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244
node/Salsa20.hpp
244
node/Salsa20.hpp
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@ -7,153 +7,157 @@
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#ifndef ZT_SALSA20_HPP
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||||
#define ZT_SALSA20_HPP
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||||
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||||
#include <stdio.h>
|
||||
#include <stdint.h>
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||||
#include <stdlib.h>
|
||||
#include <string.h>
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||||
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#include "Constants.hpp"
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#include "Utils.hpp"
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||||
#if (!defined(ZT_SALSA20_SSE)) && (defined(__SSE2__) || (defined(__WINDOWS__) && !defined(__MINGW32__) && !defined(_M_ARM64)))
|
||||
#include <stdint.h>
|
||||
#include <stdio.h>
|
||||
#include <stdlib.h>
|
||||
#include <string.h>
|
||||
|
||||
#if (! defined(ZT_SALSA20_SSE)) && (defined(__SSE2__) || (defined(__WINDOWS__) && ! defined(__MINGW32__) && ! defined(_M_ARM64)))
|
||||
#define ZT_SALSA20_SSE 1
|
||||
#endif
|
||||
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||||
#ifdef ZT_SALSA20_SSE
|
||||
#include <emmintrin.h>
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||||
#endif // ZT_SALSA20_SSE
|
||||
#endif // ZT_SALSA20_SSE
|
||||
|
||||
namespace ZeroTier {
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* Salsa20 stream cipher
|
||||
*/
|
||||
class Salsa20
|
||||
{
|
||||
public:
|
||||
Salsa20() {}
|
||||
~Salsa20() { Utils::burn(&_state,sizeof(_state)); }
|
||||
class Salsa20 {
|
||||
public:
|
||||
Salsa20()
|
||||
{
|
||||
}
|
||||
~Salsa20()
|
||||
{
|
||||
Utils::burn(&_state, sizeof(_state));
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* XOR d with s
|
||||
*
|
||||
* This is done efficiently using e.g. SSE if available. It's used when
|
||||
* alternative Salsa20 implementations are used in Packet and is here
|
||||
* since this is where all the SSE stuff is already included.
|
||||
*
|
||||
* @param d Destination to XOR
|
||||
* @param s Source bytes to XOR with destination
|
||||
* @param len Length of s and d
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||||
*/
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||||
static inline void memxor(uint8_t *d,const uint8_t *s,unsigned int len)
|
||||
{
|
||||
/**
|
||||
* XOR d with s
|
||||
*
|
||||
* This is done efficiently using e.g. SSE if available. It's used when
|
||||
* alternative Salsa20 implementations are used in Packet and is here
|
||||
* since this is where all the SSE stuff is already included.
|
||||
*
|
||||
* @param d Destination to XOR
|
||||
* @param s Source bytes to XOR with destination
|
||||
* @param len Length of s and d
|
||||
*/
|
||||
static inline void memxor(uint8_t* d, const uint8_t* s, unsigned int len)
|
||||
{
|
||||
#ifdef ZT_SALSA20_SSE
|
||||
while (len >= 128) {
|
||||
__m128i s0 = _mm_loadu_si128(reinterpret_cast<const __m128i *>(s));
|
||||
__m128i s1 = _mm_loadu_si128(reinterpret_cast<const __m128i *>(s + 16));
|
||||
__m128i s2 = _mm_loadu_si128(reinterpret_cast<const __m128i *>(s + 32));
|
||||
__m128i s3 = _mm_loadu_si128(reinterpret_cast<const __m128i *>(s + 48));
|
||||
__m128i s4 = _mm_loadu_si128(reinterpret_cast<const __m128i *>(s + 64));
|
||||
__m128i s5 = _mm_loadu_si128(reinterpret_cast<const __m128i *>(s + 80));
|
||||
__m128i s6 = _mm_loadu_si128(reinterpret_cast<const __m128i *>(s + 96));
|
||||
__m128i s7 = _mm_loadu_si128(reinterpret_cast<const __m128i *>(s + 112));
|
||||
__m128i d0 = _mm_loadu_si128(reinterpret_cast<__m128i *>(d));
|
||||
__m128i d1 = _mm_loadu_si128(reinterpret_cast<__m128i *>(d + 16));
|
||||
__m128i d2 = _mm_loadu_si128(reinterpret_cast<__m128i *>(d + 32));
|
||||
__m128i d3 = _mm_loadu_si128(reinterpret_cast<__m128i *>(d + 48));
|
||||
__m128i d4 = _mm_loadu_si128(reinterpret_cast<__m128i *>(d + 64));
|
||||
__m128i d5 = _mm_loadu_si128(reinterpret_cast<__m128i *>(d + 80));
|
||||
__m128i d6 = _mm_loadu_si128(reinterpret_cast<__m128i *>(d + 96));
|
||||
__m128i d7 = _mm_loadu_si128(reinterpret_cast<__m128i *>(d + 112));
|
||||
d0 = _mm_xor_si128(d0,s0);
|
||||
d1 = _mm_xor_si128(d1,s1);
|
||||
d2 = _mm_xor_si128(d2,s2);
|
||||
d3 = _mm_xor_si128(d3,s3);
|
||||
d4 = _mm_xor_si128(d4,s4);
|
||||
d5 = _mm_xor_si128(d5,s5);
|
||||
d6 = _mm_xor_si128(d6,s6);
|
||||
d7 = _mm_xor_si128(d7,s7);
|
||||
_mm_storeu_si128(reinterpret_cast<__m128i *>(d),d0);
|
||||
_mm_storeu_si128(reinterpret_cast<__m128i *>(d + 16),d1);
|
||||
_mm_storeu_si128(reinterpret_cast<__m128i *>(d + 32),d2);
|
||||
_mm_storeu_si128(reinterpret_cast<__m128i *>(d + 48),d3);
|
||||
_mm_storeu_si128(reinterpret_cast<__m128i *>(d + 64),d4);
|
||||
_mm_storeu_si128(reinterpret_cast<__m128i *>(d + 80),d5);
|
||||
_mm_storeu_si128(reinterpret_cast<__m128i *>(d + 96),d6);
|
||||
_mm_storeu_si128(reinterpret_cast<__m128i *>(d + 112),d7);
|
||||
s += 128;
|
||||
d += 128;
|
||||
len -= 128;
|
||||
}
|
||||
while (len >= 16) {
|
||||
_mm_storeu_si128(reinterpret_cast<__m128i *>(d),_mm_xor_si128(_mm_loadu_si128(reinterpret_cast<__m128i *>(d)),_mm_loadu_si128(reinterpret_cast<const __m128i *>(s))));
|
||||
s += 16;
|
||||
d += 16;
|
||||
len -= 16;
|
||||
}
|
||||
while (len >= 128) {
|
||||
__m128i s0 = _mm_loadu_si128(reinterpret_cast<const __m128i*>(s));
|
||||
__m128i s1 = _mm_loadu_si128(reinterpret_cast<const __m128i*>(s + 16));
|
||||
__m128i s2 = _mm_loadu_si128(reinterpret_cast<const __m128i*>(s + 32));
|
||||
__m128i s3 = _mm_loadu_si128(reinterpret_cast<const __m128i*>(s + 48));
|
||||
__m128i s4 = _mm_loadu_si128(reinterpret_cast<const __m128i*>(s + 64));
|
||||
__m128i s5 = _mm_loadu_si128(reinterpret_cast<const __m128i*>(s + 80));
|
||||
__m128i s6 = _mm_loadu_si128(reinterpret_cast<const __m128i*>(s + 96));
|
||||
__m128i s7 = _mm_loadu_si128(reinterpret_cast<const __m128i*>(s + 112));
|
||||
__m128i d0 = _mm_loadu_si128(reinterpret_cast<__m128i*>(d));
|
||||
__m128i d1 = _mm_loadu_si128(reinterpret_cast<__m128i*>(d + 16));
|
||||
__m128i d2 = _mm_loadu_si128(reinterpret_cast<__m128i*>(d + 32));
|
||||
__m128i d3 = _mm_loadu_si128(reinterpret_cast<__m128i*>(d + 48));
|
||||
__m128i d4 = _mm_loadu_si128(reinterpret_cast<__m128i*>(d + 64));
|
||||
__m128i d5 = _mm_loadu_si128(reinterpret_cast<__m128i*>(d + 80));
|
||||
__m128i d6 = _mm_loadu_si128(reinterpret_cast<__m128i*>(d + 96));
|
||||
__m128i d7 = _mm_loadu_si128(reinterpret_cast<__m128i*>(d + 112));
|
||||
d0 = _mm_xor_si128(d0, s0);
|
||||
d1 = _mm_xor_si128(d1, s1);
|
||||
d2 = _mm_xor_si128(d2, s2);
|
||||
d3 = _mm_xor_si128(d3, s3);
|
||||
d4 = _mm_xor_si128(d4, s4);
|
||||
d5 = _mm_xor_si128(d5, s5);
|
||||
d6 = _mm_xor_si128(d6, s6);
|
||||
d7 = _mm_xor_si128(d7, s7);
|
||||
_mm_storeu_si128(reinterpret_cast<__m128i*>(d), d0);
|
||||
_mm_storeu_si128(reinterpret_cast<__m128i*>(d + 16), d1);
|
||||
_mm_storeu_si128(reinterpret_cast<__m128i*>(d + 32), d2);
|
||||
_mm_storeu_si128(reinterpret_cast<__m128i*>(d + 48), d3);
|
||||
_mm_storeu_si128(reinterpret_cast<__m128i*>(d + 64), d4);
|
||||
_mm_storeu_si128(reinterpret_cast<__m128i*>(d + 80), d5);
|
||||
_mm_storeu_si128(reinterpret_cast<__m128i*>(d + 96), d6);
|
||||
_mm_storeu_si128(reinterpret_cast<__m128i*>(d + 112), d7);
|
||||
s += 128;
|
||||
d += 128;
|
||||
len -= 128;
|
||||
}
|
||||
while (len >= 16) {
|
||||
_mm_storeu_si128(reinterpret_cast<__m128i*>(d), _mm_xor_si128(_mm_loadu_si128(reinterpret_cast<__m128i*>(d)), _mm_loadu_si128(reinterpret_cast<const __m128i*>(s))));
|
||||
s += 16;
|
||||
d += 16;
|
||||
len -= 16;
|
||||
}
|
||||
#else
|
||||
#ifndef ZT_NO_TYPE_PUNNING
|
||||
while (len >= 16) {
|
||||
(*reinterpret_cast<uint64_t *>(d)) ^= (*reinterpret_cast<const uint64_t *>(s));
|
||||
s += 8;
|
||||
d += 8;
|
||||
(*reinterpret_cast<uint64_t *>(d)) ^= (*reinterpret_cast<const uint64_t *>(s));
|
||||
s += 8;
|
||||
d += 8;
|
||||
len -= 16;
|
||||
}
|
||||
while (len >= 16) {
|
||||
(*reinterpret_cast<uint64_t*>(d)) ^= (*reinterpret_cast<const uint64_t*>(s));
|
||||
s += 8;
|
||||
d += 8;
|
||||
(*reinterpret_cast<uint64_t*>(d)) ^= (*reinterpret_cast<const uint64_t*>(s));
|
||||
s += 8;
|
||||
d += 8;
|
||||
len -= 16;
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
#endif
|
||||
while (len) {
|
||||
--len;
|
||||
*(d++) ^= *(s++);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
while (len) {
|
||||
--len;
|
||||
*(d++) ^= *(s++);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @param key 256-bit (32 byte) key
|
||||
* @param iv 64-bit initialization vector
|
||||
*/
|
||||
Salsa20(const void *key,const void *iv)
|
||||
{
|
||||
init(key,iv);
|
||||
}
|
||||
/**
|
||||
* @param key 256-bit (32 byte) key
|
||||
* @param iv 64-bit initialization vector
|
||||
*/
|
||||
Salsa20(const void* key, const void* iv)
|
||||
{
|
||||
init(key, iv);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* Initialize cipher
|
||||
*
|
||||
* @param key Key bits
|
||||
* @param iv 64-bit initialization vector
|
||||
*/
|
||||
void init(const void *key,const void *iv);
|
||||
/**
|
||||
* Initialize cipher
|
||||
*
|
||||
* @param key Key bits
|
||||
* @param iv 64-bit initialization vector
|
||||
*/
|
||||
void init(const void* key, const void* iv);
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* Encrypt/decrypt data using Salsa20/12
|
||||
*
|
||||
* @param in Input data
|
||||
* @param out Output buffer
|
||||
* @param bytes Length of data
|
||||
*/
|
||||
void crypt12(const void *in,void *out,unsigned int bytes);
|
||||
/**
|
||||
* Encrypt/decrypt data using Salsa20/12
|
||||
*
|
||||
* @param in Input data
|
||||
* @param out Output buffer
|
||||
* @param bytes Length of data
|
||||
*/
|
||||
void crypt12(const void* in, void* out, unsigned int bytes);
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* Encrypt/decrypt data using Salsa20/20
|
||||
*
|
||||
* @param in Input data
|
||||
* @param out Output buffer
|
||||
* @param bytes Length of data
|
||||
*/
|
||||
void crypt20(const void *in,void *out,unsigned int bytes);
|
||||
/**
|
||||
* Encrypt/decrypt data using Salsa20/20
|
||||
*
|
||||
* @param in Input data
|
||||
* @param out Output buffer
|
||||
* @param bytes Length of data
|
||||
*/
|
||||
void crypt20(const void* in, void* out, unsigned int bytes);
|
||||
|
||||
private:
|
||||
union {
|
||||
private:
|
||||
union {
|
||||
#ifdef ZT_SALSA20_SSE
|
||||
__m128i v[4];
|
||||
#endif // ZT_SALSA20_SSE
|
||||
uint32_t i[16];
|
||||
} _state;
|
||||
__m128i v[4];
|
||||
#endif // ZT_SALSA20_SSE
|
||||
uint32_t i[16];
|
||||
} _state;
|
||||
};
|
||||
|
||||
} // namespace ZeroTier
|
||||
} // namespace ZeroTier
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
|
|
|
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