Arduino/sketch_One_Round/sketch_One_Round.ino

   1 #include <AES.h>
   2 //#include "./printf.h"
   3
   4
   5
   6 //#include <ESP8266WiFi.h>
   7
   8 const int size_mesg=256;
   9
  10
  11
  12
  13 const int sleepTimeS = 10;
  14
  15
  16 const int h=4;
  17 const int h2=h*h;
  18 byte DK[64];
  19 int rp=1;
  20
  21 const int len=size_mesg/h2;
  22
  23
  24
  25 typedef byte   uchar;
  26
  27 int Pbox[len];
  28   int PboxRM[h2];
  29   uchar Sbox1[256];
  30   uchar Sbox2[256];
  31   uchar RM1_cpy[h2];
  32
  33
  34
  35
  36
  37
  38
  39
  40
  41
  42 void inverse_tables(uchar *tab, int size_tab,uchar *inv_perm_tabs) {
  43
  44   for(int i=0;i<size_tab;i++) {
  45     inv_perm_tabs[tab[i]] = i;
  46   }
  47
  48 }
  49
  50 void inverse_tables_int(int *tab, int size_tab,int *inv_perm_tabs) {
  51
  52   for(int i=0;i<size_tab;i++) {
  53     inv_perm_tabs[tab[i]] = i;
  54   }
  55
  56 }
  57
  58
  59
  60 void rc4key(uchar *key, uchar *sc, int size_DK) {
  61
  62   for(int i=0;i<256;i++) {
  63     sc[i]=i;
  64   }
  65
  66
  67   uchar j0 = 0;
  68   for(int i0=0; i0<256; i0++) {
  69     j0 = (j0 + sc[i0] + key[i0%size_DK] )&0xFF;
  70     uchar tmp = sc[i0];
  71     sc[i0] = sc[j0 ];
  72     sc[j0] = tmp;
  73   }
  74 }
  75
  76
  77
  78 void rc4keyperm(uchar *key,int len, int rp,int *sc, int size_DK) {
  79
  80   //sc=1:len;
  81
  82
  83
  84   for (int i=0;i<len;i++) {
  85     sc[i]=i;
  86   }
  87   for (int it = 0; it < rp; it++) {
  88     int j0 = 1;
  89     for(int i0 = 0; i0<len; i0++) {
  90       j0 = (j0 + sc[i0] + sc[j0] + key[i0%size_DK] )% len;
  91       int tmp = sc[i0];
  92       sc[i0] = sc[j0];
  93       sc[j0] = tmp;
  94     }
  95
  96   }
  97 }
  98
  99 void prga(uchar *sc, int ldata, uchar *r) {
 100   uchar i0=0;
 101   uchar j0=0;
 102
 103   for (int it=0; it<ldata; it++) {
 104     i0 = ((i0+1)&0xFE); //%255);
 105     j0 = (j0 + sc[i0])&0xFF;
 106     uchar tmp = sc[i0];
 107     sc[i0] = sc[j0];
 108     sc[j0] = tmp;
 109     r[it]=sc[(sc[i0]+sc[j0])&0xFF];
 110   }
 111 }
 112
 113
 114
 115 void encrypt_ctr(const uchar* seq_in, uchar *seq_out, int len,uchar* RM1,const int *Pbox, const int *PboxRM, const uchar *Sbox1, const uchar *Sbox2, int enc) {
 116
 117  //printArray(seq_out,16);
 118   uchar X[h2];
 119   uchar fX[h2];
 120
 121   int ind1,ind2;
 122
 123
 124    for(int a=0;a<h2;a++) {
 125      X[a]=Sbox1[a&0xFF];           //Warning according to the size of h2, we can be outsize of Sbox1[a]
 126    }
 127
 128
 129   for(int it=0;it<len;it++) {
 130     if(enc) {
 131       ind1=it*h2;
 132       ind2=Pbox[it]*h2;
 133     }
 134     else {
 135       ind2=it*h2;
 136       ind1=Pbox[it]*h2;
 137     }
 138
 139
 140    for(int a=0;a<h2;a+=4) {
 141       X[a]=X[Sbox1[a]];
 142       X[a+1]=X[Sbox1[a+1]];
 143       X[a+2]=X[Sbox1[a+2]];
 144       X[a+3]=X[Sbox1[a+3]];
 145     }
 146
 147     for(int a=0;a<h2;a+=4){
 148       fX[a]=X[a];
 149       fX[a+1]=X[a+1];
 150       fX[a+2]=X[a+2];
 151       fX[a+3]=X[a+3];
 152     }
 153
 154
 155
 156     //printf("fx %d\n",fX[0] );
 157
 158   /*
 159     for(int a=0;a<h2;a+=16) {
 160       *(int*)&fX[a]^=it;
 161       *(int*)&fX[a+4]^=it;
 162       *(int*)&fX[a+8]^=it;
 163       *(int*)&fX[a+12]^=it;
 164     }
 165    */
 166
 167
 168
 169
 170     for(int a=0;a<h2;a+=4) {
 171       fX[a]=fX[a]^RM1[a];
 172       fX[a+1]=fX[a+1]^RM1[a+1];
 173       fX[a+2]=fX[a+2]^RM1[a+2];
 174       fX[a+3]=fX[a+3]^RM1[a+3];
 175     }
 176
 177
 178     for(int a=0;a<h2;a+=4) {
 179       fX[a]=Sbox2[fX[a]];
 180       fX[a+1]=Sbox2[fX[a+1]];
 181       fX[a+2]=Sbox2[fX[a+2]];
 182       fX[a+3]=Sbox2[fX[a+3]];
 183     }
 184
 185
 186
 187
 188      for(int a=0;a<h2;a+=4) {
 189       fX[a]=fX[a]^seq_in[ind2+a];
 190       fX[a+1]=fX[a+1]^seq_in[ind2+a+1];
 191       fX[a+2]=fX[a+2]^seq_in[ind2+a+2];
 192       fX[a+3]=fX[a+3]^seq_in[ind2+a+3];
 193     }
 194
 195
 196
 197     for(int a=0;a<h2;a+=4) {
 198       seq_out[ind1+a]=fX[a];
 199       seq_out[ind1+a+1]=fX[a+1];
 200       seq_out[ind1+a+2]=fX[a+2];
 201       seq_out[ind1+a+3]=fX[a+3];
 202     }
 203
 204     for(int a=0;a<h2;a+=4) {
 205       RM1[a]=RM1[PboxRM[a]];
 206       RM1[a+1]=RM1[PboxRM[a+1]];
 207       RM1[a+2]=RM1[PboxRM[a+2]];
 208       RM1[a+3]=RM1[PboxRM[a+3]];
 209     }
 210
 211
 212
 213   }
 214
 215 //  printf("size mes %d\n",size_mesg);
 216 //  printf("len %d\n",len);
 217
 218
 219 //printArray(seq_out,16);
 220
 221 }
 222
 223
 224
 225 void printArray(byte *mes, int n) {
 226   for (byte i = 0; i < n; i++) {
 227     Serial.print(mes[i]);
 228     Serial.print(" ");
 229   }
 230   Serial.println();
 231 }
 232
 233
 234 void setup ()
 235 {
 236   Serial.begin (57600) ;
 237 //  printf_begin();
 238   delay(500);
 239   printf("\n===testng mode\n") ;
 240
 241
 242   uchar sc[256];
 243
 244   uchar RM1[h2];
 245   uchar RM2[h2];
 246
 247   randomSeed(134);
 248
 249   for(byte i=0;i<64;i++) {
 250     DK[i]=random(255);
 251   }
 252   rc4key(DK, Sbox1, 8);
 253
 254
 255   rc4key(&DK[8], Sbox2, 8);
 256
 257   rc4key(&DK[16], sc, 16);
 258
 259
 260   prga(sc, h2, RM1);
 261
 262
 263   rc4keyperm(&DK[32], len, rp, Pbox, 16);
 264
 265
 266   rc4keyperm(&DK[48], h2, rp, PboxRM, 16);
 267
 268   for(int i=0;i<h2;i++){
 269     RM2[i]=RM1[i];
 270     RM1_cpy[i]=RM1[i];
 271   }
 272
 273  //  WiFi.mode( WIFI_OFF );
 274
 275 Serial.println("END OF INIT");
 276
 277
 278
 279 //  otfly_test () ;
 280 //  otfly_test256 () ;
 281 }
 282
 283 void loop ()
 284 {
 285   prekey_test () ;
 286   delay(1000);
 287
 288 //  Serial.println("ESP8266 in sleep mode");
 289  // ESP.deepSleep(sleepTimeS * 1000000, WAKE_RF_DISABLED );
 290   delay(1000);
 291 //  Serial.println("ESP8266 in normal mode");
 292 }
 293
 294 void prekey (int bits)
 295 {
 296
 297
 298   byte plain[size_mesg];
 299   byte cipher [size_mesg] ;
 300   byte check [size_mesg] ;
 301
 302   randomSeed(334);
 303   for(int i=0;i<size_mesg;i++) {
 304     plain[i]=random(255);
 305   }
 306
 307   uchar RM1[h2];
 308   uchar RM2[h2];
 309
 310   for(int i=0;i<h2;i++){
 311     RM1[i]=RM1_cpy[i];
 312     RM2[i]=RM1_cpy[i];
 313   }
 314
 315
 316
 317
 318   unsigned long ms1 = micros ();
 319   encrypt_ctr(plain, cipher,len,RM1,Pbox,PboxRM,Sbox1,Sbox2,1);
 320   Serial.print("ONE   Encryption took: ");
 321   Serial.println(micros() - ms1);
 322
 323   ms1 = micros ();
 324   encrypt_ctr(cipher, check,len,RM2,Pbox,PboxRM,Sbox1,Sbox2,0);
 325   Serial.print("ONE   Decryption took: ");
 326   Serial.println(micros() - ms1);
 327
 328   printf("\n\nPLAIN :");
 329   printArray(plain,16*2);
 330   printf("\nCIPHER:");
 331   printArray(cipher,16*2);
 332   printf("\nCHECK :");
 333   printArray(check,16*2);
 334
 335   bool equal=true;
 336   for(int i=0;i<size_mesg;i++) {
 337
 338       if(check[i]!=plain[i]) {
 339         equal=false;
 340       }
 341     }
 342   Serial.print("CHECK ");
 343   Serial.println(equal);
 344
 345 }
 346
 347 void prekey_test ()
 348 {
 349   prekey (128) ;
 350 }
 351