Branch data     Line data    Source code

       1                 :            : /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
       2                 :            : /*
       3                 :            :  * Common values and helper functions for the ChaCha and XChaCha stream ciphers.
       4                 :            :  *
       5                 :            :  * XChaCha extends ChaCha's nonce to 192 bits, while provably retaining ChaCha's
       6                 :            :  * security.  Here they share the same key size, tfm context, and setkey
       7                 :            :  * function; only their IV size and encrypt/decrypt function differ.
       8                 :            :  *
       9                 :            :  * The ChaCha paper specifies 20, 12, and 8-round variants.  In general, it is
      10                 :            :  * recommended to use the 20-round variant ChaCha20.  However, the other
      11                 :            :  * variants can be needed in some performance-sensitive scenarios.  The generic
      12                 :            :  * ChaCha code currently allows only the 20 and 12-round variants.
      13                 :            :  */
      14                 :            : 
      15                 :            : #ifndef _CRYPTO_CHACHA_H
      16                 :            : #define _CRYPTO_CHACHA_H
      17                 :            : 
      18                 :            : #include <asm/unaligned.h>
      19                 :            : #include <linux/types.h>
      20                 :            : 
      21                 :            : /* 32-bit stream position, then 96-bit nonce (RFC7539 convention) */
      22                 :            : #define CHACHA_IV_SIZE          16
      23                 :            : 
      24                 :            : #define CHACHA_KEY_SIZE         32
      25                 :            : #define CHACHA_BLOCK_SIZE       64
      26                 :            : #define CHACHAPOLY_IV_SIZE      12
      27                 :            : 
      28                 :            : #ifdef CONFIG_X86_64
      29                 :            : #define CHACHA_STATE_WORDS      ((CHACHA_BLOCK_SIZE + 12) / sizeof(u32))
      30                 :            : #else
      31                 :            : #define CHACHA_STATE_WORDS      (CHACHA_BLOCK_SIZE / sizeof(u32))
      32                 :            : #endif
      33                 :            : 
      34                 :            : /* 192-bit nonce, then 64-bit stream position */
      35                 :            : #define XCHACHA_IV_SIZE         32
      36                 :            : 
      37                 :            : void chacha_block_generic(u32 *state, u8 *stream, int nrounds);
      38                 :     404070 : static inline void chacha20_block(u32 *state, u8 *stream)
      39                 :            : {
      40                 :     404070 :         chacha_block_generic(state, stream, 20);
      41                 :            : }
      42                 :            : 
      43                 :            : void hchacha_block_arch(const u32 *state, u32 *out, int nrounds);
      44                 :            : void hchacha_block_generic(const u32 *state, u32 *out, int nrounds);
      45                 :            : 
      46                 :            : static inline void hchacha_block(const u32 *state, u32 *out, int nrounds)
      47                 :            : {
      48                 :            :         if (IS_ENABLED(CONFIG_CRYPTO_ARCH_HAVE_LIB_CHACHA))
      49                 :            :                 hchacha_block_arch(state, out, nrounds);
      50                 :            :         else
      51                 :            :                 hchacha_block_generic(state, out, nrounds);
      52                 :            : }
      53                 :            : 
      54                 :            : void chacha_init_arch(u32 *state, const u32 *key, const u8 *iv);
      55                 :            : static inline void chacha_init_generic(u32 *state, const u32 *key, const u8 *iv)
      56                 :            : {
      57                 :            :         state[0]  = 0x61707865; /* "expa" */
      58                 :            :         state[1]  = 0x3320646e; /* "nd 3" */
      59                 :            :         state[2]  = 0x79622d32; /* "2-by" */
      60                 :            :         state[3]  = 0x6b206574; /* "te k" */
      61                 :            :         state[4]  = key[0];
      62                 :            :         state[5]  = key[1];
      63                 :            :         state[6]  = key[2];
      64                 :            :         state[7]  = key[3];
      65                 :            :         state[8]  = key[4];
      66                 :            :         state[9]  = key[5];
      67                 :            :         state[10] = key[6];
      68                 :            :         state[11] = key[7];
      69                 :            :         state[12] = get_unaligned_le32(iv +  0);
      70                 :            :         state[13] = get_unaligned_le32(iv +  4);
      71                 :            :         state[14] = get_unaligned_le32(iv +  8);
      72                 :            :         state[15] = get_unaligned_le32(iv + 12);
      73                 :            : }
      74                 :            : 
      75                 :            : static inline void chacha_init(u32 *state, const u32 *key, const u8 *iv)
      76                 :            : {
      77                 :            :         if (IS_ENABLED(CONFIG_CRYPTO_ARCH_HAVE_LIB_CHACHA))
      78                 :            :                 chacha_init_arch(state, key, iv);
      79                 :            :         else
      80                 :            :                 chacha_init_generic(state, key, iv);
      81                 :            : }
      82                 :            : 
      83                 :            : void chacha_crypt_arch(u32 *state, u8 *dst, const u8 *src,
      84                 :            :                        unsigned int bytes, int nrounds);
      85                 :            : void chacha_crypt_generic(u32 *state, u8 *dst, const u8 *src,
      86                 :            :                           unsigned int bytes, int nrounds);
      87                 :            : 
      88                 :            : static inline void chacha_crypt(u32 *state, u8 *dst, const u8 *src,
      89                 :            :                                 unsigned int bytes, int nrounds)
      90                 :            : {
      91                 :            :         if (IS_ENABLED(CONFIG_CRYPTO_ARCH_HAVE_LIB_CHACHA))
      92                 :            :                 chacha_crypt_arch(state, dst, src, bytes, nrounds);
      93                 :            :         else
      94                 :            :                 chacha_crypt_generic(state, dst, src, bytes, nrounds);
      95                 :            : }
      96                 :            : 
      97                 :            : static inline void chacha20_crypt(u32 *state, u8 *dst, const u8 *src,
      98                 :            :                                   unsigned int bytes)
      99                 :            : {
     100                 :            :         chacha_crypt(state, dst, src, bytes, 20);
     101                 :            : }
     102                 :            : 
     103                 :            : #endif /* _CRYPTO_CHACHA_H */