git.tinc-vpn.org Git - tinc/blob - src/chacha-poly1305/chacha-poly1305.c

   1 #include "../system.h"
   2 #include "../xalloc.h"
   3
   4 #include "chacha.h"
   5 #include "chacha-poly1305.h"
   6 #include "poly1305.h"
   7
   8 struct chacha_poly1305_ctx {
   9         struct chacha_ctx main_ctx, header_ctx;
  10 };
  11
  12 chacha_poly1305_ctx_t *chacha_poly1305_init(void) {
  13         chacha_poly1305_ctx_t *ctx = xzalloc(sizeof(*ctx));
  14         return ctx;
  15 }
  16
  17 void chacha_poly1305_exit(chacha_poly1305_ctx_t *ctx) {
  18         free(ctx);
  19 }
  20
  21 bool chacha_poly1305_set_key(chacha_poly1305_ctx_t *ctx, const void *vkey) {
  22         const uint8_t *key = vkey;
  23         chacha_keysetup(&ctx->main_ctx, key, 256);
  24         chacha_keysetup(&ctx->header_ctx, key + 32, 256);
  25         return true;
  26 }
  27
  28 static void put_u64(void *vp, uint64_t v) {
  29         uint8_t *p = (uint8_t *) vp;
  30
  31         p[0] = (uint8_t)(v >> 56) & 0xff;
  32         p[1] = (uint8_t)(v >> 48) & 0xff;
  33         p[2] = (uint8_t)(v >> 40) & 0xff;
  34         p[3] = (uint8_t)(v >> 32) & 0xff;
  35         p[4] = (uint8_t)(v >> 24) & 0xff;
  36         p[5] = (uint8_t)(v >> 16) & 0xff;
  37         p[6] = (uint8_t)(v >> 8) & 0xff;
  38         p[7] = (uint8_t) v & 0xff;
  39 }
  40
  41 bool chacha_poly1305_encrypt(chacha_poly1305_ctx_t *ctx, uint64_t seqnr, const void *indata, size_t inlen, void *voutdata, size_t *outlen) {
  42         uint8_t seqbuf[8];
  43         const uint8_t one[8] = { 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 };      /* NB little-endian */
  44         uint8_t poly_key[POLY1305_KEYLEN];
  45         uint8_t *outdata = voutdata;
  46
  47         /*
  48          * Run ChaCha20 once to generate the Poly1305 key. The IV is the
  49          * packet sequence number.
  50          */
  51         memset(poly_key, 0, sizeof(poly_key));
  52         put_u64(seqbuf, seqnr);
  53         chacha_ivsetup(&ctx->main_ctx, seqbuf, NULL);
  54         chacha_encrypt_bytes(&ctx->main_ctx, poly_key, poly_key, sizeof(poly_key));
  55
  56         /* Set Chacha's block counter to 1 */
  57         chacha_ivsetup(&ctx->main_ctx, seqbuf, one);
  58
  59         chacha_encrypt_bytes(&ctx->main_ctx, indata, outdata, inlen);
  60         poly1305_auth(outdata + inlen, outdata, inlen, poly_key);
  61
  62         if(outlen) {
  63                 *outlen = inlen + POLY1305_TAGLEN;
  64         }
  65
  66         return true;
  67 }
  68
  69 bool chacha_poly1305_decrypt(chacha_poly1305_ctx_t *ctx, uint64_t seqnr, const void *vindata, size_t inlen, void *outdata, size_t *outlen) {
  70         uint8_t seqbuf[8];
  71         const uint8_t one[8] = { 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 };      /* NB little-endian */
  72         uint8_t expected_tag[POLY1305_TAGLEN], poly_key[POLY1305_KEYLEN];
  73         const uint8_t *indata = vindata;
  74
  75         /*
  76          * Run ChaCha20 once to generate the Poly1305 key. The IV is the
  77          * packet sequence number.
  78          */
  79         memset(poly_key, 0, sizeof(poly_key));
  80         put_u64(seqbuf, seqnr);
  81         chacha_ivsetup(&ctx->main_ctx, seqbuf, NULL);
  82         chacha_encrypt_bytes(&ctx->main_ctx, poly_key, poly_key, sizeof(poly_key));
  83
  84         /* Set Chacha's block counter to 1 */
  85         chacha_ivsetup(&ctx->main_ctx, seqbuf, one);
  86
  87         /* Check tag before anything else */
  88         inlen -= POLY1305_TAGLEN;
  89         const uint8_t *tag = indata + inlen;
  90
  91         poly1305_auth(expected_tag, indata, inlen, poly_key);
  92
  93         if(memcmp(expected_tag, tag, POLY1305_TAGLEN)) {
  94                 return false;
  95         }
  96
  97         chacha_encrypt_bytes(&ctx->main_ctx, indata, outdata, inlen);
  98
  99         if(outlen) {
 100                 *outlen = inlen;
 101         }
 102
 103         return true;
 104 }