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 GRASSHOPPER_INLINE void gost_grasshopper_cipher_key(gost_grasshopper_cipher_ctx* c, const uint8_t* k) {
 107                 int i;
 108     for (i = 0; i < 2; i++) {
 109         grasshopper_copy128(&c->key.k.k[i], (const grasshopper_w128_t*) (k + i * 16));
 110     }
 111     grasshopper_set_encrypt_key(&c->encrypt_round_keys, &c->key);
 112     grasshopper_set_decrypt_key(&c->decrypt_round_keys, &c->key);
 113 }
 114
 115 /* Cleans up key from context */
 116 GRASSHOPPER_INLINE void gost_grasshopper_cipher_destroy(gost_grasshopper_cipher_ctx* c) {
 117                 int i;
 118     for (i = 0; i < 2; i++) {
 119         grasshopper_zero128(&c->key.k.k[i]);
 120     }
 121     for (i = 0; i < GRASSHOPPER_ROUND_KEYS_COUNT; i++) {
 122         grasshopper_zero128(&c->encrypt_round_keys.k[i]);
 123     }
 124     for (i = 0; i < GRASSHOPPER_ROUND_KEYS_COUNT; i++) {
 125         grasshopper_zero128(&c->decrypt_round_keys.k[i]);
 126     }
 127     grasshopper_zero128(&c->buffer);
 128 }
 129
 130 static GRASSHOPPER_INLINE void gost_grasshopper_cipher_destroy_ofb(gost_grasshopper_cipher_ctx* c) {
 131     gost_grasshopper_cipher_ctx_ofb* ctx = (gost_grasshopper_cipher_ctx_ofb*) c;
 132
 133     grasshopper_zero128(&ctx->buffer1);
 134 }
 135
 136 static GRASSHOPPER_INLINE void gost_grasshopper_cipher_destroy_ctr(gost_grasshopper_cipher_ctx* c) {
 137     gost_grasshopper_cipher_ctx_ctr* ctx = (gost_grasshopper_cipher_ctx_ctr*) c;
 138
 139     grasshopper_zero128(&ctx->iv_buffer);
 140     grasshopper_zero128(&ctx->partial_buffer);
 141 }
 142
 143 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_get_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_get_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 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_get_cipher_data(ctx);
 173     c->type = GRASSHOPPER_CIPHER_ECB;
 174     return gost_grasshopper_cipher_init(ctx, key, iv, enc);
 175 }
 176
 177 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_get_cipher_data(ctx);
 181     c->type = GRASSHOPPER_CIPHER_CBC;
 182     return gost_grasshopper_cipher_init(ctx, key, iv, enc);
 183 }
 184
 185 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_get_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 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_get_cipher_data(ctx);
 201     c->type = GRASSHOPPER_CIPHER_CFB;
 202     return gost_grasshopper_cipher_init(ctx, key, iv, enc);
 203 }
 204
 205 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_get_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     return gost_grasshopper_cipher_init(ctx, key, iv, enc);
 216 }
 217
 218 GRASSHOPPER_INLINE int gost_grasshopper_cipher_do(EVP_CIPHER_CTX* ctx, unsigned char* out,
 219                                                          const unsigned char* in, size_t inl) {
 220     gost_grasshopper_cipher_ctx* c = (gost_grasshopper_cipher_ctx*) EVP_CIPHER_CTX_get_cipher_data(ctx);
 221     struct GRASSHOPPER_CIPHER_PARAMS* params = &gost_cipher_params[c->type];
 222
 223     return params->do_cipher(ctx, out, in, inl);
 224 }
 225
 226 int gost_grasshopper_cipher_do_ecb(EVP_CIPHER_CTX* ctx, unsigned char* out,
 227                                           const unsigned char* in, size_t inl) {
 228     gost_grasshopper_cipher_ctx* c = (gost_grasshopper_cipher_ctx*) EVP_CIPHER_CTX_get_cipher_data(ctx);
 229     bool encrypting = (bool) EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx);
 230     const unsigned char* current_in = in;
 231     unsigned char* current_out = out;
 232     size_t blocks = inl / GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE;
 233     size_t i;
 234
 235     for (i = 0; i < blocks; i++, current_in += GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE, current_out += GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE) {
 236         if (encrypting) {
 237             grasshopper_encrypt_block(&c->encrypt_round_keys, (grasshopper_w128_t*) current_in,
 238                                       (grasshopper_w128_t*) current_out,
 239                                       &c->buffer);
 240         } else {
 241             grasshopper_decrypt_block(&c->decrypt_round_keys, (grasshopper_w128_t*) current_in,
 242                                       (grasshopper_w128_t*) current_out,
 243                                       &c->buffer);
 244         }
 245     }
 246
 247     return 1;
 248 }
 249
 250 int gost_grasshopper_cipher_do_cbc(EVP_CIPHER_CTX* ctx, unsigned char* out,
 251                                           const unsigned char* in, size_t inl) {
 252     gost_grasshopper_cipher_ctx* c = (gost_grasshopper_cipher_ctx*) EVP_CIPHER_CTX_get_cipher_data(ctx);
 253     unsigned char* iv = EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx);
 254     bool encrypting = (bool) EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx);
 255     const unsigned char* current_in = in;
 256     unsigned char* current_out = out;
 257     grasshopper_w128_t* currentInputBlock;
 258     grasshopper_w128_t* currentOutputBlock;
 259     size_t blocks = inl / GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE;
 260     size_t i;
 261     grasshopper_w128_t* currentBlock;
 262
 263     currentBlock = (grasshopper_w128_t*) iv;
 264
 265     for (i = 0; i < blocks; i++, current_in += GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE, current_out += GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE) {
 266         currentInputBlock = (grasshopper_w128_t*) current_in;
 267         currentOutputBlock = (grasshopper_w128_t*) current_out;
 268         if (encrypting) {
 269             grasshopper_append128(currentBlock, currentInputBlock);
 270             grasshopper_encrypt_block(&c->encrypt_round_keys, currentBlock, currentOutputBlock, &c->buffer);
 271             grasshopper_copy128(currentBlock, currentOutputBlock);
 272         } else {
 273             grasshopper_decrypt_block(&c->decrypt_round_keys, currentInputBlock, currentOutputBlock, &c->buffer);
 274             grasshopper_append128(currentOutputBlock, currentBlock);
 275             grasshopper_copy128(currentBlock, currentInputBlock);
 276         }
 277     }
 278
 279     return 1;
 280 }
 281
 282 /* increment counter (128-bit int) by 1 */
 283 static void ctr128_inc(unsigned char *counter)
 284 {
 285     unsigned int n = 16;
 286     unsigned char c;
 287
 288     do {
 289         --n;
 290         c = counter[n];
 291         ++c;
 292         counter[n] = c;
 293         if (c) return;
 294     } while (n);
 295 }
 296
 297 int gost_grasshopper_cipher_do_ctr(EVP_CIPHER_CTX* ctx, unsigned char* out,
 298                                           const unsigned char* in, size_t inl) {
 299     gost_grasshopper_cipher_ctx_ctr* c = (gost_grasshopper_cipher_ctx_ctr*) EVP_CIPHER_CTX_get_cipher_data(ctx);
 300     unsigned char* iv = EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx);
 301     const unsigned char* current_in = in;
 302     unsigned char* current_out = out;
 303     size_t blocks = inl / GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE;
 304     grasshopper_w128_t* currentInputBlock;
 305     grasshopper_w128_t* currentOutputBlock;
 306     size_t lasted;
 307     size_t i;
 308
 309     memcpy(&c->iv_buffer, iv, 8);
 310
 311     // full parts
 312     for (i = 0; i < blocks; i++) {
 313         currentInputBlock = (grasshopper_w128_t*) current_in;
 314         currentOutputBlock = (grasshopper_w128_t*) current_out;
 315         grasshopper_encrypt_block(&c->c.encrypt_round_keys, &c->iv_buffer, currentOutputBlock, &c->c.buffer);
 316         grasshopper_append128(currentOutputBlock, currentInputBlock);
 317         ctr128_inc(c->iv_buffer.b);
 318         current_in += GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE;
 319         current_out += GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE;
 320     }
 321
 322     // last part
 323     lasted = inl - blocks * GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE;
 324     if (lasted > 0) {
 325         currentInputBlock = (grasshopper_w128_t*) current_in;
 326         currentOutputBlock = (grasshopper_w128_t*) current_out;
 327         grasshopper_encrypt_block(&c->c.encrypt_round_keys, &c->iv_buffer, &c->partial_buffer, &c->c.buffer);
 328         for (i = 0; i < lasted; i++) {
 329             currentOutputBlock->b[i] = c->partial_buffer.b[i] ^ currentInputBlock->b[i];
 330         }
 331         ctr128_inc(c->iv_buffer.b);
 332     }
 333
 334     return 1;
 335 }
 336
 337 static void gost_grasshopper_cnt_next(gost_grasshopper_cipher_ctx_ofb* ctx, grasshopper_w128_t* iv,
 338                                       grasshopper_w128_t* buf) {
 339     memcpy(&ctx->buffer1, iv, 16);
 340     ctx->g = ctx->buffer1.b[0] | (ctx->buffer1.b[1] << 8) | (ctx->buffer1.b[2] << 16) |
 341              ((uint32_t) ctx->buffer1.b[3] << 24);
 342     ctx->g += 0x01010101;
 343     ctx->buffer1.b[0] = (unsigned char) (ctx->g & 0xff);
 344     ctx->buffer1.b[1] = (unsigned char) ((ctx->g >> 8) & 0xff);
 345     ctx->buffer1.b[2] = (unsigned char) ((ctx->g >> 16) & 0xff);
 346     ctx->buffer1.b[3] = (unsigned char) ((ctx->g >> 24) & 0xff);
 347     ctx->g = ctx->buffer1.b[4] | (ctx->buffer1.b[5] << 8) | (ctx->buffer1.b[6] << 16) |
 348              ((uint32_t) ctx->buffer1.b[7] << 24);
 349     ctx->go = ctx->g;
 350     ctx->g += 0x01010104;
 351     if (ctx->go > ctx->g) {                 /* overflow */
 352         ctx->g++;
 353     }
 354     ctx->buffer1.b[4] = (unsigned char) (ctx->g & 0xff);
 355     ctx->buffer1.b[5] = (unsigned char) ((ctx->g >> 8) & 0xff);
 356     ctx->buffer1.b[6] = (unsigned char) ((ctx->g >> 16) & 0xff);
 357     ctx->buffer1.b[7] = (unsigned char) ((ctx->g >> 24) & 0xff);
 358     ctx->g = ctx->buffer1.b[8] | (ctx->buffer1.b[9] << 8) | (ctx->buffer1.b[10] << 16) |
 359              ((uint32_t) ctx->buffer1.b[11] << 24);
 360     ctx->go = ctx->g;
 361     ctx->g += 0x01010107;
 362     if (ctx->go > ctx->g) {                 /* overflow */
 363         ctx->g++;
 364     }
 365     ctx->buffer1.b[8] = (unsigned char) (ctx->g & 0xff);
 366     ctx->buffer1.b[9] = (unsigned char) ((ctx->g >> 8) & 0xff);
 367     ctx->buffer1.b[10] = (unsigned char) ((ctx->g >> 16) & 0xff);
 368     ctx->buffer1.b[11] = (unsigned char) ((ctx->g >> 24) & 0xff);
 369     ctx->g = ctx->buffer1.b[12] | (ctx->buffer1.b[13] << 8) | (ctx->buffer1.b[14] << 16) |
 370              ((uint32_t) ctx->buffer1.b[15] << 24);
 371     ctx->go = ctx->g;
 372     ctx->g += 0x01010110;
 373     if (ctx->go > ctx->g) {                 /* overflow */
 374         ctx->g++;
 375     }
 376     ctx->buffer1.b[12] = (unsigned char) (ctx->g & 0xff);
 377     ctx->buffer1.b[13] = (unsigned char) ((ctx->g >> 8) & 0xff);
 378     ctx->buffer1.b[14] = (unsigned char) ((ctx->g >> 16) & 0xff);
 379     ctx->buffer1.b[15] = (unsigned char) ((ctx->g >> 24) & 0xff);
 380     memcpy(iv, &ctx->buffer1, 16);
 381     grasshopper_encrypt_block(&ctx->c.encrypt_round_keys, &ctx->buffer1, buf, &ctx->c.buffer);
 382 }
 383
 384 int gost_grasshopper_cipher_do_ofb(EVP_CIPHER_CTX* ctx, unsigned char* out,
 385                                           const unsigned char* in, size_t inl) {
 386     gost_grasshopper_cipher_ctx_ofb* c = (gost_grasshopper_cipher_ctx_ofb*) EVP_CIPHER_CTX_get_cipher_data(ctx);
 387     const unsigned char* in_ptr = in;
 388     unsigned char* out_ptr = out;
 389     unsigned char* buf = EVP_CIPHER_CTX_buf_noconst(ctx);
 390     unsigned char* iv = EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx);
 391     int num = EVP_CIPHER_CTX_num(ctx);
 392     size_t i = 0;
 393     size_t j;
 394
 395     /* process partial block if any */
 396     if (num > 0) {
 397         for (j = (size_t) num, i = 0; j < GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE && i < inl;
 398              j++, i++, in_ptr++, out_ptr++) {
 399             *out_ptr = buf[j] ^ (*in_ptr);
 400         }
 401         if (j == GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE) {
 402             EVP_CIPHER_CTX_set_num(ctx, 0);
 403         } else {
 404             EVP_CIPHER_CTX_set_num(ctx, (int) j);
 405             return 1;
 406         }
 407     }
 408
 409     for (; i + GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE <
 410            inl; i += GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE, in_ptr += GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE, out_ptr += GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE) {
 411         /*
 412          * block cipher current iv
 413          */
 414         /* Encrypt */
 415         gost_grasshopper_cnt_next(c, (grasshopper_w128_t*) iv, (grasshopper_w128_t*) buf);
 416
 417         /*
 418          * xor next block of input text with it and output it
 419          */
 420         /*
 421          * output this block
 422          */
 423         for (j = 0; j < GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE; j++) {
 424             out_ptr[j] = buf[j] ^ in_ptr[j];
 425         }
 426     }
 427
 428     /* Process rest of buffer */
 429     if (i < inl) {
 430         gost_grasshopper_cnt_next(c, (grasshopper_w128_t*) iv, (grasshopper_w128_t*) buf);
 431         for (j = 0; i < inl; j++, i++) {
 432             out_ptr[j] = buf[j] ^ in_ptr[j];
 433         }
 434         EVP_CIPHER_CTX_set_num(ctx, (int) j);
 435     } else {
 436         EVP_CIPHER_CTX_set_num(ctx, 0);
 437     }
 438
 439     return 1;
 440 }
 441
 442 int gost_grasshopper_cipher_do_cfb(EVP_CIPHER_CTX* ctx, unsigned char* out,
 443                                           const unsigned char* in, size_t inl) {
 444     gost_grasshopper_cipher_ctx* c = (gost_grasshopper_cipher_ctx*) EVP_CIPHER_CTX_get_cipher_data(ctx);
 445     const unsigned char* in_ptr = in;
 446     unsigned char* out_ptr = out;
 447     unsigned char* buf = EVP_CIPHER_CTX_buf_noconst(ctx);
 448     unsigned char* iv = EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx);
 449     bool encrypting = (bool) EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx);
 450     int num = EVP_CIPHER_CTX_num(ctx);
 451     size_t i = 0;
 452     size_t j = 0;
 453
 454     /* process partial block if any */
 455     if (num > 0) {
 456         for (j = (size_t) num, i = 0; j < GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE && i < inl; j++, i++, in_ptr++, out_ptr++) {
 457             if (!encrypting) {
 458                 buf[j + GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE] = *in_ptr;
 459             }
 460             *out_ptr = buf[j] ^ (*in_ptr);
 461             if (encrypting) {
 462                 buf[j + GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE] = *out_ptr;
 463             }
 464         }
 465         if (j == GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE) {
 466             memcpy(iv, buf + GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE, GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE);
 467             EVP_CIPHER_CTX_set_num(ctx, 0);
 468         } else {
 469             EVP_CIPHER_CTX_set_num(ctx, (int) j);
 470             return 1;
 471         }
 472     }
 473
 474     for (; i + GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE <
 475            inl; i += GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE, in_ptr += GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE, out_ptr += GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE) {
 476         /*
 477          * block cipher current iv
 478          */
 479         grasshopper_encrypt_block(&c->encrypt_round_keys, (grasshopper_w128_t*) iv, (grasshopper_w128_t*) buf,
 480                                   &c->buffer);
 481         /*
 482          * xor next block of input text with it and output it
 483          */
 484         /*
 485          * output this block
 486          */
 487         if (!encrypting) {
 488             memcpy(iv, in_ptr, GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE);
 489         }
 490         for (j = 0; j < GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE; j++) {
 491             out_ptr[j] = buf[j] ^ in_ptr[j];
 492         }
 493         /* Encrypt */
 494         /* Next iv is next block of cipher text */
 495         if (encrypting) {
 496             memcpy(iv, out_ptr, GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE);
 497         }
 498     }
 499
 500     /* Process rest of buffer */
 501     if (i < inl) {
 502         grasshopper_encrypt_block(&c->encrypt_round_keys, (grasshopper_w128_t*) iv, (grasshopper_w128_t*) buf,
 503                                   &c->buffer);
 504         if (!encrypting) {
 505             memcpy(buf + GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE, in_ptr, inl - i);
 506         }
 507         for (j = 0; i < inl; j++, i++) {
 508             out_ptr[j] = buf[j] ^ in_ptr[j];
 509         }
 510         EVP_CIPHER_CTX_set_num(ctx, (int) j);
 511         if (encrypting) {
 512             memcpy(buf + GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE, out_ptr, j);
 513         }
 514     } else {
 515         EVP_CIPHER_CTX_set_num(ctx, 0);
 516     }
 517
 518     return 1;
 519 }
 520
 521 int gost_grasshopper_cipher_cleanup(EVP_CIPHER_CTX* ctx) {
 522     gost_grasshopper_cipher_ctx* c = (gost_grasshopper_cipher_ctx*) EVP_CIPHER_CTX_get_cipher_data(ctx);
 523     struct GRASSHOPPER_CIPHER_PARAMS* params = &gost_cipher_params[c->type];
 524
 525     gost_grasshopper_cipher_destroy(c);
 526     if (params->destroy_cipher != NULL) {
 527         params->destroy_cipher(c);
 528     }
 529
 530     EVP_CIPHER_CTX_set_app_data(ctx, NULL);
 531
 532     return 1;
 533 }
 534
 535 int gost_grasshopper_set_asn1_parameters(EVP_CIPHER_CTX* ctx, ASN1_TYPE* params) {
 536     int len = 0;
 537     unsigned char* buf = NULL;
 538     ASN1_OCTET_STRING* os = NULL;
 539
 540     os = ASN1_OCTET_STRING_new();
 541
 542     if (!os || !ASN1_OCTET_STRING_set(os, buf, len)) {
 543         OPENSSL_free(buf);
 544         GOSTerr(GOST_F_GOST_GRASSHOPPER_SET_ASN1_PARAMETERS, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 545         return 0;
 546     }
 547     OPENSSL_free(buf);
 548
 549     ASN1_TYPE_set(params, V_ASN1_SEQUENCE, os);
 550     return 1;
 551 }
 552
 553 GRASSHOPPER_INLINE int gost_grasshopper_get_asn1_parameters(EVP_CIPHER_CTX* ctx, ASN1_TYPE* params) {
 554     int ret = -1;
 555
 556     if (ASN1_TYPE_get(params) != V_ASN1_SEQUENCE) {
 557         return ret;
 558     }
 559
 560     return 1;
 561 }
 562
 563 int gost_grasshopper_cipher_ctl(EVP_CIPHER_CTX* ctx, int type, int arg, void* ptr) {
 564     switch (type) {
 565         case EVP_CTRL_RAND_KEY: {
 566             if (RAND_bytes((unsigned char*) ptr, EVP_CIPHER_CTX_key_length(ctx)) <= 0) {
 567                 GOSTerr(GOST_F_GOST_GRASSHOPPER_CIPHER_CTL, GOST_R_RNG_ERROR);
 568                 return -1;
 569             }
 570             break;
 571         }
 572         default:
 573             GOSTerr(GOST_F_GOST_GRASSHOPPER_CIPHER_CTL, GOST_R_UNSUPPORTED_CIPHER_CTL_COMMAND);
 574             return -1;
 575     }
 576     return 1;
 577 }
 578
 579 GRASSHOPPER_INLINE EVP_CIPHER* cipher_gost_grasshopper_create(int cipher_type, int block_size) {
 580     return EVP_CIPHER_meth_new(cipher_type,
 581                                block_size  /* block_size */,
 582                                GRASSHOPPER_KEY_SIZE /* key_size */);
 583 }
 584
 585 const int cipher_gost_grasshopper_setup(EVP_CIPHER* cipher, uint8_t mode, int iv_size, bool padding) {
 586     return EVP_CIPHER_meth_set_iv_length(cipher, iv_size) &&
 587            EVP_CIPHER_meth_set_flags(cipher, (unsigned long) (
 588                    mode |
 589                    ((!padding) ? EVP_CIPH_NO_PADDING : 0) |
 590                    ((iv_size > 0) ? EVP_CIPH_CUSTOM_IV : 0) |
 591                    EVP_CIPH_RAND_KEY |
 592                    EVP_CIPH_ALWAYS_CALL_INIT)
 593            ) &&
 594            EVP_CIPHER_meth_set_cleanup(cipher, gost_grasshopper_cipher_cleanup) &&
 595            EVP_CIPHER_meth_set_set_asn1_params(cipher, gost_grasshopper_set_asn1_parameters) &&
 596            EVP_CIPHER_meth_set_get_asn1_params(cipher, gost_grasshopper_get_asn1_parameters) &&
 597            EVP_CIPHER_meth_set_ctrl(cipher, gost_grasshopper_cipher_ctl) &&
 598            EVP_CIPHER_meth_set_do_cipher(cipher, gost_grasshopper_cipher_do);
 599 }
 600
 601 const GRASSHOPPER_INLINE EVP_CIPHER* cipher_gost_grasshopper(uint8_t mode, uint8_t num) {
 602     EVP_CIPHER** cipher;
 603     struct GRASSHOPPER_CIPHER_PARAMS* params;
 604
 605     cipher = &gost_grasshopper_ciphers[num];
 606
 607     if (*cipher == NULL) {
 608         params = &gost_cipher_params[num];
 609
 610         int nid = params->nid;
 611         grasshopper_init_cipher_func init_cipher = params->init_cipher;
 612         int block_size = params->block_size;
 613         int ctx_size = params->ctx_size;
 614         int iv_size = params->iv_size;
 615         bool padding = params->padding;
 616
 617         *cipher = cipher_gost_grasshopper_create(nid, block_size);
 618         if (*cipher == NULL) {
 619             return NULL;
 620         }
 621
 622         if (!cipher_gost_grasshopper_setup(*cipher, mode, iv_size, padding) ||
 623             !EVP_CIPHER_meth_set_init(*cipher, init_cipher) ||
 624             !EVP_CIPHER_meth_set_impl_ctx_size(*cipher, ctx_size)) {
 625             EVP_CIPHER_meth_free(*cipher);
 626             *cipher = NULL;
 627         }
 628     }
 629
 630     return *cipher;
 631 }
 632
 633 const GRASSHOPPER_INLINE EVP_CIPHER* cipher_gost_grasshopper_ecb() {
 634     return cipher_gost_grasshopper(EVP_CIPH_ECB_MODE, GRASSHOPPER_CIPHER_ECB);
 635 }
 636
 637 const GRASSHOPPER_INLINE EVP_CIPHER* cipher_gost_grasshopper_cbc() {
 638     return cipher_gost_grasshopper(EVP_CIPH_CBC_MODE, GRASSHOPPER_CIPHER_CBC);
 639 }
 640
 641 const GRASSHOPPER_INLINE EVP_CIPHER* cipher_gost_grasshopper_ofb() {
 642     return cipher_gost_grasshopper(EVP_CIPH_OFB_MODE, GRASSHOPPER_CIPHER_OFB);
 643 }
 644
 645 const GRASSHOPPER_INLINE EVP_CIPHER* cipher_gost_grasshopper_cfb() {
 646     return cipher_gost_grasshopper(EVP_CIPH_CFB_MODE, GRASSHOPPER_CIPHER_CFB);
 647 }
 648
 649 const GRASSHOPPER_INLINE EVP_CIPHER* cipher_gost_grasshopper_ctr() {
 650     return cipher_gost_grasshopper(EVP_CIPH_CTR_MODE, GRASSHOPPER_CIPHER_CTR);
 651 }
 652
 653 #if defined(__cplusplus)
 654 }
 655 #endif