org.bouncycastle.crypto.engines.RijndaelEngine Maven / Gradle / Ivy
Show all versions of bcprov-jdk15on Show documentation
package org.bouncycastle.crypto.engines;
import org.bouncycastle.crypto.BlockCipher;
import org.bouncycastle.crypto.CipherParameters;
import org.bouncycastle.crypto.DataLengthException;
import org.bouncycastle.crypto.OutputLengthException;
import org.bouncycastle.crypto.params.KeyParameter;
/**
* an implementation of Rijndael, based on the documentation and reference implementation
* by Paulo Barreto, Vincent Rijmen, for v2.0 August '99.
*
* Note: this implementation is based on information prior to final NIST publication.
*/
public class RijndaelEngine
implements BlockCipher
{
private static final int MAXROUNDS = 14;
private static final int MAXKC = (256/4);
private static final byte[] logtable = {
(byte)0, (byte)0, (byte)25, (byte)1, (byte)50, (byte)2, (byte)26, (byte)198,
(byte)75, (byte)199, (byte)27, (byte)104, (byte)51, (byte)238, (byte)223, (byte)3,
(byte)100, (byte)4, (byte)224, (byte)14, (byte)52, (byte)141, (byte)129, (byte)239,
(byte)76, (byte)113, (byte)8, (byte)200, (byte)248, (byte)105, (byte)28, (byte)193,
(byte)125, (byte)194, (byte)29, (byte)181, (byte)249, (byte)185, (byte)39, (byte)106,
(byte)77, (byte)228, (byte)166, (byte)114, (byte)154, (byte)201, (byte)9, (byte)120,
(byte)101, (byte)47, (byte)138, (byte)5, (byte)33, (byte)15, (byte)225, (byte)36,
(byte)18, (byte)240, (byte)130, (byte)69, (byte)53, (byte)147, (byte)218, (byte)142,
(byte)150, (byte)143, (byte)219, (byte)189, (byte)54, (byte)208, (byte)206, (byte)148,
(byte)19, (byte)92, (byte)210, (byte)241, (byte)64, (byte)70, (byte)131, (byte)56,
(byte)102, (byte)221, (byte)253, (byte)48, (byte)191, (byte)6, (byte)139, (byte)98,
(byte)179, (byte)37, (byte)226, (byte)152, (byte)34, (byte)136, (byte)145, (byte)16,
(byte)126, (byte)110, (byte)72, (byte)195, (byte)163, (byte)182, (byte)30, (byte)66,
(byte)58, (byte)107, (byte)40, (byte)84, (byte)250, (byte)133, (byte)61, (byte)186,
(byte)43, (byte)121, (byte)10, (byte)21, (byte)155, (byte)159, (byte)94, (byte)202,
(byte)78, (byte)212, (byte)172, (byte)229, (byte)243, (byte)115, (byte)167, (byte)87,
(byte)175, (byte)88, (byte)168, (byte)80, (byte)244, (byte)234, (byte)214, (byte)116,
(byte)79, (byte)174, (byte)233, (byte)213, (byte)231, (byte)230, (byte)173, (byte)232,
(byte)44, (byte)215, (byte)117, (byte)122, (byte)235, (byte)22, (byte)11, (byte)245,
(byte)89, (byte)203, (byte)95, (byte)176, (byte)156, (byte)169, (byte)81, (byte)160,
(byte)127, (byte)12, (byte)246, (byte)111, (byte)23, (byte)196, (byte)73, (byte)236,
(byte)216, (byte)67, (byte)31, (byte)45, (byte)164, (byte)118, (byte)123, (byte)183,
(byte)204, (byte)187, (byte)62, (byte)90, (byte)251, (byte)96, (byte)177, (byte)134,
(byte)59, (byte)82, (byte)161, (byte)108, (byte)170, (byte)85, (byte)41, (byte)157,
(byte)151, (byte)178, (byte)135, (byte)144, (byte)97, (byte)190, (byte)220, (byte)252,
(byte)188, (byte)149, (byte)207, (byte)205, (byte)55, (byte)63, (byte)91, (byte)209,
(byte)83, (byte)57, (byte)132, (byte)60, (byte)65, (byte)162, (byte)109, (byte)71,
(byte)20, (byte)42, (byte)158, (byte)93, (byte)86, (byte)242, (byte)211, (byte)171,
(byte)68, (byte)17, (byte)146, (byte)217, (byte)35, (byte)32, (byte)46, (byte)137,
(byte)180, (byte)124, (byte)184, (byte)38, (byte)119, (byte)153, (byte)227, (byte)165,
(byte)103, (byte)74, (byte)237, (byte)222, (byte)197, (byte)49, (byte)254, (byte)24,
(byte)13, (byte)99, (byte)140, (byte)128, (byte)192, (byte)247, (byte)112, (byte)7
};
private static final byte[] aLogtable = {
(byte)0, (byte)3, (byte)5, (byte)15, (byte)17, (byte)51, (byte)85, (byte)255, (byte)26, (byte)46, (byte)114, (byte)150, (byte)161, (byte)248, (byte)19, (byte)53,
(byte)95, (byte)225, (byte)56, (byte)72, (byte)216, (byte)115, (byte)149, (byte)164, (byte)247, (byte)2, (byte)6, (byte)10, (byte)30, (byte)34, (byte)102, (byte)170,
(byte)229, (byte)52, (byte)92, (byte)228, (byte)55, (byte)89, (byte)235, (byte)38, (byte)106, (byte)190, (byte)217, (byte)112, (byte)144, (byte)171, (byte)230, (byte)49,
(byte)83, (byte)245, (byte)4, (byte)12, (byte)20, (byte)60, (byte)68, (byte)204, (byte)79, (byte)209, (byte)104, (byte)184, (byte)211, (byte)110, (byte)178, (byte)205,
(byte)76, (byte)212, (byte)103, (byte)169, (byte)224, (byte)59, (byte)77, (byte)215, (byte)98, (byte)166, (byte)241, (byte)8, (byte)24, (byte)40, (byte)120, (byte)136,
(byte)131, (byte)158, (byte)185, (byte)208, (byte)107, (byte)189, (byte)220, (byte)127, (byte)129, (byte)152, (byte)179, (byte)206, (byte)73, (byte)219, (byte)118, (byte)154,
(byte)181, (byte)196, (byte)87, (byte)249, (byte)16, (byte)48, (byte)80, (byte)240, (byte)11, (byte)29, (byte)39, (byte)105, (byte)187, (byte)214, (byte)97, (byte)163,
(byte)254, (byte)25, (byte)43, (byte)125, (byte)135, (byte)146, (byte)173, (byte)236, (byte)47, (byte)113, (byte)147, (byte)174, (byte)233, (byte)32, (byte)96, (byte)160,
(byte)251, (byte)22, (byte)58, (byte)78, (byte)210, (byte)109, (byte)183, (byte)194, (byte)93, (byte)231, (byte)50, (byte)86, (byte)250, (byte)21, (byte)63, (byte)65,
(byte)195, (byte)94, (byte)226, (byte)61, (byte)71, (byte)201, (byte)64, (byte)192, (byte)91, (byte)237, (byte)44, (byte)116, (byte)156, (byte)191, (byte)218, (byte)117,
(byte)159, (byte)186, (byte)213, (byte)100, (byte)172, (byte)239, (byte)42, (byte)126, (byte)130, (byte)157, (byte)188, (byte)223, (byte)122, (byte)142, (byte)137, (byte)128,
(byte)155, (byte)182, (byte)193, (byte)88, (byte)232, (byte)35, (byte)101, (byte)175, (byte)234, (byte)37, (byte)111, (byte)177, (byte)200, (byte)67, (byte)197, (byte)84,
(byte)252, (byte)31, (byte)33, (byte)99, (byte)165, (byte)244, (byte)7, (byte)9, (byte)27, (byte)45, (byte)119, (byte)153, (byte)176, (byte)203, (byte)70, (byte)202,
(byte)69, (byte)207, (byte)74, (byte)222, (byte)121, (byte)139, (byte)134, (byte)145, (byte)168, (byte)227, (byte)62, (byte)66, (byte)198, (byte)81, (byte)243, (byte)14,
(byte)18, (byte)54, (byte)90, (byte)238, (byte)41, (byte)123, (byte)141, (byte)140, (byte)143, (byte)138, (byte)133, (byte)148, (byte)167, (byte)242, (byte)13, (byte)23,
(byte)57, (byte)75, (byte)221, (byte)124, (byte)132, (byte)151, (byte)162, (byte)253, (byte)28, (byte)36, (byte)108, (byte)180, (byte)199, (byte)82, (byte)246, (byte)1,
(byte)3, (byte)5, (byte)15, (byte)17, (byte)51, (byte)85, (byte)255, (byte)26, (byte)46, (byte)114, (byte)150, (byte)161, (byte)248, (byte)19, (byte)53,
(byte)95, (byte)225, (byte)56, (byte)72, (byte)216, (byte)115, (byte)149, (byte)164, (byte)247, (byte)2, (byte)6, (byte)10, (byte)30, (byte)34, (byte)102, (byte)170,
(byte)229, (byte)52, (byte)92, (byte)228, (byte)55, (byte)89, (byte)235, (byte)38, (byte)106, (byte)190, (byte)217, (byte)112, (byte)144, (byte)171, (byte)230, (byte)49,
(byte)83, (byte)245, (byte)4, (byte)12, (byte)20, (byte)60, (byte)68, (byte)204, (byte)79, (byte)209, (byte)104, (byte)184, (byte)211, (byte)110, (byte)178, (byte)205,
(byte)76, (byte)212, (byte)103, (byte)169, (byte)224, (byte)59, (byte)77, (byte)215, (byte)98, (byte)166, (byte)241, (byte)8, (byte)24, (byte)40, (byte)120, (byte)136,
(byte)131, (byte)158, (byte)185, (byte)208, (byte)107, (byte)189, (byte)220, (byte)127, (byte)129, (byte)152, (byte)179, (byte)206, (byte)73, (byte)219, (byte)118, (byte)154,
(byte)181, (byte)196, (byte)87, (byte)249, (byte)16, (byte)48, (byte)80, (byte)240, (byte)11, (byte)29, (byte)39, (byte)105, (byte)187, (byte)214, (byte)97, (byte)163,
(byte)254, (byte)25, (byte)43, (byte)125, (byte)135, (byte)146, (byte)173, (byte)236, (byte)47, (byte)113, (byte)147, (byte)174, (byte)233, (byte)32, (byte)96, (byte)160,
(byte)251, (byte)22, (byte)58, (byte)78, (byte)210, (byte)109, (byte)183, (byte)194, (byte)93, (byte)231, (byte)50, (byte)86, (byte)250, (byte)21, (byte)63, (byte)65,
(byte)195, (byte)94, (byte)226, (byte)61, (byte)71, (byte)201, (byte)64, (byte)192, (byte)91, (byte)237, (byte)44, (byte)116, (byte)156, (byte)191, (byte)218, (byte)117,
(byte)159, (byte)186, (byte)213, (byte)100, (byte)172, (byte)239, (byte)42, (byte)126, (byte)130, (byte)157, (byte)188, (byte)223, (byte)122, (byte)142, (byte)137, (byte)128,
(byte)155, (byte)182, (byte)193, (byte)88, (byte)232, (byte)35, (byte)101, (byte)175, (byte)234, (byte)37, (byte)111, (byte)177, (byte)200, (byte)67, (byte)197, (byte)84,
(byte)252, (byte)31, (byte)33, (byte)99, (byte)165, (byte)244, (byte)7, (byte)9, (byte)27, (byte)45, (byte)119, (byte)153, (byte)176, (byte)203, (byte)70, (byte)202,
(byte)69, (byte)207, (byte)74, (byte)222, (byte)121, (byte)139, (byte)134, (byte)145, (byte)168, (byte)227, (byte)62, (byte)66, (byte)198, (byte)81, (byte)243, (byte)14,
(byte)18, (byte)54, (byte)90, (byte)238, (byte)41, (byte)123, (byte)141, (byte)140, (byte)143, (byte)138, (byte)133, (byte)148, (byte)167, (byte)242, (byte)13, (byte)23,
(byte)57, (byte)75, (byte)221, (byte)124, (byte)132, (byte)151, (byte)162, (byte)253, (byte)28, (byte)36, (byte)108, (byte)180, (byte)199, (byte)82, (byte)246, (byte)1,
};
private static final byte[] S = {
(byte)99, (byte)124, (byte)119, (byte)123, (byte)242, (byte)107, (byte)111, (byte)197, (byte)48, (byte)1, (byte)103, (byte)43, (byte)254, (byte)215, (byte)171, (byte)118,
(byte)202, (byte)130, (byte)201, (byte)125, (byte)250, (byte)89, (byte)71, (byte)240, (byte)173, (byte)212, (byte)162, (byte)175, (byte)156, (byte)164, (byte)114, (byte)192,
(byte)183, (byte)253, (byte)147, (byte)38, (byte)54, (byte)63, (byte)247, (byte)204, (byte)52, (byte)165, (byte)229, (byte)241, (byte)113, (byte)216, (byte)49, (byte)21,
(byte)4, (byte)199, (byte)35, (byte)195, (byte)24, (byte)150, (byte)5, (byte)154, (byte)7, (byte)18, (byte)128, (byte)226, (byte)235, (byte)39, (byte)178, (byte)117,
(byte)9, (byte)131, (byte)44, (byte)26, (byte)27, (byte)110, (byte)90, (byte)160, (byte)82, (byte)59, (byte)214, (byte)179, (byte)41, (byte)227, (byte)47, (byte)132,
(byte)83, (byte)209, (byte)0, (byte)237, (byte)32, (byte)252, (byte)177, (byte)91, (byte)106, (byte)203, (byte)190, (byte)57, (byte)74, (byte)76, (byte)88, (byte)207,
(byte)208, (byte)239, (byte)170, (byte)251, (byte)67, (byte)77, (byte)51, (byte)133, (byte)69, (byte)249, (byte)2, (byte)127, (byte)80, (byte)60, (byte)159, (byte)168,
(byte)81, (byte)163, (byte)64, (byte)143, (byte)146, (byte)157, (byte)56, (byte)245, (byte)188, (byte)182, (byte)218, (byte)33, (byte)16, (byte)255, (byte)243, (byte)210,
(byte)205, (byte)12, (byte)19, (byte)236, (byte)95, (byte)151, (byte)68, (byte)23, (byte)196, (byte)167, (byte)126, (byte)61, (byte)100, (byte)93, (byte)25, (byte)115,
(byte)96, (byte)129, (byte)79, (byte)220, (byte)34, (byte)42, (byte)144, (byte)136, (byte)70, (byte)238, (byte)184, (byte)20, (byte)222, (byte)94, (byte)11, (byte)219,
(byte)224, (byte)50, (byte)58, (byte)10, (byte)73, (byte)6, (byte)36, (byte)92, (byte)194, (byte)211, (byte)172, (byte)98, (byte)145, (byte)149, (byte)228, (byte)121,
(byte)231, (byte)200, (byte)55, (byte)109, (byte)141, (byte)213, (byte)78, (byte)169, (byte)108, (byte)86, (byte)244, (byte)234, (byte)101, (byte)122, (byte)174, (byte)8,
(byte)186, (byte)120, (byte)37, (byte)46, (byte)28, (byte)166, (byte)180, (byte)198, (byte)232, (byte)221, (byte)116, (byte)31, (byte)75, (byte)189, (byte)139, (byte)138,
(byte)112, (byte)62, (byte)181, (byte)102, (byte)72, (byte)3, (byte)246, (byte)14, (byte)97, (byte)53, (byte)87, (byte)185, (byte)134, (byte)193, (byte)29, (byte)158,
(byte)225, (byte)248, (byte)152, (byte)17, (byte)105, (byte)217, (byte)142, (byte)148, (byte)155, (byte)30, (byte)135, (byte)233, (byte)206, (byte)85, (byte)40, (byte)223,
(byte)140, (byte)161, (byte)137, (byte)13, (byte)191, (byte)230, (byte)66, (byte)104, (byte)65, (byte)153, (byte)45, (byte)15, (byte)176, (byte)84, (byte)187, (byte)22,
};
private static final byte[] Si = {
(byte)82, (byte)9, (byte)106, (byte)213, (byte)48, (byte)54, (byte)165, (byte)56, (byte)191, (byte)64, (byte)163, (byte)158, (byte)129, (byte)243, (byte)215, (byte)251,
(byte)124, (byte)227, (byte)57, (byte)130, (byte)155, (byte)47, (byte)255, (byte)135, (byte)52, (byte)142, (byte)67, (byte)68, (byte)196, (byte)222, (byte)233, (byte)203,
(byte)84, (byte)123, (byte)148, (byte)50, (byte)166, (byte)194, (byte)35, (byte)61, (byte)238, (byte)76, (byte)149, (byte)11, (byte)66, (byte)250, (byte)195, (byte)78,
(byte)8, (byte)46, (byte)161, (byte)102, (byte)40, (byte)217, (byte)36, (byte)178, (byte)118, (byte)91, (byte)162, (byte)73, (byte)109, (byte)139, (byte)209, (byte)37,
(byte)114, (byte)248, (byte)246, (byte)100, (byte)134, (byte)104, (byte)152, (byte)22, (byte)212, (byte)164, (byte)92, (byte)204, (byte)93, (byte)101, (byte)182, (byte)146,
(byte)108, (byte)112, (byte)72, (byte)80, (byte)253, (byte)237, (byte)185, (byte)218, (byte)94, (byte)21, (byte)70, (byte)87, (byte)167, (byte)141, (byte)157, (byte)132,
(byte)144, (byte)216, (byte)171, (byte)0, (byte)140, (byte)188, (byte)211, (byte)10, (byte)247, (byte)228, (byte)88, (byte)5, (byte)184, (byte)179, (byte)69, (byte)6,
(byte)208, (byte)44, (byte)30, (byte)143, (byte)202, (byte)63, (byte)15, (byte)2, (byte)193, (byte)175, (byte)189, (byte)3, (byte)1, (byte)19, (byte)138, (byte)107,
(byte)58, (byte)145, (byte)17, (byte)65, (byte)79, (byte)103, (byte)220, (byte)234, (byte)151, (byte)242, (byte)207, (byte)206, (byte)240, (byte)180, (byte)230, (byte)115,
(byte)150, (byte)172, (byte)116, (byte)34, (byte)231, (byte)173, (byte)53, (byte)133, (byte)226, (byte)249, (byte)55, (byte)232, (byte)28, (byte)117, (byte)223, (byte)110,
(byte)71, (byte)241, (byte)26, (byte)113, (byte)29, (byte)41, (byte)197, (byte)137, (byte)111, (byte)183, (byte)98, (byte)14, (byte)170, (byte)24, (byte)190, (byte)27,
(byte)252, (byte)86, (byte)62, (byte)75, (byte)198, (byte)210, (byte)121, (byte)32, (byte)154, (byte)219, (byte)192, (byte)254, (byte)120, (byte)205, (byte)90, (byte)244,
(byte)31, (byte)221, (byte)168, (byte)51, (byte)136, (byte)7, (byte)199, (byte)49, (byte)177, (byte)18, (byte)16, (byte)89, (byte)39, (byte)128, (byte)236, (byte)95,
(byte)96, (byte)81, (byte)127, (byte)169, (byte)25, (byte)181, (byte)74, (byte)13, (byte)45, (byte)229, (byte)122, (byte)159, (byte)147, (byte)201, (byte)156, (byte)239,
(byte)160, (byte)224, (byte)59, (byte)77, (byte)174, (byte)42, (byte)245, (byte)176, (byte)200, (byte)235, (byte)187, (byte)60, (byte)131, (byte)83, (byte)153, (byte)97,
(byte)23, (byte)43, (byte)4, (byte)126, (byte)186, (byte)119, (byte)214, (byte)38, (byte)225, (byte)105, (byte)20, (byte)99, (byte)85, (byte)33, (byte)12, (byte)125,
};
private static final int[] rcon = {
0x01, 0x02, 0x04, 0x08, 0x10, 0x20, 0x40, 0x80, 0x1b, 0x36, 0x6c, 0xd8, 0xab, 0x4d, 0x9a, 0x2f, 0x5e, 0xbc, 0x63, 0xc6, 0x97, 0x35, 0x6a, 0xd4, 0xb3, 0x7d, 0xfa, 0xef, 0xc5, 0x91 };
static byte[][] shifts0 =
{
{ 0, 8, 16, 24 },
{ 0, 8, 16, 24 },
{ 0, 8, 16, 24 },
{ 0, 8, 16, 32 },
{ 0, 8, 24, 32 }
};
static byte[][] shifts1 =
{
{ 0, 24, 16, 8 },
{ 0, 32, 24, 16 },
{ 0, 40, 32, 24 },
{ 0, 48, 40, 24 },
{ 0, 56, 40, 32 }
};
/**
* multiply two elements of GF(2^m)
* needed for MixColumn and InvMixColumn
*/
private byte mul0x2(
int b)
{
if (b != 0)
{
return aLogtable[25 + (logtable[b] & 0xff)];
}
else
{
return 0;
}
}
private byte mul0x3(
int b)
{
if (b != 0)
{
return aLogtable[1 + (logtable[b] & 0xff)];
}
else
{
return 0;
}
}
private byte mul0x9(
int b)
{
if (b >= 0)
{
return aLogtable[199 + b];
}
else
{
return 0;
}
}
private byte mul0xb(
int b)
{
if (b >= 0)
{
return aLogtable[104 + b];
}
else
{
return 0;
}
}
private byte mul0xd(
int b)
{
if (b >= 0)
{
return aLogtable[238 + b];
}
else
{
return 0;
}
}
private byte mul0xe(
int b)
{
if (b >= 0)
{
return aLogtable[223 + b];
}
else
{
return 0;
}
}
/**
* xor corresponding text input and round key input bytes
*/
private void KeyAddition(
long[] rk)
{
A0 ^= rk[0];
A1 ^= rk[1];
A2 ^= rk[2];
A3 ^= rk[3];
}
private long shift(
long r,
int shift)
{
return (((r >>> shift) | (r << (BC - shift)))) & BC_MASK;
}
/**
* Row 0 remains unchanged
* The other three rows are shifted a variable amount
*/
private void ShiftRow(
byte[] shiftsSC)
{
A1 = shift(A1, shiftsSC[1]);
A2 = shift(A2, shiftsSC[2]);
A3 = shift(A3, shiftsSC[3]);
}
private long applyS(
long r,
byte[] box)
{
long res = 0;
for (int j = 0; j < BC; j += 8)
{
res |= (long)(box[(int)((r >> j) & 0xff)] & 0xff) << j;
}
return res;
}
/**
* Replace every byte of the input by the byte at that place
* in the nonlinear S-box
*/
private void Substitution(
byte[] box)
{
A0 = applyS(A0, box);
A1 = applyS(A1, box);
A2 = applyS(A2, box);
A3 = applyS(A3, box);
}
/**
* Mix the bytes of every column in a linear way
*/
private void MixColumn()
{
long r0, r1, r2, r3;
r0 = r1 = r2 = r3 = 0;
for (int j = 0; j < BC; j += 8)
{
int a0 = (int)((A0 >> j) & 0xff);
int a1 = (int)((A1 >> j) & 0xff);
int a2 = (int)((A2 >> j) & 0xff);
int a3 = (int)((A3 >> j) & 0xff);
r0 |= (long)((mul0x2(a0) ^ mul0x3(a1) ^ a2 ^ a3) & 0xff) << j;
r1 |= (long)((mul0x2(a1) ^ mul0x3(a2) ^ a3 ^ a0) & 0xff) << j;
r2 |= (long)((mul0x2(a2) ^ mul0x3(a3) ^ a0 ^ a1) & 0xff) << j;
r3 |= (long)((mul0x2(a3) ^ mul0x3(a0) ^ a1 ^ a2) & 0xff) << j;
}
A0 = r0;
A1 = r1;
A2 = r2;
A3 = r3;
}
/**
* Mix the bytes of every column in a linear way
* This is the opposite operation of Mixcolumn
*/
private void InvMixColumn()
{
long r0, r1, r2, r3;
r0 = r1 = r2 = r3 = 0;
for (int j = 0; j < BC; j += 8)
{
int a0 = (int)((A0 >> j) & 0xff);
int a1 = (int)((A1 >> j) & 0xff);
int a2 = (int)((A2 >> j) & 0xff);
int a3 = (int)((A3 >> j) & 0xff);
//
// pre-lookup the log table
//
a0 = (a0 != 0) ? (logtable[a0 & 0xff] & 0xff) : -1;
a1 = (a1 != 0) ? (logtable[a1 & 0xff] & 0xff) : -1;
a2 = (a2 != 0) ? (logtable[a2 & 0xff] & 0xff) : -1;
a3 = (a3 != 0) ? (logtable[a3 & 0xff] & 0xff) : -1;
r0 |= (long)((mul0xe(a0) ^ mul0xb(a1) ^ mul0xd(a2) ^ mul0x9(a3)) & 0xff) << j;
r1 |= (long)((mul0xe(a1) ^ mul0xb(a2) ^ mul0xd(a3) ^ mul0x9(a0)) & 0xff) << j;
r2 |= (long)((mul0xe(a2) ^ mul0xb(a3) ^ mul0xd(a0) ^ mul0x9(a1)) & 0xff) << j;
r3 |= (long)((mul0xe(a3) ^ mul0xb(a0) ^ mul0xd(a1) ^ mul0x9(a2)) & 0xff) << j;
}
A0 = r0;
A1 = r1;
A2 = r2;
A3 = r3;
}
/**
* Calculate the necessary round keys
* The number of calculations depends on keyBits and blockBits
*/
private long[][] generateWorkingKey(
byte[] key)
{
int KC;
int t, rconpointer = 0;
int keyBits = key.length * 8;
byte[][] tk = new byte[4][MAXKC];
long[][] W = new long[MAXROUNDS+1][4];
switch (keyBits)
{
case 128:
KC = 4;
break;
case 160:
KC = 5;
break;
case 192:
KC = 6;
break;
case 224:
KC = 7;
break;
case 256:
KC = 8;
break;
default :
throw new IllegalArgumentException("Key length not 128/160/192/224/256 bits.");
}
if (keyBits >= blockBits)
{
ROUNDS = KC + 6;
}
else
{
ROUNDS = (BC / 8) + 6;
}
//
// copy the key into the processing area
//
int index = 0;
for (int i = 0; i < key.length; i++)
{
tk[i % 4][i / 4] = key[index++];
}
t = 0;
//
// copy values into round key array
//
for (int j = 0; (j < KC) && (t < (ROUNDS+1)*(BC / 8)); j++, t++)
{
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
W[t / (BC / 8)][i] |= (long)(tk[i][j] & 0xff) << ((t * 8) % BC);
}
}
//
// while not enough round key material calculated
// calculate new values
//
while (t < (ROUNDS+1)*(BC/8))
{
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
tk[i][0] ^= S[tk[(i+1)%4][KC-1] & 0xff];
}
tk[0][0] ^= rcon[rconpointer++];
if (KC <= 6)
{
for (int j = 1; j < KC; j++)
{
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
tk[i][j] ^= tk[i][j-1];
}
}
}
else
{
for (int j = 1; j < 4; j++)
{
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
tk[i][j] ^= tk[i][j-1];
}
}
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
tk[i][4] ^= S[tk[i][3] & 0xff];
}
for (int j = 5; j < KC; j++)
{
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
tk[i][j] ^= tk[i][j-1];
}
}
}
//
// copy values into round key array
//
for (int j = 0; (j < KC) && (t < (ROUNDS+1)*(BC/8)); j++, t++)
{
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
W[t / (BC/8)][i] |= (long)(tk[i][j] & 0xff) << ((t * 8) % (BC));
}
}
}
return W;
}
private int BC;
private long BC_MASK;
private int ROUNDS;
private int blockBits;
private long[][] workingKey;
private long A0, A1, A2, A3;
private boolean forEncryption;
private byte[] shifts0SC;
private byte[] shifts1SC;
/**
* default constructor - 128 bit block size.
*/
public RijndaelEngine()
{
this(128);
}
/**
* basic constructor - set the cipher up for a given blocksize
*
* @param blockBits the blocksize in bits, must be 128, 192, or 256.
*/
public RijndaelEngine(
int blockBits)
{
switch (blockBits)
{
case 128:
BC = 32;
BC_MASK = 0xffffffffL;
shifts0SC = shifts0[0];
shifts1SC = shifts1[0];
break;
case 160:
BC = 40;
BC_MASK = 0xffffffffffL;
shifts0SC = shifts0[1];
shifts1SC = shifts1[1];
break;
case 192:
BC = 48;
BC_MASK = 0xffffffffffffL;
shifts0SC = shifts0[2];
shifts1SC = shifts1[2];
break;
case 224:
BC = 56;
BC_MASK = 0xffffffffffffffL;
shifts0SC = shifts0[3];
shifts1SC = shifts1[3];
break;
case 256:
BC = 64;
BC_MASK = 0xffffffffffffffffL;
shifts0SC = shifts0[4];
shifts1SC = shifts1[4];
break;
default:
throw new IllegalArgumentException("unknown blocksize to Rijndael");
}
this.blockBits = blockBits;
}
/**
* initialise a Rijndael cipher.
*
* @param forEncryption whether or not we are for encryption.
* @param params the parameters required to set up the cipher.
* @exception IllegalArgumentException if the params argument is
* inappropriate.
*/
public void init(
boolean forEncryption,
CipherParameters params)
{
if (params instanceof KeyParameter)
{
workingKey = generateWorkingKey(((KeyParameter)params).getKey());
this.forEncryption = forEncryption;
return;
}
throw new IllegalArgumentException("invalid parameter passed to Rijndael init - " + params.getClass().getName());
}
public String getAlgorithmName()
{
return "Rijndael";
}
public int getBlockSize()
{
return BC / 2;
}
public int processBlock(
byte[] in,
int inOff,
byte[] out,
int outOff)
{
if (workingKey == null)
{
throw new IllegalStateException("Rijndael engine not initialised");
}
if ((inOff + (BC / 2)) > in.length)
{
throw new DataLengthException("input buffer too short");
}
if ((outOff + (BC / 2)) > out.length)
{
throw new OutputLengthException("output buffer too short");
}
if (forEncryption)
{
unpackBlock(in, inOff);
encryptBlock(workingKey);
packBlock(out, outOff);
}
else
{
unpackBlock(in, inOff);
decryptBlock(workingKey);
packBlock(out, outOff);
}
return BC / 2;
}
public void reset()
{
}
private void unpackBlock(
byte[] bytes,
int off)
{
int index = off;
A0 = (bytes[index++] & 0xff);
A1 = (bytes[index++] & 0xff);
A2 = (bytes[index++] & 0xff);
A3 = (bytes[index++] & 0xff);
for (int j = 8; j != BC; j += 8)
{
A0 |= (long)(bytes[index++] & 0xff) << j;
A1 |= (long)(bytes[index++] & 0xff) << j;
A2 |= (long)(bytes[index++] & 0xff) << j;
A3 |= (long)(bytes[index++] & 0xff) << j;
}
}
private void packBlock(
byte[] bytes,
int off)
{
int index = off;
for (int j = 0; j != BC; j += 8)
{
bytes[index++] = (byte)(A0 >> j);
bytes[index++] = (byte)(A1 >> j);
bytes[index++] = (byte)(A2 >> j);
bytes[index++] = (byte)(A3 >> j);
}
}
private void encryptBlock(
long[][] rk)
{
int r;
//
// begin with a key addition
//
KeyAddition(rk[0]);
//
// ROUNDS-1 ordinary rounds
//
for (r = 1; r < ROUNDS; r++)
{
Substitution(S);
ShiftRow(shifts0SC);
MixColumn();
KeyAddition(rk[r]);
}
//
// Last round is special: there is no MixColumn
//
Substitution(S);
ShiftRow(shifts0SC);
KeyAddition(rk[ROUNDS]);
}
private void decryptBlock(
long[][] rk)
{
int r;
// To decrypt: apply the inverse operations of the encrypt routine,
// in opposite order
//
// (KeyAddition is an involution: it 's equal to its inverse)
// (the inverse of Substitution with table S is Substitution with the inverse table of S)
// (the inverse of Shiftrow is Shiftrow over a suitable distance)
//
// First the special round:
// without InvMixColumn
// with extra KeyAddition
//
KeyAddition(rk[ROUNDS]);
Substitution(Si);
ShiftRow(shifts1SC);
//
// ROUNDS-1 ordinary rounds
//
for (r = ROUNDS-1; r > 0; r--)
{
KeyAddition(rk[r]);
InvMixColumn();
Substitution(Si);
ShiftRow(shifts1SC);
}
//
// End with the extra key addition
//
KeyAddition(rk[0]);
}
}