OneRoundIoT/openssl/openssl_evp_chacha20_poly1305.c

   1 //gcc pixmap_io.c  -c
   2 //gcc openssl_evp.c pixmap_io.o -o  openssl_evp -I /usr/include/openssl/ -lcrypto -O3 -std=c99
   3
   4
   5 #include <openssl/conf.h>
   6 #include <openssl/evp.h>
   7 #include <openssl/err.h>
   8 #include <openssl/ssl.h>
   9 #include <openssl/bio.h>
  10 #include <openssl/cmac.h>
  11 #include <string.h>
  12 #include <sys/time.h>
  13 #include "pixmap_io.h"
  14
  15 typedef unsigned char   uchar;
  16
  17 int nb_test=1;
  18 int ctr=0;
  19
  20 double TimeStart()
  21 {
  22   struct timeval tstart;
  23   gettimeofday(&tstart,0);
  24   return( (double) (tstart.tv_sec + tstart.tv_usec*1e-6) );
  25 }
  26
  27 double TimeStop(double t)
  28 {
  29   struct timeval tend;
  30
  31   gettimeofday(&tend,0);
  32   t = (double) (tend.tv_sec + tend.tv_usec*1e-6) - t;
  33   return (t);
  34 }
  35
  36
  37 void printBytes(unsigned char *buf, size_t len) {
  38   for(int i=0; i<len; i++) {
  39     printf("%02x ", buf[i]);
  40   }
  41   printf("\n");
  42 }
  43
  44
  45 void handleErrors(void)
  46 {
  47   ERR_print_errors_fp(stderr);
  48   abort();
  49 }
  50
  51
  52 int encrypt(unsigned char *plaintext, int plaintext_len, unsigned char *key,
  53             unsigned char *iv, unsigned char *ciphertext, int ctr, int index)
  54 {
  55   CMAC_CTX *ctx;
  56
  57   int len;
  58
  59   int ciphertext_len;
  60
  61   /* Create and initialise the context */
  62   if(!(ctx = CMAC_CTX_new())) handleErrors();
  63
  64   /* Initialise the encryption operation. IMPORTANT - ensure you use a key
  65    * and IV size appropriate for your cipher
  66    * In this example we are using 256 bit AES (i.e. a 256 bit key). The
  67    * IV size for *most* modes is the same as the block size. For AES this
  68    * is 128 bits */
  69   //static double  time=0;
  70   //double t=0;
  71   //t=TimeStart();
  72   //256
  73   //avant ecb
  74   if(ctr) {
  75     if(1 != CMAC_Init(ctx, key, 16, EVP_chacha20_poly1305(), NULL))
  76       handleErrors();
  77   }
  78   else
  79     if(1 != CMAC_Init(ctx, key, 16, EVP_chacha20_poly1305(), NULL))
  80         handleErrors();
  81   size_t mactlen;
  82 unsigned char mact[16] = {0};
  83   //time+=TimeStop(t);
  84   //printf("Time init %f\n",time);
  85
  86
  87 //  int cipherBlockSize = EVP_CIPHER_CTX_block_size(ctx);
  88 //  printf("INFO(evp_encrypt): block size: %d\n", cipherBlockSize);
  89
  90
  91   /* Provide the message to be encrypted, and obtain the encrypted output.
  92    * EVP_EncryptUpdate can be called multiple times if necessary
  93    */
  94
  95 /*
  96   static double  time=0;
  97   double t=0;
  98   t=TimeStart();
  99 */
 100   for(int i=0;i<nb_test;i++)
 101   {
 102
 103       if(1 != CMAC_Update(ctx,  plaintext, plaintext_len))
 104       handleErrors();
 105     ciphertext_len = len;
 106
 107   }
 108 /*  time+=TimeStop(t);
 109   // if(index==nb_test-1)
 110   printf("Time encrypt %f\n",time);
 111
 112 */
 113
 114
 115   /* Finalise the encryption. Further ciphertext bytes may be written at
 116    * this stage.
 117    */
 118   if(1 != CMAC_Final(ctx,  mact, &mactlen)) handleErrors();
 119   ciphertext_len += len;
 120
 121   //  printBytes(mact, mactlen);
 122
 123   /* Clean up */
 124   CMAC_CTX_free(ctx);
 125
 126   return ciphertext_len;
 127 }
 128
 129 int decrypt(unsigned char *ciphertext, int ciphertext_len, unsigned char *key,
 130             unsigned char *iv, unsigned char *plaintext, int ctr, int index)
 131 {
 132   EVP_CIPHER_CTX *ctx;
 133
 134   int len;
 135
 136   int plaintext_len;
 137
 138   /* Create and initialise the context */
 139   if(!(ctx = EVP_CIPHER_CTX_new())) handleErrors();
 140
 141   /* Initialise the decryption operation. IMPORTANT - ensure you use a key
 142    * and IV size appropriate for your cipher
 143    * In this example we are using 256 bit AES (i.e. a 256 bit key). The
 144    * IV size for *most* modes is the same as the block size. For AES this
 145    * is 128 bits */
 146
 147   //256
 148
 149   //avant => ecb
 150   if(ctr) {
 151     if(1 != EVP_DecryptInit_ex(ctx, EVP_chacha20_poly1305(), NULL, key, iv))
 152       handleErrors();
 153   }
 154   else
 155       if(1 != EVP_DecryptInit_ex(ctx, EVP_chacha20_poly1305(), NULL, key, iv))
 156     handleErrors();
 157
 158   /* Provide the message to be decrypted, and obtain the plaintext output.
 159    * EVP_DecryptUpdate can be called multiple times if necessary
 160    */
 161
 162 /*  static double time=0;
 163   double t=0;
 164   t=TimeStart();
 165 */
 166   for(int i=0;i<nb_test;i++)
 167   {
 168     plaintext_len = 0;
 169     if(1 != EVP_DecryptUpdate(ctx, plaintext, &len, ciphertext, ciphertext_len))
 170       handleErrors();
 171     plaintext_len = len;
 172   }
 173 /*  time+=TimeStop(t);
 174 //  if(index==nb_test-1)
 175     printf("Time decrypt %f\n",time);
 176 */
 177
 178
 179   /* Finalise the decryption. Further plaintext bytes may be written at
 180    * this stage.
 181    */
 182   if(1 != EVP_DecryptFinal_ex(ctx, plaintext + len, &len)) handleErrors();
 183   plaintext_len += len;
 184
 185
 186
 187   /* Clean up */
 188   EVP_CIPHER_CTX_free(ctx);
 189
 190   return plaintext_len;
 191 }
 192
 193
 194 int main (int argc, char** argv)
 195 {
 196   /* Set up the key and iv. Do I need to say to not hard code these in a
 197    * real application? :-)
 198    */
 199
 200   int size_buf=1;
 201   int lena=0;
 202   int change=0;
 203
 204   for(int i=1; i<argc; i++){
 205     if(strncmp(argv[i],"nb",2)==0)    nb_test = atoi(&(argv[i][2]));    //nb of test
 206     if(strncmp(argv[i],"ctr",3)==0) ctr = atoi(&(argv[i][3]));          //CTR ? 1  otherwise CBC like
 207     if(strncmp(argv[i],"sizebuf",7)==0) size_buf = atoi(&(argv[i][7]));          //SIZE of the buffer
 208     if(strncmp(argv[i],"lena",4)==0) lena = atoi(&(argv[i][4]));          //Use Lena or buffer
 209     if(strncmp(argv[i],"c",1)==0) change = atoi(&(argv[i][1]));          //Use Lena or buffer
 210   }
 211
 212 /*  printf("nb times %d\n",nb_test);
 213   printf("ctr %d\n",ctr);
 214   printf("lena %d\n",lena);
 215   printf("size_buf %d\n",size_buf);
 216 */
 217
 218
 219
 220
 221   /* A 256 bit key */
 222 //  unsigned char *key = (unsigned char *)"01234567890123456789012345678901";
 223   unsigned char *key = (unsigned char *)"0123456789012345";
 224
 225   /* A 128 bit IV */
 226   unsigned char *iv = (unsigned char *)"0123456789012345";
 227
 228   /* Message to be encrypted */
 229
 230   /* Buffer for ciphertext. Ensure the buffer is long enough for the
 231    * ciphertext which may be longer than the plaintext, dependant on the
 232    * algorithm and mode
 233    */
 234
 235   int width;
 236   int height;
 237   uchar *data_R, *data_G, *data_B;
 238   int imsize;
 239   uchar *buffer;
 240
 241
 242   if(lena==1) {
 243     load_RGB_pixmap("lena.ppm", &width, &height, &data_R, &data_G, &data_B);
 244     imsize=width*height*3;
 245 //  load_RGB_pixmap("No_ecb_mode_picture.ppm", &width, &height, &data_R, &data_G, &data_B);
 246   }
 247   else {
 248     width=size_buf;
 249     height=size_buf;
 250     imsize=width*height;
 251     buffer=malloc(imsize*sizeof(uchar));
 252     for(int i=0;i<imsize;i++) {
 253       buffer[i]=lrand48();
 254     }
 255   }
 256
 257
 258
 259   int oneD=width*height;
 260   uchar *plaintext = malloc(imsize+1000);   //add that for cbc
 261   if(lena) {
 262     for(int i=0;i<oneD;i++) {
 263       plaintext[i]=data_R[i];
 264       plaintext[oneD+i]=data_G[i];
 265       plaintext[2*oneD+i]=data_B[i];
 266     }
 267   }
 268   else
 269   {
 270      for(int i=0;i<oneD;i++) {
 271        plaintext[i]=buffer[i];
 272     }
 273   }
 274
 275    if(change==1) {
 276
 277     plaintext[4]++;
 278   }
 279   if(change==2) {
 280
 281     plaintext[9]++;
 282   }
 283
 284
 285   uchar *ciphertext = malloc(imsize+1000); //add that for cbc
 286
 287   /* Buffer for the decrypted text */
 288   uchar *decryptedtext = malloc(imsize+1000); //add that for cbc
 289
 290   int decryptedtext_len, ciphertext_len;
 291
 292   /* Initialise the library */
 293 /*  ERR_load_crypto_strings();
 294   OpenSSL_add_all_algorithms();
 295   OPENSSL_config(NULL);
 296 */
 297
 298
 299   double time_encrypt=0;
 300   double time_decrypt=0;
 301   double t=TimeStart();
 302
 303
 304   /* Encrypt the plaintext */
 305
 306
 307   int i;
 308
 309 //  for(i=0;i<nb_test;i++)
 310   {
 311     ciphertext_len = encrypt (plaintext, imsize, key, iv,
 312                               ciphertext, ctr, i );
 313   }
 314
 315  time_encrypt+=TimeStop(t);
 316
 317 // printf("Time encrypt %f\n",time);
 318  printf("%e\t",(double)imsize*nb_test/time_encrypt);
 319
 320  /*
 321  if(lena) {
 322    for(int i=0;i<oneD;i++) {
 323      data_R[i]=ciphertext[i];
 324      data_G[i]=ciphertext[oneD+i];
 325      data_B[i]=ciphertext[2*oneD+i];
 326    }
 327    store_RGB_pixmap("lena2.ppm", data_R, data_G, data_B, width, height);
 328  }
 329  */
 330 /*
 331   t=0;
 332   t=TimeStart();
 333
 334   //for(int i=0;i<nb_test;i++)
 335   {
 336     // Decrypt the ciphertext
 337     decryptedtext_len = decrypt(ciphertext, ciphertext_len, key, iv,
 338                                 decryptedtext,ctr, i);
 339   }
 340
 341  time_decrypt+=TimeStop(t);
 342
 343  //printf("Time decrypt %f\n",time);
 344  printf("%f\t",(double)imsize*nb_test/time_decrypt);
 345
 346  if(lena) {
 347    for(int i=0;i<oneD;i++) {
 348      data_R[i]=decryptedtext[i];
 349      data_G[i]=decryptedtext[oneD+i];
 350      data_B[i]=decryptedtext[2*oneD+i];
 351    }
 352    store_RGB_pixmap("lena3.ppm", data_R, data_G, data_B, width, height);
 353  }
 354  else {
 355    int equal=1;
 356    for(int i=0;i<imsize;i++) {
 357      //cout<<(int)buffer[i]<<endl;
 358      if(buffer[i]!=decryptedtext[i]) {
 359        equal=0;
 360      }
 361    }
 362 //   printf("RESULT CORRECT: %d\n",equal);
 363  }
 364 */
 365
 366   /* Clean up */
 367   EVP_cleanup();
 368   ERR_free_strings();
 369
 370   return 0;
 371 }