030D6A5 #x2E2E49CE #x494989E9 #x46467268 #x77775544

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#xA8A8D8E0 #x9696044D #x2828BD43 #xA9A92969 #xD9D97929 #x8686912E

142

#xD1D187AC #xF4F44A15 #x8D8D1559 #xD6D682A8 #xB9B9BC0A #x42420D9E

143

#xF6F6C16E #x2F2FB847 #xDDDD06DF #x23233934 #xCCCC6235 #xF1F1C46A

144

#xC1C112CF #x8585EBDC #x8F8F9E22 #x7171A1C9 #x9090F0C0 #xAAAA539B

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#xE6E6540D #xDBDBF252 #x92927BBB #xB7B7B602 #x6969CA2F #x3939D9A9

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#xD3D30CD7 #xA7A72361 #xA2A2AD1E #xC3C399B4 #x6C6C4450 #x07070504

148

#x04047FF6 #x272746C2 #xACACA716 #xD0D07625 #x50501386 #xDCDCF756

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#xA3658080 #x76DFE4E4 #x9A084545 #x92024B4B #x80A0E0E0 #x78665A5A

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#x3562CCCC #x98BEF2F2 #x181E1212 #xF724EBEB #xECD7A1A1 #x6C774141

156

#x43BD2828 #x7532BCBC #x37D47B7B #x269B8888 #xFA700D0D #x13F94444

157

#x94B1FBFB #x485A7E7E #xF27A0303 #xD0E48C8C #x8B47B6B6 #x303C2424

158

#x84A5E7E7 #x54416B6B #xDF06DDDD #x23C56060 #x1945FDFD #x5BA33A3A

159

#x3D68C2C2 #x59158D8D #xF321ECEC #xAE316666 #xA23E6F6F #x82165757

160

#x63951010 #x015BEFEF #x834DB8B8 #x2E918686 #xD9B56D6D #x511F8383

161

#x9B53AAAA #x7C635D5D #xA63B6868 #xEB3FFEFE #xA5D63030 #xBE257A7A

162

#x16A7ACAC #x0C0F0909 #xE335F0F0 #x6123A7A7 #xC0F09090 #x8CAFE9E9

163

#x3A809D9D #xF5925C5C #x73810C0C #x2C273131 #x2576D0D0 #x0BE75656

164

#xBB7B9292 #x4EE9CECE #x89F10101 #x6B9F1E1E #x53A93434 #x6AC4F1F1

165

#xB499C3C3 #xF1975B5B #xE1834747 #xE66B1818 #xBDC82222 #x450E9898

166

#xE26E1F1F #xF4C9B3B3 #xB62F7474 #x66CBF8F8 #xCCFF9999 #x95EA1414

167

#x03ED5858 #x56F7DCDC #xD4E18B8B #x1C1B1515 #x1EADA2A2 #xD70CD3D3

168

#xFB2BE2E2 #xC31DC8C8 #x8E195E5E #xB5C22C2C #xE9894949 #xCF12C1C1

169

#xBF7E9595 #xBA207D7D #xEA641111 #x77840B0B #x396DC5C5 #xAF6A8989

170

#x33D17C7C #xC9A17171 #x62CEFFFF #x7137BBBB #x81FB0F0F #x793DB5B5

171

#x0951E1E1 #xADDC3E3E #x242D3F3F #xCDA47676 #xF99D5555 #xD8EE8282

172

#xE5864040 #xC5AE7878 #xB9CD2525 #x4D049696 #x44557777 #x080A0E0E

173

#x86135050 #xE730F7F7 #xA1D33737 #x1D40FAFA #xAA346161 #xED8C4E4E

174

#x06B3B0B0 #x706C5454 #xB22A7373 #xD2523B3B #x410B9F9F #x7B8B0202

175

#xA088D8D8 #x114FF3F3 #x3167CBCB #xC2462727 #x27C06767 #x90B4FCFC

176

#x20283838 #xF67F0404 #x60784848 #xFF2EE5E5 #x96074C4C #x5C4B6565

177

#xB1C72B2B #xAB6F8E8E #x9E0D4242 #x9CBBF5F5 #x52F2DBDB #x1BF34A4A

178

#x5FA63D3D #x9359A4A4 #x0ABCB9B9 #xEF3AF9F9 #x91EF1313 #x85FE0808

179

#x49019191 #xEE611616 #x2D7CDEDE #x4FB22121 #x8F42B1B1 #x3BDB7272

180

#x47B82F2F #x8748BFBF #x6D2CAEAE #x46E3C0C0 #xD6573C3C #x3E859A9A

181

#x6929A9A9 #x647D4F4F #x2A948181 #xCE492E2E #xCB17C6C6 #x2FCA6969

182

#xFCC3BDBD #x975CA3A3 #x055EE8E8 #x7AD0EDED #xAC87D1D1 #x7F8E0505

183

#xD5BA6464 #x1AA8A5A5 #x4BB72626 #x0EB9BEBE #xA7608787 #x5AF8D5D5

184

#x28223636 #x14111B1B #x3FDE7575 #x2979D9D9 #x88AAEEEE #x3C332D2D

185

#x4C5F7979 #x02B6B7B7 #xB896CACA #xDA583535 #xB09CC4C4 #x17FC4343

186

#x551A8484 #x1FF64D4D #x8A1C5959 #x7D38B2B2 #x57AC3333 #xC718CFCF

187

#x8DF40606 #x74695353 #xB7749B9B #xC4F59797 #x9F56ADAD #x72DAE3E3

188

#x7ED5EAEA #x154AF4F4 #x229E8F8F #x12A2ABAB #x584E6262 #x07E85F5F

189

#x99E51D1D #x34392323 #x6EC1F6F6 #x50446C6C #xDE5D3232 #x68724646

190

#x6526A0A0 #xBC93CDCD #xDB03DADA #xF8C6BABA #xC8FA9E9E #xA882D6D6

191

#x2BCF6E6E #x40507070 #xDCEB8585 #xFE750A0A #x328A9393 #xA48DDFDF

192

#xCA4C2929 #x10141C1C #x2173D7D7 #xF0CCB4B4 #xD309D4D4 #x5D108A8A

193

#x0FE25151 #x00000000 #x6F9A1919 #x9DE01A1A #x368F9494 #x42E6C7C7

194

#x4AECC9C9 #x5EFDD2D2 #xC1AB7F7F #xE0D8A8A8))

195

196

(defconst +twofish-mds2+

197

#32@(#xBC75BC32 #xECF3EC21 #x20C62043 #xB3F4B3C9 #xDADBDA03 #x027B028B

198

#xE2FBE22B #x9EC89EFA #xC94AC9EC #xD4D3D409 #x18E6186B #x1E6B1E9F

199

#x9845980E #xB27DB238 #xA6E8A6D2 #x264B26B7 #x3CD63C57 #x9332938A

200

#x82D882EE #x52FD5298 #x7B377BD4 #xBB71BB37 #x5BF15B97 #x47E14783

201

#x2430243C #x510F51E2 #xBAF8BAC6 #x4A1B4AF3 #xBF87BF48 #x0DFA0D70

202

#xB006B0B3 #x753F75DE #xD25ED2FD #x7DBA7D20 #x66AE6631 #x3A5B3AA3

203

#x598A591C #x00000000 #xCDBCCD93 #x1A9D1AE0 #xAE6DAE2C #x7FC17FAB

204

#x2BB12BC7 #xBE0EBEB9 #xE080E0A0 #x8A5D8A10 #x3BD23B52 #x64D564BA

205

#xD8A0D888 #xE784E7A5 #x5F075FE8 #x1B141B11 #x2CB52CC2 #xFC90FCB4

206

#x312C3127 #x80A38065 #x73B2732A #x0C730C81 #x794C795F #x6B546B41

207

#x4B924B02 #x53745369 #x9436948F #x8351831F #x2A382A36 #xC4B0C49C

208

#x22BD22C8 #xD55AD5F8 #xBDFCBDC3 #x48604878 #xFF62FFCE #x4C964C07

209

#x416C4177 #xC742C7E6 #xEBF7EB24 #x1C101C14 #x5D7C5D63 #x36283622

210

#x672767C0 #xE98CE9AF #x441344F9 #x149514EA #xF59CF5BB #xCFC7CF18

211

#x3F243F2D #xC046C0E3 #x723B72DB #x5470546C #x29CA294C #xF0E3F035

212

#x088508FE #xC6CBC617 #xF311F34F #x8CD08CE4 #xA493A459 #xCAB8CA96

213

#x68A6683B #xB883B84D #x38203828 #xE5FFE52E #xAD9FAD56 #x0B770B84

214

#xC8C3C81D #x99CC99FF #x580358ED #x196F199A #x0E080E0A #x95BF957E

215

#x70407050 #xF7E7F730 #x6E2B6ECF #x1FE21F6E #xB579B53D #x090C090F

216

#x61AA6134 #x57825716 #x9F419F0B #x9D3A9D80 #x11EA1164 #x25B925CD

217

#xAFE4AFDD #x459A4508 #xDFA4DF8D #xA397A35C #xEA7EEAD5 #x35DA3558

218

#xED7AEDD0 #x431743FC #xF866F8CB #xFB94FBB1 #x37A137D3 #xFA1DFA40

219

#xC23DC268 #xB4F0B4CC #x32DE325D #x9CB39C71 #x560B56E7 #xE372E3DA

220

#x87A78760 #x151C151B #xF9EFF93A #x63D163BF #x345334A9 #x9A3E9A85

221

#xB18FB142 #x7C337CD1 #x8826889B #x3D5F3DA6 #xA1ECA1D7 #xE476E4DF

222

#x812A8194 #x91499101 #x0F810FFB #xEE88EEAA #x16EE1661 #xD721D773

223

#x97C497F5 #xA51AA5A8 #xFEEBFE3F #x6DD96DB5 #x78C578AE #xC539C56D

224

#x1D991DE5 #x76CD76A4 #x3EAD3EDC #xCB31CB67 #xB68BB647 #xEF01EF5B

225

#x1218121E #x602360C5 #x6ADD6AB0 #x4D1F4DF6 #xCE4ECEE9 #xDE2DDE7C

226

#x55F9559D #x7E487E5A #x214F21B2 #x03F2037A #xA065A026 #x5E8E5E19

227

#x5A785A66 #x655C654B #x6258624E #xFD19FD45 #x068D06F4 #x40E54086

228

#xF298F2BE #x335733AC #x17671790 #x057F058E #xE805E85E #x4F644F7D

229

#x89AF896A #x10631095 #x74B6742F #x0AFE0A75 #x5CF55C92 #x9BB79B74

230

#x2D3C2D33 #x30A530D6 #x2ECE2E49 #x49E94989 #x46684672 #x77447755

231

#xA8E0A8D8 #x964D9604 #x284328BD #xA969A929 #xD929D979 #x862E8691

232

#xD1ACD187 #xF415F44A #x8D598D15 #xD6A8D682 #xB90AB9BC #x429E420D

233

#xF66EF6C1 #x2F472FB8 #xDDDFDD06 #x23342339 #xCC35CC62 #xF16AF1C4

234

#xC1CFC112 #x85DC85EB #x8F228F9E #x71C971A1 #x90C090F0 #xAA9BAA53

235

#x018901F1 #x8BD48BE1 #x4EED4E8C #x8EAB8E6F #xAB12ABA2 #x6FA26F3E

236

#xE60DE654 #xDB52DBF2 #x92BB927B #xB702B7B6 #x692F69CA #x39A939D9

237

#xD3D7D30C #xA761A723 #xA21EA2AD #xC3B4C399 #x6C506C44 #x07040705

238

#x04F6047F #x27C22746 #xAC16ACA7 #xD025D076 #x50865013 #xDC56DCF7

239

#x8455841A #xE109E151 #x7ABE7A25 #x139113EF))

240

241

(defconst +twofish-mds3+

242

#32@(#xD939A9D9 #x90176790 #x719CB371 #xD2A6E8D2 #x05070405 #x9852FD98

243

#x6580A365 #xDFE476DF #x08459A08 #x024B9202 #xA0E080A0 #x665A7866

244

#xDDAFE4DD #xB06ADDB0 #xBF63D1BF #x362A3836 #x54E60D54 #x4320C643

245

#x62CC3562 #xBEF298BE #x1E12181E #x24EBF724 #xD7A1ECD7 #x77416C77

246

#xBD2843BD #x32BC7532 #xD47B37D4 #x9B88269B #x700DFA70 #xF94413F9

247

#xB1FB94B1 #x5A7E485A #x7A03F27A #xE48CD0E4 #x47B68B47 #x3C24303C

248

#xA5E784A5 #x416B5441 #x06DDDF06 #xC56023C5 #x45FD1945 #xA33A5BA3

249

#x68C23D68 #x158D5915 #x21ECF321 #x3166AE31 #x3E6FA23E #x16578216

250

#x95106395 #x5BEF015B #x4DB8834D #x91862E91 #xB56DD9B5 #x1F83511F

251

#x53AA9B53 #x635D7C63 #x3B68A63B #x3FFEEB3F #xD630A5D6 #x257ABE25

252

#xA7AC16A7 #x0F090C0F #x35F0E335 #x23A76123 #xF090C0F0 #xAFE98CAF

253

#x809D3A80 #x925CF592 #x810C7381 #x27312C27 #x76D02576 #xE7560BE7

254

#x7B92BB7B #xE9CE4EE9 #xF10189F1 #x9F1E6B9F #xA93453A9 #xC4F16AC4

255

#x99C3B499 #x975BF197 #x8347E183 #x6B18E66B #xC822BDC8 #x0E98450E

256

#x6E1FE26E #xC9B3F4C9 #x2F74B62F #xCBF866CB #xFF99CCFF #xEA1495EA

257

#xED5803ED #xF7DC56F7 #xE18BD4E1 #x1B151C1B #xADA21EAD #x0CD3D70C

258

#x2BE2FB2B #x1DC8C31D #x195E8E19 #xC22CB5C2 #x8949E989 #x12C1CF12

259

#x7E95BF7E #x207DBA20 #x6411EA64 #x840B7784 #x6DC5396D #x6A89AF6A

260

#xD17C33D1 #xA171C9A1 #xCEFF62CE #x37BB7137 #xFB0F81FB #x3DB5793D

261

#x51E10951 #xDC3EADDC #x2D3F242D #xA476CDA4 #x9D55F99D #xEE82D8EE

262

#x8640E586 #xAE78C5AE #xCD25B9CD #x04964D04 #x55774455 #x0A0E080A

263

#x13508613 #x30F7E730 #xD337A1D3 #x40FA1D40 #x3461AA34 #x8C4EED8C

264

#xB3B006B3 #x6C54706C #x2A73B22A #x523BD252 #x0B9F410B #x8B027B8B

265

#x88D8A088 #x4FF3114F #x67CB3167 #x4627C246 #xC06727C0 #xB4FC90B4

266

#x28382028 #x7F04F67F #x78486078 #x2EE5FF2E #x074C9607 #x4B655C4B

267

#xC72BB1C7 #x6F8EAB6F #x0D429E0D #xBBF59CBB #xF2DB52F2 #xF34A1BF3

268

#xA63D5FA6 #x59A49359 #xBCB90ABC #x3AF9EF3A #xEF1391EF #xFE0885FE

269

#x01914901 #x6116EE61 #x7CDE2D7C #xB2214FB2 #x42B18F42 #xDB723BDB

270

#xB82F47B8 #x48BF8748 #x2CAE6D2C #xE3C046E3 #x573CD657 #x859A3E85

271

#x29A96929 #x7D4F647D #x94812A94 #x492ECE49 #x17C6CB17 #xCA692FCA

272

#xC3BDFCC3 #x5CA3975C #x5EE8055E #xD0ED7AD0 #x87D1AC87 #x8E057F8E

273

#xBA64D5BA #xA8A51AA8 #xB7264BB7 #xB9BE0EB9 #x6087A760 #xF8D55AF8

274

#x22362822 #x111B1411 #xDE753FDE #x79D92979 #xAAEE88AA #x332D3C33

275

#x5F794C5F #xB6B702B6 #x96CAB896 #x5835DA58 #x9CC4B09C #xFC4317FC

276

#x1A84551A #xF64D1FF6 #x1C598A1C #x38B27D38 #xAC3357AC #x18CFC718

277

#xF4068DF4 #x69537469 #x749BB774 #xF597C4F5 #x56AD9F56 #xDAE372DA

278

#xD5EA7ED5 #x4AF4154A #x9E8F229E #xA2AB12A2 #x4E62584E #xE85F07E8

279

#xE51D99E5 #x39233439 #xC1F66EC1 #x446C5044 #x5D32DE5D #x72466872

280

#x26A06526 #x93CDBC93 #x03DADB03 #xC6BAF8C6 #xFA9EC8FA #x82D6A882

281

#xCF6E2BCF #x50704050 #xEB85DCEB #x750AFE75 #x8A93328A #x8DDFA48D

282

#x4C29CA4C #x141C1014 #x73D72173 #xCCB4F0CC #x09D4D309 #x108A5D10

283

#xE2510FE2 #x00000000 #x9A196F9A #xE01A9DE0 #x8F94368F #xE6C742E6

284

#xECC94AEC #xFDD25EFD #xAB7FC1AB #xD8A8E0D8))

285

286

;;; the actual implementation of Twofish

287

(deftype twofish-s-boxes () '(simple-array (unsigned-byte 32) (1024)))

288

(deftype twofish-round-keys () '(simple-array (unsigned-byte 32) (40)))

289

290

(defclass twofish (cipher 16-byte-block-mixin)

291

((round-keys :accessor round-keys :type twofish-round-keys)

292

(s-boxes :accessor s-boxes :type twofish-s-boxes)))

293

294

(defun reed-solomon-multiply (box box-offset key rs0 rs1 rs2 rs3)

295

(declare (type (simple-octet-vector 16) box))

296

(declare (type (integer 0 12) box-offset))

297

(unless (zerop key)

298

(let ((temp (aref +twofish-poly-to-exp+ (1- key))))

299

;; Lispworks doesn't seem to like doing this with a straight

300

;; MACROLET and no #., so we go ahead and build everything at

301

;; read-time.

302

#.(flet ((mod-box-element (index)

303

(let ((rs-sym (symbolicate '#:rs index)))

304

`(setf (aref box (+ box-offset ,index))

305

(logxor (aref box (+ box-offset ,index))

306

(aref +twofish-exp-to-poly+

307

                                         (mod (+ temp (aref +twofish-poly-to-exp+

308

                                                            (1- ,rs-sym)))

309

255)))))))

310

`(progn

311

,(mod-box-element 0)

312

,(mod-box-element 1)

313

,(mod-box-element 2)

314

,(mod-box-element 3)))))

315

(values))

316

317

(defun twofish-key-schedule (key)

318

(declare (type (simple-array (unsigned-byte 8) (*)) key))

319

(let ((rs-box (make-array 16 :element-type '(unsigned-byte 8)

320

:initial-element 0))

321

(round-keys (make-array 40 :element-type '(unsigned-byte 32)))

322

(s-boxes (make-array 1024 :element-type '(unsigned-byte 32))))

323

(declare (type (simple-octet-vector 16) rs-box))

324

(declare (dynamic-extent rs-box))

325

;; fill the rs-box

326

(dotimes (i (length key))

327

(reed-solomon-multiply rs-box (* 4 (truncate i 8))

328

(aref key i)

329

(aref +twofish-rs+ (mod (* 4 i) 32))

330

(aref +twofish-rs+ (mod (+ (* 4 i) 1) 32))

331

(aref +twofish-rs+ (mod (+ (* 4 i) 2) 32))

332

(aref +twofish-rs+ (mod (+ (* 4 i) 3) 32))))

333

(case (length key)

334

(16 (twofish-schedule-16-byte-key round-keys s-boxes key rs-box))

335

(24 (twofish-schedule-24-byte-key round-keys s-boxes key rs-box))

336

(32 (twofish-schedule-32-byte-key round-keys s-boxes key rs-box)))))

337

338

(macrolet ((s-box (s-boxes which index)

339

`(aref ,s-boxes (+ (* 256 ,which) ,index)))

340

(s-box-0 (s-boxes index) `(s-box ,s-boxes 0 ,index))

341

(s-box-1 (s-boxes index) `(s-box ,s-boxes 1 ,index))

342

(s-box-2 (s-boxes index) `(s-box ,s-boxes 2 ,index))

343

(s-box-3 (s-boxes index) `(s-box ,s-boxes 3 ,index)))

344

(defun twofish-schedule-16-byte-key (round-keys s-boxes key box)

345

(declare (type twofish-round-keys round-keys)

346

(type twofish-s-boxes s-boxes)

347

(type (simple-octet-vector 16) key box))

348

(macrolet ((q-frob (i1 i2 d1 d2)

349

(let ((q0 (symbolicate '#:+twofish-q (ldb (byte 1 1) i1) '#:+))

350

(q1 (symbolicate '#:+twofish-q (ldb (byte 1 0) i1) '#:+)))

351

`(logxor (aref ,q0 (logxor (aref ,q1 ,i2) ,d1)) ,d2))))

352

(dotimes (i 256)

353

(setf (s-box-0 s-boxes i) (aref +twofish-mds0+

354

                                         (q-frob 0 i (aref box 0) (aref box 4)))

355

(s-box-1 s-boxes i) (aref +twofish-mds1+

356

                                         (q-frob 1 i (aref box 1) (aref box 5)))

357

(s-box-2 s-boxes i) (aref +twofish-mds2+

358

                                         (q-frob 2 i (aref box 2) (aref box 6)))

359

(s-box-3 s-boxes i) (aref +twofish-mds3+

360

                                         (q-frob 3 i (aref box 3) (aref box 7)))))

361

(loop for i from 0 below 40 by 2 do

362

(let ((x (logxor (aref +twofish-mds0+

363

(q-frob 0 i (aref key 8) (aref key 0)))

364

(aref +twofish-mds1+

365

(q-frob 1 i (aref key 9) (aref key 1)))

366

(aref +twofish-mds2+

367

(q-frob 2 i (aref key 10) (aref key 2)))

368

(aref +twofish-mds3+

369

                                    (q-frob 3 i (aref key 11) (aref key 3)))))

370

(y (logxor (aref +twofish-mds0+

371

                                    (q-frob 0 (1+ i) (aref key 12) (aref key 4)))

372

(aref +twofish-mds1+

373

                                    (q-frob 1 (1+ i) (aref key 13) (aref key 5)))

374

(aref +twofish-mds2+

375

                                    (q-frob 2 (1+ i) (aref key 14) (aref key 6)))

376

(aref +twofish-mds3+

377

                                    (q-frob 3 (1+ i) (aref key 15) (aref key 7))))))

378

(declare (type (unsigned-byte 32) x y))

379

(setf y (rol32 y 8))

380

(setf x (mod32+ x y))

381

(setf y (mod32+ y x))

382

(setf (aref round-keys i) x

383

(aref round-keys (1+ i)) (rol32 y 9)))

384

finally (return (values round-keys s-boxes)))))

385

386

(defun twofish-schedule-24-byte-key (round-keys s-boxes key box)

387

(declare (type twofish-round-keys round-keys)

388

(type twofish-s-boxes s-boxes)

389

(type (simple-octet-vector 24) key)

390

(type (simple-octet-vector 16) box))

391

(macrolet ((q-frob (i1 i2 d1 d2 d3)

392

(let ((q0 (symbolicate '#:+twofish-q (ldb (byte 1 2) i1) '#:+))

393

(q1 (symbolicate '#:+twofish-q (ldb (byte 1 1) i1) '#:+))

394

(q2 (symbolicate '#:+twofish-q (ldb (byte 1 0) i1) '#:+)))

395

`(logxor (aref ,q0 (logxor (aref ,q1 (logxor (aref ,q2 ,i2)

396

                                                                 ,d1))

397

,d2))

398

,d3))))

399

(dotimes (i 256)

400

(setf (s-box-0 s-boxes i) (aref +twofish-mds0+

401

                                         (q-frob 1 i (aref box 0) (aref box 4) (aref box 8)))

402

(s-box-1 s-boxes i) (aref +twofish-mds1+

403

                                         (q-frob 3 i (aref box 1) (aref box 5) (aref box 9)))

404

(s-box-2 s-boxes i) (aref +twofish-mds2+

405

                                         (q-frob 4 i (aref box 2) (aref box 6) (aref box 10)))

406

(s-box-3 s-boxes i) (aref +twofish-mds3+

407

                                         (q-frob 6 i (aref box 3) (aref box 7) (aref box 11)))))

408

(loop for i from 0 below 40 by 2 do

409

(let ((x (logxor (aref +twofish-mds0+

410

                                    (q-frob 1 i (aref key 16) (aref key 8) (aref key 0)))

411

(aref +twofish-mds1+

412

                                    (q-frob 3 i (aref key 17) (aref key 9) (aref key 1)))

413

(aref +twofish-mds2+

414

                                    (q-frob 4 i (aref key 18) (aref key 10) (aref key 2)))

415

(aref +twofish-mds3+

416

                                    (q-frob 6 i (aref key 19) (aref key 11) (aref key 3)))))

417

(y (logxor (aref +twofish-mds0+

418

                                    (q-frob 1 (1+ i) (aref key 20) (aref key 12) (aref key 4)))

419

(aref +twofish-mds1+

420

                                    (q-frob 3 (1+ i) (aref key 21) (aref key 13) (aref key 5)))

421

(aref +twofish-mds2+

422

                                    (q-frob 4 (1+ i) (aref key 22) (aref key 14) (aref key 6)))

423

(aref +twofish-mds3+

424

                                    (q-frob 6 (1+ i) (aref key 23) (aref key 15) (aref key 7))))))

425

(declare (type (unsigned-byte 32) x y))

426

(setf y (rol32 y 8))

427

(setf x (mod32+ x y))

428

(setf y (mod32+ y x))

429

(setf (aref round-keys i) x

430

(aref round-keys (1+ i)) (rol32 y 9)))

431

finally (return (values round-keys s-boxes)))))

432

433

(defun twofish-schedule-32-byte-key (round-keys s-boxes key box)

434

(declare (type twofish-round-keys round-keys)

435

(type twofish-s-boxes s-boxes)

436

(type (simple-octet-vector 32) key)

437

(type (simple-octet-vector 16) box))

438

(macrolet ((q-frob (i1 i2 d1 d2 d3 d4)

439

(let ((q0 (symbolicate '#:+twofish-q (ldb (byte 1 3) i1) '#:+))

440

(q1 (symbolicate '#:+twofish-q (ldb (byte 1 2) i1) '#:+))

441

(q2 (symbolicate '#:+twofish-q (ldb (byte 1 1) i1) '#:+))

442

(q3 (symbolicate '#:+twofish-q (ldb (byte 1 0) i1) '#:+)))

443

                    `(logxor (aref ,q0 (logxor (aref ,q1 (logxor (aref ,q2 (logxor (aref ,q3 ,i2) ,d1)) ,d2)) ,d3)) ,d4))))

444

(dotimes (i 256)

445

(setf (s-box-0 s-boxes i) (aref +twofish-mds0+

446

                                         (q-frob #b0011 i (aref box 0) (aref box 4) (aref box 8) (aref box 12)))

447

(s-box-1 s-boxes i) (aref +twofish-mds1+

448

                                         (q-frob #b0110 i (aref box 1) (aref box 5) (aref box 9) (aref box 13)))

449

(s-box-2 s-boxes i) (aref +twofish-mds2+

450

                                         (q-frob #b1000 i (aref box 2) (aref box 6) (aref box 10) (aref box 14)))

451

(s-box-3 s-boxes i) (aref +twofish-mds3+

452

                                         (q-frob #b1101 i (aref box 3) (aref box 7) (aref box 11) (aref box 15)))))

453

(loop for i from 0 below 40 by 2 do

454

(let ((x (logxor (aref +twofish-mds0+

455

                                    (q-frob #b0011 i (aref key 24) (aref key 16) (aref key 8) (aref key 0)))

456

(aref +twofish-mds1+

457

                                    (q-frob #b0110 i (aref key 25) (aref key 17) (aref key 9) (aref key 1)))

458

(aref +twofish-mds2+

459

                                    (q-frob #b1000 i (aref key 26) (aref key 18) (aref key 10) (aref key 2)))

460

(aref +twofish-mds3+

461

                                    (q-frob #b1101 i (aref key 27) (aref key 19) (aref key 11) (aref key 3)))))

462

(y (logxor (aref +twofish-mds0+

463

                                    (q-frob #b0011 (1+ i) (aref key 28) (aref key 20) (aref key 12) (aref key 4)))

464

(aref +twofish-mds1+

465

                                    (q-frob #b0110 (1+ i) (aref key 29) (aref key 21) (aref key 13) (aref key 5)))

466

(aref +twofish-mds2+

467

                                    (q-frob #b1000 (1+ i) (aref key 30) (aref key 22) (aref key 14) (aref key 6)))

468

(aref +twofish-mds3+

469

                                    (q-frob #b1101 (1+ i) (aref key 31) (aref key 23) (aref key 15) (aref key 7))))))

470

(declare (type (unsigned-byte 32) x y))

471

(setf y (rol32 y 8))

472

(setf x (mod32+ x y))

473

(setf y (mod32+ y x))

474

(setf (aref round-keys i) x

475

(aref round-keys (1+ i)) (rol32 y 9)))

476

finally (return (values round-keys s-boxes)))))

477

478

(define-block-encryptor twofish 16

479

(let ((round-keys (round-keys context))

480

(s-boxes (s-boxes context)))

481

(declare (type twofish-round-keys round-keys))

482

(declare (type twofish-s-boxes s-boxes))

483

(macrolet ((encrypt-round (a b c d round)

484

`(let ((x (logxor (s-box-0 s-boxes (first-byte ,a))

485

(s-box-1 s-boxes (second-byte ,a))

486

(s-box-2 s-boxes (third-byte ,a))

487

(s-box-3 s-boxes (fourth-byte ,a))))

488

(y (logxor (s-box-0 s-boxes (fourth-byte ,b))

489

(s-box-1 s-boxes (first-byte ,b))

490

(s-box-2 s-boxes (second-byte ,b))

491

(s-box-3 s-boxes (third-byte ,b)))))

492

(declare (type (unsigned-byte 32) x y))

493

(setf x (mod32+ x y))

494

                       (setf y (mod32+ y (mod32+ x (aref round-keys (+ (* ,round 2) 9)))))

495

(setf x (mod32+ x (aref round-keys (+ (* ,round 2) 8))))

496

(setf ,c (rol32 (logxor ,c x) 31)

497

,d (logxor (rol32 ,d 1) y)))))

498

(with-words ((a b c d) plaintext plaintext-start :big-endian nil)

499

(setf a (logxor a (aref round-keys 0))

500

b (logxor b (aref round-keys 1))

501

c (logxor c (aref round-keys 2))

502

d (logxor d (aref round-keys 3)))

503

#.(loop for i from 0 below 16

504

if (evenp i)

505

collect `(encrypt-round a b c d ,i) into rounds

506

else

507

collect `(encrypt-round c d a b ,i) into rounds

508

finally (return `(progn ,@rounds)))

509

(setf c (logxor c (aref round-keys 4))

510

d (logxor d (aref round-keys 5))

511

a (logxor a (aref round-keys 6))

512

b (logxor b (aref round-keys 7)))

513

(store-words ciphertext ciphertext-start c d a b)

514

(values)))))

515

516

(define-block-decryptor twofish 16

517

(let ((round-keys (round-keys context))

518

(s-boxes (s-boxes context)))

519

(declare (type twofish-round-keys round-keys))

520

(declare (type twofish-s-boxes s-boxes))

521

(macrolet ((decrypt-round (a b c d round)

522

`(let ((x (logxor (s-box-0 s-boxes (first-byte ,a))

523

(s-box-1 s-boxes (second-byte ,a))

524

(s-box-2 s-boxes (third-byte ,a))

525

(s-box-3 s-boxes (fourth-byte ,a))))

526

(y (logxor (s-box-0 s-boxes (fourth-byte ,b))

527

(s-box-1 s-boxes (first-byte ,b))

528

(s-box-2 s-boxes (second-byte ,b))

529

(s-box-3 s-boxes (third-byte ,b)))))

530

(declare (type (unsigned-byte 32) x y))

531

(setf x (mod32+ x y))

532

                       (setf y (mod32+ y (mod32+ x (aref round-keys (+ (* ,round 2) 9)))))

533

(setf x (mod32+ x (aref round-keys (+ (* ,round 2) 8))))

534

(setf ,c (logxor (rol32 ,c 1) x)

535

,d (rol32 (logxor ,d y) 31)))))

536

(with-words ((c d a b) ciphertext ciphertext-start :big-endian nil)

537

(setf c (logxor c (aref round-keys 4))

538

d (logxor d (aref round-keys 5))

539

a (logxor a (aref round-keys 6))

540

b (logxor b (aref round-keys 7)))

541

#.(loop for i from 15 downto 0

542

if (evenp i)

543

collect `(decrypt-round a b c d ,i) into rounds

544

else

545

collect `(decrypt-round c d a b ,i) into rounds

546

finally (return `(progn ,@rounds)))

547

(setf a (logxor a (aref round-keys 0))

548

b (logxor b (aref round-keys 1))

549

c (logxor c (aref round-keys 2))

550

d (logxor d (aref round-keys 3)))

551

(store-words plaintext plaintext-start a b c d)

552

(values))))))

553

554

(defmethod schedule-key ((cipher twofish) key)

555

(multiple-value-bind (round-keys s-boxes) (twofish-key-schedule key)

556

(setf (round-keys cipher) round-keys

557

(s-boxes cipher) s-boxes)

558

cipher))

559

560

(defcipher twofish

561

(:encrypt-function twofish-encrypt-block)

562

(:decrypt-function twofish-decrypt-block)

563

(:block-length 16)

564

(:key-length (:fixed 16 24 32)))