aes-encrypt-internal.c

   1 /* aes-encrypt-internal.c
   2
   3    Encryption function for the aes/rijndael block cipher.
   4
   5    Copyright (C) 2002, 2013 Niels Möller
   6
   7    This file is part of GNU Nettle.
   8
   9    GNU Nettle is free software: you can redistribute it and/or
  10    modify it under the terms of either:
  11
  12      * the GNU Lesser General Public License as published by the Free
  13        Software Foundation; either version 3 of the License, or (at your
  14        option) any later version.
  15
  16    or
  17
  18      * the GNU General Public License as published by the Free
  19        Software Foundation; either version 2 of the License, or (at your
  20        option) any later version.
  21
  22    or both in parallel, as here.
  23
  24    GNU Nettle is distributed in the hope that it will be useful,
  25    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  26    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  27    General Public License for more details.
  28
  29    You should have received copies of the GNU General Public License and
  30    the GNU Lesser General Public License along with this program.  If
  31    not, see http://www.gnu.org/licenses/.
  32 */
  33
  34 #if HAVE_CONFIG_H
  35 # include "config.h"
  36 #endif
  37
  38 #include <assert.h>
  39
  40 #include "aes-internal.h"
  41 #include "macros.h"
  42
  43 void
  44 _nettle_aes_encrypt(unsigned rounds, const uint32_t *keys,
  45                     const struct aes_table *T,
  46                     size_t length, uint8_t *dst,
  47                     const uint8_t *src)
  48 {
  49   FOR_BLOCKS(length, dst, src, AES_BLOCK_SIZE)
  50     {
  51       uint32_t w0, w1, w2, w3;          /* working ciphertext */
  52       uint32_t t0, t1, t2, t3;
  53       unsigned i;
  54
  55       /* Get clear text, using little-endian byte order.
  56        * Also XOR with the first subkey. */
  57
  58       w0 = LE_READ_UINT32(src)      ^ keys[0];
  59       w1 = LE_READ_UINT32(src + 4)  ^ keys[1];
  60       w2 = LE_READ_UINT32(src + 8)  ^ keys[2];
  61       w3 = LE_READ_UINT32(src + 12) ^ keys[3];
  62
  63       for (i = 1; i < rounds; i++)
  64         {
  65           t0 = AES_ROUND(T, w0, w1, w2, w3, keys[4*i]);
  66           t1 = AES_ROUND(T, w1, w2, w3, w0, keys[4*i + 1]);
  67           t2 = AES_ROUND(T, w2, w3, w0, w1, keys[4*i + 2]);
  68           t3 = AES_ROUND(T, w3, w0, w1, w2, keys[4*i + 3]);
  69
  70           /* We could unroll the loop twice, to avoid these
  71              assignments. If all eight variables fit in registers,
  72              that should give a slight speedup. */
  73           w0 = t0;
  74           w1 = t1;
  75           w2 = t2;
  76           w3 = t3;
  77         }
  78
  79       /* Final round */
  80
  81       t0 = AES_FINAL_ROUND(T, w0, w1, w2, w3, keys[4*i]);
  82       t1 = AES_FINAL_ROUND(T, w1, w2, w3, w0, keys[4*i + 1]);
  83       t2 = AES_FINAL_ROUND(T, w2, w3, w0, w1, keys[4*i + 2]);
  84       t3 = AES_FINAL_ROUND(T, w3, w0, w1, w2, keys[4*i + 3]);
  85
  86       LE_WRITE_UINT32(dst, t0);
  87       LE_WRITE_UINT32(dst + 4, t1);
  88       LE_WRITE_UINT32(dst + 8, t2);
  89       LE_WRITE_UINT32(dst + 12, t3);
  90     }
  91 }
  92
  93 /* Some stats, all for AES 128:
  94
  95    A. Table-driven indexing (the approach of the old unified
  96       _aes_crypt function).
  97    B. Unrolling the j-loop.
  98
  99    C. Eliminated the use of IDXk(j) in the main loop.
 100
 101    D. Put wtxt in four scalar variables.
 102
 103    E. Also put t in four scalar variables.
 104
 105        P4 2.2 GHz         AMD Duron 1.4GHz
 106
 107        MB/s  code size
 108    A   35.9  0x202        17 MB/s
 109    B   37.3  0x334
 110    C   33.0  0x2a7
 111    D   40.7  0x3f9
 112    E   42.9  0x44a        26 MB/s
 113  */