gost_grasshopper_cipher.c

   1 /*
   2  * Maxim Tishkov 2016
   3  * This file is distributed under the same license as OpenSSL
   4  */
   5
   6 #if defined(__cplusplus)
   7 extern "C" {
   8 #endif
   9
  10 #include "gost_grasshopper_cipher.h"
  11 #include "gost_grasshopper_defines.h"
  12 #include "gost_grasshopper_math.h"
  13 #include "gost_grasshopper_core.h"
  14
  15 #include <openssl/evp.h>
  16 #include <openssl/rand.h>
  17 #include <openssl/err.h>
  18 #include <string.h>
  19
  20 #include "e_gost_err.h"
  21
  22 enum GRASSHOPPER_CIPHER_TYPE {
  23     GRASSHOPPER_CIPHER_ECB = 0,
  24     GRASSHOPPER_CIPHER_CBC,
  25     GRASSHOPPER_CIPHER_OFB,
  26     GRASSHOPPER_CIPHER_CFB,
  27     GRASSHOPPER_CIPHER_CTR
  28 };
  29
  30 static EVP_CIPHER* gost_grasshopper_ciphers[5] = {
  31         [GRASSHOPPER_CIPHER_ECB] = NULL,
  32         [GRASSHOPPER_CIPHER_CBC] = NULL,
  33         [GRASSHOPPER_CIPHER_OFB] = NULL,
  34         [GRASSHOPPER_CIPHER_CFB] = NULL,
  35         [GRASSHOPPER_CIPHER_CTR] = NULL
  36 };
  37
  38 static GRASSHOPPER_INLINE void gost_grasshopper_cipher_destroy_ofb(gost_grasshopper_cipher_ctx* c);
  39 static GRASSHOPPER_INLINE void gost_grasshopper_cipher_destroy_ctr(gost_grasshopper_cipher_ctx* c);
  40
  41 struct GRASSHOPPER_CIPHER_PARAMS {
  42     int nid;
  43     grasshopper_init_cipher_func init_cipher;
  44     grasshopper_do_cipher_func do_cipher;
  45     grasshopper_destroy_cipher_func destroy_cipher;
  46     int block_size;
  47     int ctx_size;
  48     int iv_size;
  49     bool padding;
  50 };
  51
  52 static struct GRASSHOPPER_CIPHER_PARAMS gost_cipher_params[5] = {
  53         [GRASSHOPPER_CIPHER_ECB] = {
  54                 NID_grasshopper_ecb,
  55                 gost_grasshopper_cipher_init_ecb,
  56                 gost_grasshopper_cipher_do_ecb,
  57                 NULL,
  58                 16,
  59                 sizeof(gost_grasshopper_cipher_ctx),
  60                 0,
  61                 true
  62         },
  63         [GRASSHOPPER_CIPHER_CBC] = {
  64                 NID_grasshopper_cbc,
  65                 gost_grasshopper_cipher_init_cbc,
  66                 gost_grasshopper_cipher_do_cbc,
  67                 NULL,
  68                 16,
  69                 sizeof(gost_grasshopper_cipher_ctx),
  70                 16,
  71                 true
  72         },
  73         [GRASSHOPPER_CIPHER_OFB] = {
  74                 NID_grasshopper_ofb,
  75                 gost_grasshopper_cipher_init_ofb,
  76                 gost_grasshopper_cipher_do_ofb,
  77                 gost_grasshopper_cipher_destroy_ofb,
  78                 1,
  79                 sizeof(gost_grasshopper_cipher_ctx_ofb),
  80                 16,
  81                 false
  82         },
  83         [GRASSHOPPER_CIPHER_CFB] = {
  84                 NID_grasshopper_cfb,
  85                 gost_grasshopper_cipher_init_cfb,
  86                 gost_grasshopper_cipher_do_cfb,
  87                 NULL,
  88                 1,
  89                 sizeof(gost_grasshopper_cipher_ctx),
  90                 16,
  91                 false
  92         },
  93         [GRASSHOPPER_CIPHER_CTR] = {
  94                 NID_grasshopper_ctr,
  95                 gost_grasshopper_cipher_init_ctr,
  96                 gost_grasshopper_cipher_do_ctr,
  97                 gost_grasshopper_cipher_destroy_ctr,
  98                 1,
  99                 sizeof(gost_grasshopper_cipher_ctx_ctr),
 100                 8,
 101                 false
 102         },
 103 };
 104
 105 /* Set 256 bit  key into context */
 106 static GRASSHOPPER_INLINE void gost_grasshopper_cipher_key(gost_grasshopper_cipher_ctx* c, const uint8_t* k) {
 107     for (int i = 0; i < 2; i++) {
 108         grasshopper_copy128(&c->key.k.k[i], (const grasshopper_w128_t*) (k + i * 16));
 109     }
 110     grasshopper_set_encrypt_key(&c->encrypt_round_keys, &c->key);
 111     grasshopper_set_decrypt_key(&c->decrypt_round_keys, &c->key);
 112 }
 113
 114 /* Cleans up key from context */
 115 static GRASSHOPPER_INLINE void gost_grasshopper_cipher_destroy(gost_grasshopper_cipher_ctx* c) {
 116     for (int i = 0; i < 2; i++) {
 117         grasshopper_zero128(&c->key.k.k[i]);
 118     }
 119     for (int i = 0; i < GRASSHOPPER_ROUND_KEYS_COUNT; i++) {
 120         grasshopper_zero128(&c->encrypt_round_keys.k[i]);
 121     }
 122     for (int i = 0; i < GRASSHOPPER_ROUND_KEYS_COUNT; i++) {
 123         grasshopper_zero128(&c->decrypt_round_keys.k[i]);
 124     }
 125     grasshopper_zero128(&c->buffer);
 126 }
 127
 128 static GRASSHOPPER_INLINE void gost_grasshopper_cipher_destroy_ofb(gost_grasshopper_cipher_ctx* c) {
 129     gost_grasshopper_cipher_ctx_ofb* ctx = (gost_grasshopper_cipher_ctx_ofb*) c;
 130
 131     grasshopper_zero128(&ctx->buffer1);
 132 }
 133
 134 static GRASSHOPPER_INLINE void gost_grasshopper_cipher_destroy_ctr(gost_grasshopper_cipher_ctx* c) {
 135     gost_grasshopper_cipher_ctx_ctr* ctx = (gost_grasshopper_cipher_ctx_ctr*) c;
 136
 137     grasshopper_zero128(&ctx->iv_buffer);
 138     grasshopper_zero128(&ctx->partial_buffer);
 139
 140     ctx->counter = 0;
 141 }
 142
 143 static int gost_grasshopper_cipher_init(EVP_CIPHER_CTX* ctx, const unsigned char* key,
 144                                         const unsigned char* iv, int enc) {
 145     gost_grasshopper_cipher_ctx* c = EVP_CIPHER_CTX_cipher_data(ctx);
 146
 147     if (EVP_CIPHER_CTX_get_app_data(ctx) == NULL) {
 148         EVP_CIPHER_CTX_set_app_data(ctx, EVP_CIPHER_CTX_cipher_data(ctx));
 149     }
 150
 151     if (key != NULL) {
 152         gost_grasshopper_cipher_key(c, key);
 153     }
 154
 155     if (iv != NULL) {
 156         memcpy((unsigned char*) EVP_CIPHER_CTX_original_iv(ctx), iv,
 157                EVP_CIPHER_CTX_iv_length(ctx));
 158     }
 159
 160     memcpy(EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx),
 161            EVP_CIPHER_CTX_original_iv(ctx),
 162            EVP_CIPHER_CTX_iv_length(ctx));
 163
 164     grasshopper_zero128(&c->buffer);
 165
 166     return 1;
 167 }
 168
 169 static GRASSHOPPER_INLINE int gost_grasshopper_cipher_init_ecb(EVP_CIPHER_CTX* ctx, const unsigned char* key,
 170                                                                const unsigned char* iv,
 171                                                                int enc) {
 172     gost_grasshopper_cipher_ctx* c = EVP_CIPHER_CTX_cipher_data(ctx);
 173     c->type = GRASSHOPPER_CIPHER_ECB;
 174     return gost_grasshopper_cipher_init(ctx, key, iv, enc);
 175 }
 176
 177 static GRASSHOPPER_INLINE int gost_grasshopper_cipher_init_cbc(EVP_CIPHER_CTX* ctx, const unsigned char* key,
 178                                                                const unsigned char* iv,
 179                                                                int enc) {
 180     gost_grasshopper_cipher_ctx* c = EVP_CIPHER_CTX_cipher_data(ctx);
 181     c->type = GRASSHOPPER_CIPHER_CBC;
 182     return gost_grasshopper_cipher_init(ctx, key, iv, enc);
 183 }
 184
 185 static GRASSHOPPER_INLINE int gost_grasshopper_cipher_init_ofb(EVP_CIPHER_CTX* ctx, const unsigned char* key,
 186                                                                const unsigned char* iv,
 187                                                                int enc) {
 188     gost_grasshopper_cipher_ctx_ofb* c = EVP_CIPHER_CTX_cipher_data(ctx);
 189
 190     c->c.type = GRASSHOPPER_CIPHER_OFB;
 191
 192     grasshopper_zero128(&c->buffer1);
 193
 194     return gost_grasshopper_cipher_init(ctx, key, iv, enc);
 195 }
 196
 197 static GRASSHOPPER_INLINE int gost_grasshopper_cipher_init_cfb(EVP_CIPHER_CTX* ctx, const unsigned char* key,
 198                                                                const unsigned char* iv,
 199                                                                int enc) {
 200     gost_grasshopper_cipher_ctx* c = EVP_CIPHER_CTX_cipher_data(ctx);
 201     c->type = GRASSHOPPER_CIPHER_CFB;
 202     return gost_grasshopper_cipher_init(ctx, key, iv, enc);
 203 }
 204
 205 static GRASSHOPPER_INLINE int gost_grasshopper_cipher_init_ctr(EVP_CIPHER_CTX* ctx, const unsigned char* key,
 206                                                                const unsigned char* iv,
 207                                                                int enc) {
 208     gost_grasshopper_cipher_ctx_ctr* c = EVP_CIPHER_CTX_cipher_data(ctx);
 209
 210     c->c.type = GRASSHOPPER_CIPHER_CTR;
 211
 212     grasshopper_zero128(&c->iv_buffer);
 213     grasshopper_zero128(&c->partial_buffer);
 214
 215     c->counter = 0;
 216
 217     return gost_grasshopper_cipher_init(ctx, key, iv, enc);
 218 }
 219
 220 static GRASSHOPPER_INLINE int gost_grasshopper_cipher_do(EVP_CIPHER_CTX* ctx, unsigned char* out,
 221                                                          const unsigned char* in, size_t inl) {
 222     gost_grasshopper_cipher_ctx* c = (gost_grasshopper_cipher_ctx*) EVP_CIPHER_CTX_cipher_data(ctx);
 223     struct GRASSHOPPER_CIPHER_PARAMS* params = &gost_cipher_params[c->type];
 224
 225     return params->do_cipher(ctx, out, in, inl);
 226 }
 227
 228 static int gost_grasshopper_cipher_do_ecb(EVP_CIPHER_CTX* ctx, unsigned char* out,
 229                                           const unsigned char* in, size_t inl) {
 230     gost_grasshopper_cipher_ctx* c = (gost_grasshopper_cipher_ctx*) EVP_CIPHER_CTX_cipher_data(ctx);
 231     bool encrypting = (bool) EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx);
 232     const unsigned char* current_in = in;
 233     unsigned char* current_out = out;
 234     size_t blocks = inl / GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE;
 235     size_t i;
 236
 237     for (i = 0; i < blocks; i++, current_in += GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE, current_out += GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE) {
 238         if (encrypting) {
 239             grasshopper_encrypt_block(&c->encrypt_round_keys, (grasshopper_w128_t*) current_in,
 240                                       (grasshopper_w128_t*) current_out,
 241                                       &c->buffer);
 242         } else {
 243             grasshopper_decrypt_block(&c->decrypt_round_keys, (grasshopper_w128_t*) current_in,
 244                                       (grasshopper_w128_t*) current_out,
 245                                       &c->buffer);
 246         }
 247     }
 248
 249     return 1;
 250 }
 251
 252 static int gost_grasshopper_cipher_do_cbc(EVP_CIPHER_CTX* ctx, unsigned char* out,
 253                                           const unsigned char* in, size_t inl) {
 254     gost_grasshopper_cipher_ctx* c = (gost_grasshopper_cipher_ctx*) EVP_CIPHER_CTX_cipher_data(ctx);
 255     unsigned char* iv = EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx);
 256     bool encrypting = (bool) EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx);
 257     const unsigned char* current_in = in;
 258     unsigned char* current_out = out;
 259     grasshopper_w128_t* currentInputBlock;
 260     grasshopper_w128_t* currentOutputBlock;
 261     size_t blocks = inl / GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE;
 262     size_t i;
 263     grasshopper_w128_t* currentBlock;
 264
 265     currentBlock = (grasshopper_w128_t*) iv;
 266
 267     for (i = 0; i < blocks; i++, current_in += GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE, current_out += GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE) {
 268         currentInputBlock = (grasshopper_w128_t*) current_in;
 269         currentOutputBlock = (grasshopper_w128_t*) current_out;
 270         if (encrypting) {
 271             grasshopper_append128(currentBlock, currentInputBlock);
 272             grasshopper_encrypt_block(&c->encrypt_round_keys, currentBlock, currentOutputBlock, &c->buffer);
 273             grasshopper_copy128(currentBlock, currentOutputBlock);
 274         } else {
 275             grasshopper_decrypt_block(&c->decrypt_round_keys, currentInputBlock, currentOutputBlock, &c->buffer);
 276             grasshopper_append128(currentOutputBlock, currentBlock);
 277             grasshopper_copy128(currentBlock, currentInputBlock);
 278         }
 279     }
 280
 281     return 1;
 282 }
 283
 284 static int gost_grasshopper_cipher_do_ctr(EVP_CIPHER_CTX* ctx, unsigned char* out,
 285                                           const unsigned char* in, size_t inl) {
 286     gost_grasshopper_cipher_ctx_ctr* c = (gost_grasshopper_cipher_ctx_ctr*) EVP_CIPHER_CTX_cipher_data(ctx);
 287     unsigned char* iv = EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx);
 288     const unsigned char* current_in = in;
 289     unsigned char* current_out = out;
 290     size_t blocks = inl / GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE;
 291     grasshopper_w128_t* currentInputBlock;
 292     grasshopper_w128_t* currentOutputBlock;
 293     size_t lasted;
 294     size_t i;
 295
 296     memcpy(&c->iv_buffer, iv, 8);
 297
 298     // full parts
 299     for (i = 0; i < blocks; i++) {
 300         currentInputBlock = (grasshopper_w128_t*) current_in;
 301         currentOutputBlock = (grasshopper_w128_t*) current_out;
 302         memcpy(c->iv_buffer.b + 8, &c->counter, 8);
 303         grasshopper_encrypt_block(&c->c.encrypt_round_keys, &c->iv_buffer, currentOutputBlock, &c->c.buffer);
 304         grasshopper_append128(currentOutputBlock, currentInputBlock);
 305         c->counter += 1;
 306         current_in += GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE;
 307         current_out += GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE;
 308     }
 309
 310     // last part
 311     lasted = inl - blocks * GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE;
 312     if (lasted > 0) {
 313         currentInputBlock = (grasshopper_w128_t*) current_in;
 314         currentOutputBlock = (grasshopper_w128_t*) current_out;
 315         memcpy(c->iv_buffer.b + 8, &c->counter, 8);
 316         grasshopper_encrypt_block(&c->c.encrypt_round_keys, &c->iv_buffer, &c->partial_buffer, &c->c.buffer);
 317         for (i = 0; i < lasted; i++) {
 318             currentOutputBlock->b[i] = c->partial_buffer.b[i] ^ currentInputBlock->b[i];
 319         }
 320         c->counter += 1;
 321     }
 322
 323     return 1;
 324 }
 325
 326 static void gost_grasshopper_cnt_next(gost_grasshopper_cipher_ctx_ofb* ctx, grasshopper_w128_t* iv,
 327                                       grasshopper_w128_t* buf) {
 328     memcpy(&ctx->buffer1, iv, 16);
 329     ctx->g = ctx->buffer1.b[0] | (ctx->buffer1.b[1] << 8) | (ctx->buffer1.b[2] << 16) |
 330              ((uint32_t) ctx->buffer1.b[3] << 24);
 331     ctx->g += 0x01010101;
 332     ctx->buffer1.b[0] = (unsigned char) (ctx->g & 0xff);
 333     ctx->buffer1.b[1] = (unsigned char) ((ctx->g >> 8) & 0xff);
 334     ctx->buffer1.b[2] = (unsigned char) ((ctx->g >> 16) & 0xff);
 335     ctx->buffer1.b[3] = (unsigned char) ((ctx->g >> 24) & 0xff);
 336     ctx->g = ctx->buffer1.b[4] | (ctx->buffer1.b[5] << 8) | (ctx->buffer1.b[6] << 16) |
 337              ((uint32_t) ctx->buffer1.b[7] << 24);
 338     ctx->go = ctx->g;
 339     ctx->g += 0x01010104;
 340     if (ctx->go > ctx->g) {                 /* overflow */
 341         ctx->g++;
 342     }
 343     ctx->buffer1.b[4] = (unsigned char) (ctx->g & 0xff);
 344     ctx->buffer1.b[5] = (unsigned char) ((ctx->g >> 8) & 0xff);
 345     ctx->buffer1.b[6] = (unsigned char) ((ctx->g >> 16) & 0xff);
 346     ctx->buffer1.b[7] = (unsigned char) ((ctx->g >> 24) & 0xff);
 347     ctx->g = ctx->buffer1.b[8] | (ctx->buffer1.b[9] << 8) | (ctx->buffer1.b[10] << 16) |
 348              ((uint32_t) ctx->buffer1.b[11] << 24);
 349     ctx->go = ctx->g;
 350     ctx->g += 0x01010107;
 351     if (ctx->go > ctx->g) {                 /* overflow */
 352         ctx->g++;
 353     }
 354     ctx->buffer1.b[8] = (unsigned char) (ctx->g & 0xff);
 355     ctx->buffer1.b[9] = (unsigned char) ((ctx->g >> 8) & 0xff);
 356     ctx->buffer1.b[10] = (unsigned char) ((ctx->g >> 16) & 0xff);
 357     ctx->buffer1.b[11] = (unsigned char) ((ctx->g >> 24) & 0xff);
 358     ctx->g = ctx->buffer1.b[12] | (ctx->buffer1.b[13] << 8) | (ctx->buffer1.b[14] << 16) |
 359              ((uint32_t) ctx->buffer1.b[15] << 24);
 360     ctx->go = ctx->g;
 361     ctx->g += 0x01010110;
 362     if (ctx->go > ctx->g) {                 /* overflow */
 363         ctx->g++;
 364     }
 365     ctx->buffer1.b[12] = (unsigned char) (ctx->g & 0xff);
 366     ctx->buffer1.b[13] = (unsigned char) ((ctx->g >> 8) & 0xff);
 367     ctx->buffer1.b[14] = (unsigned char) ((ctx->g >> 16) & 0xff);
 368     ctx->buffer1.b[15] = (unsigned char) ((ctx->g >> 24) & 0xff);
 369     memcpy(iv, &ctx->buffer1, 16);
 370     grasshopper_encrypt_block(&ctx->c.encrypt_round_keys, &ctx->buffer1, buf, &ctx->c.buffer);
 371 }
 372
 373 static int gost_grasshopper_cipher_do_ofb(EVP_CIPHER_CTX* ctx, unsigned char* out,
 374                                           const unsigned char* in, size_t inl) {
 375     gost_grasshopper_cipher_ctx_ofb* c = (gost_grasshopper_cipher_ctx_ofb*) EVP_CIPHER_CTX_cipher_data(ctx);
 376     const unsigned char* in_ptr = in;
 377     unsigned char* out_ptr = out;
 378     unsigned char* buf = EVP_CIPHER_CTX_buf_noconst(ctx);
 379     unsigned char* iv = EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx);
 380     int num = EVP_CIPHER_CTX_num(ctx);
 381     size_t i = 0;
 382     size_t j;
 383
 384     /* process partial block if any */
 385     if (num > 0) {
 386         for (j = (size_t) num, i = 0; j < GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE && i < inl;
 387              j++, i++, in_ptr++, out_ptr++) {
 388             *out_ptr = buf[j] ^ (*in_ptr);
 389         }
 390         if (j == GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE) {
 391             EVP_CIPHER_CTX_set_num(ctx, 0);
 392         } else {
 393             EVP_CIPHER_CTX_set_num(ctx, (int) j);
 394             return 1;
 395         }
 396     }
 397
 398     for (; i + GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE <
 399            inl; i += GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE, in_ptr += GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE, out_ptr += GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE) {
 400         /*
 401          * block cipher current iv
 402          */
 403         /* Encrypt */
 404         gost_grasshopper_cnt_next(c, (grasshopper_w128_t*) iv, (grasshopper_w128_t*) buf);
 405
 406         /*
 407          * xor next block of input text with it and output it
 408          */
 409         /*
 410          * output this block
 411          */
 412         for (j = 0; j < GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE; j++) {
 413             out_ptr[j] = buf[j] ^ in_ptr[j];
 414         }
 415     }
 416
 417     /* Process rest of buffer */
 418     if (i < inl) {
 419         gost_grasshopper_cnt_next(c, (grasshopper_w128_t*) iv, (grasshopper_w128_t*) buf);
 420         for (j = 0; i < inl; j++, i++) {
 421             out_ptr[j] = buf[j] ^ in_ptr[j];
 422         }
 423         EVP_CIPHER_CTX_set_num(ctx, (int) j);
 424     } else {
 425         EVP_CIPHER_CTX_set_num(ctx, 0);
 426     }
 427
 428     return 1;
 429 }
 430
 431 static int gost_grasshopper_cipher_do_cfb(EVP_CIPHER_CTX* ctx, unsigned char* out,
 432                                           const unsigned char* in, size_t inl) {
 433     gost_grasshopper_cipher_ctx* c = (gost_grasshopper_cipher_ctx*) EVP_CIPHER_CTX_cipher_data(ctx);
 434     const unsigned char* in_ptr = in;
 435     unsigned char* out_ptr = out;
 436     unsigned char* buf = EVP_CIPHER_CTX_buf_noconst(ctx);
 437     unsigned char* iv = EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx);
 438     bool encrypting = (bool) EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx);
 439     int num = EVP_CIPHER_CTX_num(ctx);
 440     size_t i = 0;
 441     size_t j = 0;
 442
 443     /* process partial block if any */
 444     if (num > 0) {
 445         for (j = (size_t) num, i = 0; j < GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE && i < inl; j++, i++, in_ptr++, out_ptr++) {
 446             if (!encrypting) {
 447                 buf[j + GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE] = *in_ptr;
 448             }
 449             *out_ptr = buf[j] ^ (*in_ptr);
 450             if (encrypting) {
 451                 buf[j + GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE] = *out_ptr;
 452             }
 453         }
 454         if (j == GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE) {
 455             memcpy(iv, buf + GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE, GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE);
 456             EVP_CIPHER_CTX_set_num(ctx, 0);
 457         } else {
 458             EVP_CIPHER_CTX_set_num(ctx, (int) j);
 459             return 1;
 460         }
 461     }
 462
 463     for (; i + GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE <
 464            inl; i += GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE, in_ptr += GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE, out_ptr += GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE) {
 465         /*
 466          * block cipher current iv
 467          */
 468         grasshopper_encrypt_block(&c->encrypt_round_keys, (grasshopper_w128_t*) iv, (grasshopper_w128_t*) buf,
 469                                   &c->buffer);
 470         /*
 471          * xor next block of input text with it and output it
 472          */
 473         /*
 474          * output this block
 475          */
 476         if (!encrypting) {
 477             memcpy(iv, in_ptr, GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE);
 478         }
 479         for (j = 0; j < GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE; j++) {
 480             out_ptr[j] = buf[j] ^ in_ptr[j];
 481         }
 482         /* Encrypt */
 483         /* Next iv is next block of cipher text */
 484         if (encrypting) {
 485             memcpy(iv, out_ptr, GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE);
 486         }
 487     }
 488
 489     /* Process rest of buffer */
 490     if (i < inl) {
 491         grasshopper_encrypt_block(&c->encrypt_round_keys, (grasshopper_w128_t*) iv, (grasshopper_w128_t*) buf,
 492                                   &c->buffer);
 493         if (!encrypting) {
 494             memcpy(buf + GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE, in_ptr, inl - i);
 495         }
 496         for (j = 0; i < inl; j++, i++) {
 497             out_ptr[j] = buf[j] ^ in_ptr[j];
 498         }
 499         EVP_CIPHER_CTX_set_num(ctx, (int) j);
 500         if (encrypting) {
 501             memcpy(buf + GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE, out_ptr, j);
 502         }
 503     } else {
 504         EVP_CIPHER_CTX_set_num(ctx, 0);
 505     }
 506
 507     return 1;
 508 }
 509
 510 static int gost_grasshopper_cipher_cleanup(EVP_CIPHER_CTX* ctx) {
 511     gost_grasshopper_cipher_ctx* c = (gost_grasshopper_cipher_ctx*) EVP_CIPHER_CTX_cipher_data(ctx);
 512     struct GRASSHOPPER_CIPHER_PARAMS* params = &gost_cipher_params[c->type];
 513
 514     gost_grasshopper_cipher_destroy(c);
 515     if (params->destroy_cipher != NULL) {
 516         params->destroy_cipher(c);
 517     }
 518
 519     EVP_CIPHER_CTX_set_app_data(ctx, NULL);
 520
 521     return 1;
 522 }
 523
 524 static int gost_grasshopper_set_asn1_parameters(EVP_CIPHER_CTX* ctx, ASN1_TYPE* params) {
 525     int len = 0;
 526     unsigned char* buf = NULL;
 527     unsigned char* p = NULL;
 528     ASN1_OCTET_STRING* os = NULL;
 529
 530     os = ASN1_OCTET_STRING_new();
 531
 532     if (!os || !ASN1_OCTET_STRING_set(os, buf, len)) {
 533         OPENSSL_free(buf);
 534         GOSTerr(GOST_F_GOST89_SET_ASN1_PARAMETERS, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 535         return 0;
 536     }
 537     OPENSSL_free(buf);
 538
 539     ASN1_TYPE_set(params, V_ASN1_SEQUENCE, os);
 540     return 1;
 541 }
 542
 543 static GRASSHOPPER_INLINE int gost_grasshopper_get_asn1_parameters(EVP_CIPHER_CTX* ctx, ASN1_TYPE* params) {
 544     int ret = -1;
 545
 546     if (ASN1_TYPE_get(params) != V_ASN1_SEQUENCE) {
 547         return ret;
 548     }
 549
 550     return 1;
 551 }
 552
 553 static int gost_grasshopper_cipher_ctl(EVP_CIPHER_CTX* ctx, int type, int arg, void* ptr) {
 554     switch (type) {
 555         case EVP_CTRL_RAND_KEY: {
 556             if (RAND_bytes((unsigned char*) ptr, EVP_CIPHER_CTX_key_length(ctx)) <= 0) {
 557                 GOSTerr(GOST_F_GOST_CIPHER_CTL, GOST_R_RNG_ERROR);
 558                 return -1;
 559             }
 560             break;
 561         }
 562         default:
 563             GOSTerr(GOST_F_GOST_CIPHER_CTL, GOST_R_UNSUPPORTED_CIPHER_CTL_COMMAND);
 564             return -1;
 565     }
 566     return 1;
 567 }
 568
 569 static GRASSHOPPER_INLINE EVP_CIPHER* cipher_gost_grasshopper_create(int cipher_type, int block_size) {
 570     return EVP_CIPHER_meth_new(cipher_type,
 571                                block_size  /* block_size */,
 572                                GRASSHOPPER_KEY_SIZE /* key_size */);
 573 }
 574
 575 const int cipher_gost_grasshopper_setup(EVP_CIPHER* cipher, uint8_t mode, int iv_size, bool padding) {
 576     return EVP_CIPHER_meth_set_iv_length(cipher, iv_size) &&
 577            EVP_CIPHER_meth_set_flags(cipher, (unsigned long) (
 578                    mode |
 579                    ((!padding) ? EVP_CIPH_NO_PADDING : 0) |
 580                    ((iv_size > 0) ? EVP_CIPH_CUSTOM_IV : 0) |
 581                    EVP_CIPH_RAND_KEY |
 582                    EVP_CIPH_ALWAYS_CALL_INIT)
 583            ) &&
 584            EVP_CIPHER_meth_set_cleanup(cipher, gost_grasshopper_cipher_cleanup) &&
 585            EVP_CIPHER_meth_set_set_asn1_params(cipher, gost_grasshopper_set_asn1_parameters) &&
 586            EVP_CIPHER_meth_set_get_asn1_params(cipher, gost_grasshopper_get_asn1_parameters) &&
 587            EVP_CIPHER_meth_set_ctrl(cipher, gost_grasshopper_cipher_ctl) &&
 588            EVP_CIPHER_meth_set_do_cipher(cipher, gost_grasshopper_cipher_do);
 589 }
 590
 591 static const GRASSHOPPER_INLINE EVP_CIPHER* cipher_gost_grasshopper(uint8_t mode, uint8_t num) {
 592     EVP_CIPHER** cipher;
 593     struct GRASSHOPPER_CIPHER_PARAMS* params;
 594
 595     cipher = &gost_grasshopper_ciphers[num];
 596
 597     if (*cipher == NULL) {
 598         params = &gost_cipher_params[num];
 599
 600         int nid = params->nid;
 601         grasshopper_init_cipher_func init_cipher = params->init_cipher;
 602         int block_size = params->block_size;
 603         int ctx_size = params->ctx_size;
 604         int iv_size = params->iv_size;
 605         bool padding = params->padding;
 606
 607         *cipher = cipher_gost_grasshopper_create(nid, block_size);
 608         if (*cipher == NULL) {
 609             return NULL;
 610         }
 611
 612         if (!cipher_gost_grasshopper_setup(*cipher, mode, iv_size, padding) ||
 613             !EVP_CIPHER_meth_set_init(*cipher, init_cipher) ||
 614             !EVP_CIPHER_meth_set_impl_ctx_size(*cipher, ctx_size)) {
 615             EVP_CIPHER_meth_free(*cipher);
 616             *cipher = NULL;
 617         }
 618     }
 619
 620     return *cipher;
 621 }
 622
 623 const GRASSHOPPER_INLINE EVP_CIPHER* cipher_gost_grasshopper_ecb() {
 624     return cipher_gost_grasshopper(EVP_CIPH_ECB_MODE, GRASSHOPPER_CIPHER_ECB);
 625 }
 626
 627 const GRASSHOPPER_INLINE EVP_CIPHER* cipher_gost_grasshopper_cbc() {
 628     return cipher_gost_grasshopper(EVP_CIPH_CBC_MODE, GRASSHOPPER_CIPHER_CBC);
 629 }
 630
 631 const GRASSHOPPER_INLINE EVP_CIPHER* cipher_gost_grasshopper_ofb() {
 632     return cipher_gost_grasshopper(EVP_CIPH_OFB_MODE, GRASSHOPPER_CIPHER_OFB);
 633 }
 634
 635 const GRASSHOPPER_INLINE EVP_CIPHER* cipher_gost_grasshopper_cfb() {
 636     return cipher_gost_grasshopper(EVP_CIPH_CFB_MODE, GRASSHOPPER_CIPHER_CFB);
 637 }
 638
 639 const GRASSHOPPER_INLINE EVP_CIPHER* cipher_gost_grasshopper_ctr() {
 640     return cipher_gost_grasshopper(EVP_CIPH_CTR_MODE, GRASSHOPPER_CIPHER_CTR);
 641 }
 642
 643 #if defined(__cplusplus)
 644 }
 645 #endif