Rijndael.cs
上传用户:szltgg
上传日期:2019-05-16
资源大小:604k
文件大小:15k
源码类别:

Telnet服务器

开发平台:

C#

  1. /*
  2.  Copyright (c) 2005 Poderosa Project, All Rights Reserved.
  3.  This file is a part of the Granados SSH Client Library that is subject to
  4.  the license included in the distributed package.
  5.  You may not use this file except in compliance with the license.
  6.   Rijndael was written by <a href="mailto:rijmen@esat.kuleuven.ac.be">Vincent
  7.   Rijmen</a> and <a href="mailto:Joan.Daemen@village.uunet.be">Joan Daemen</a>.
  8.  
  9.   I implemented this algorithm with reference to following products though the algorithm is known publicly.
  10.     * MindTerm ( AppGate Network Security )
  11.  $Id: Rijndael.cs,v 1.2 2005/04/20 08:58:56 okajima Exp $
  12. */
  13. using System;
  14. namespace Granados.Crypto
  15. {
  16. public class Rijndael
  17. {
  18. byte[] _IV;
  19. int[][] _Ke; // encryption round keys
  20. int[][] _Kd; // decryption round keys
  21. private int _rounds;
  22. public Rijndael() {
  23. _IV = new byte[GetBlockSize()];
  24. }
  25. public int GetBlockSize() {
  26. return BLOCK_SIZE;
  27. }
  28. ///////////////////////////////////////////////
  29. // set _IV
  30. ///////////////////////////////////////////////
  31. public void SetIV(byte[] newiv) {
  32. Array.Copy(newiv, 0, _IV, 0, _IV.Length);
  33. }
  34. ///////////////////////////////////////////////
  35. // set KEY
  36. ///////////////////////////////////////////////
  37. public void InitializeKey(byte[] key) {
  38. if (key == null)
  39. throw new Exception("Empty key");
  40. //128bit or 192bit or 256bit
  41. if (!(key.Length == 16 || key.Length == 24 || key.Length == 32))
  42. throw new Exception("Incorrect key length");
  43. _rounds = getRounds(key.Length, GetBlockSize());
  44. _Ke = new int[_rounds + 1][]; 
  45. _Kd = new int[_rounds + 1][]; 
  46. int i, j;
  47. for(i=0; i<_rounds + 1; i++) {
  48. _Ke[i] = new int[BC];
  49. _Kd[i] = new int[BC];
  50. }
  51. int ROUND_KEY_COUNT = (_rounds + 1) * BC;
  52. int KC = key.Length / 4;
  53. int[] tk = new int[KC];
  54. for (i = 0, j = 0; i < KC; ) {
  55. tk[i++] = (key[j++] & 0xFF) << 24 |
  56.           (key[j++] & 0xFF) << 16 |
  57.           (key[j++] & 0xFF) <<  8 |
  58.           (key[j++] & 0xFF);
  59. }
  60. int t = 0;
  61. for (j = 0; (j < KC) && (t < ROUND_KEY_COUNT); j++, t++) {
  62. _Ke[t / BC][t % BC] = tk[j];
  63. _Kd[_rounds - (t / BC)][t % BC] = tk[j];
  64. }
  65. int tt, rconpointer = 0;
  66. while (t < ROUND_KEY_COUNT) {
  67. tt = tk[KC - 1];
  68. tk[0] ^= (S[(tt >> 16) & 0xFF] & 0xFF) << 24 ^
  69.          (S[(tt >>  8) & 0xFF] & 0xFF) << 16 ^
  70.          (S[ tt        & 0xFF] & 0xFF) <<  8 ^
  71.          (S[(tt >> 24) & 0xFF] & 0xFF)       ^
  72.          (rcon[rconpointer++]  & 0xFF) << 24;
  73. if (KC != 8) {
  74. for (i = 1, j = 0; i < KC; )
  75. tk[i++] ^= tk[j++];
  76. }
  77. else {
  78. for (i = 1, j = 0; i < KC / 2; )
  79. tk[i++] ^= tk[j++];
  80. tt = tk[KC / 2 - 1];
  81. tk[KC / 2] ^= (S[ tt        & 0xFF] & 0xFF)       ^
  82.               (S[(tt >>  8) & 0xFF] & 0xFF) <<  8 ^
  83.   (S[(tt >> 16) & 0xFF] & 0xFF) << 16 ^
  84.   (S[(tt >> 24) & 0xFF] & 0xFF) << 24;
  85. for (j = KC / 2, i = j + 1; i < KC; )
  86. tk[i++] ^= tk[j++];
  87. }
  88. for (j = 0; (j < KC) && (t < ROUND_KEY_COUNT); j++, t++) {
  89. _Ke[t / BC][t % BC] = tk[j];
  90. _Kd[_rounds - (t / BC)][t % BC] = tk[j];
  91. }
  92. }
  93. for (int r = 1; r < _rounds; r++){
  94. for (j = 0; j < BC; j++) {
  95. tt = _Kd[r][j];
  96. _Kd[r][j] = U1[(tt >> 24) & 0xFF] ^
  97.          U2[(tt >> 16) & 0xFF] ^
  98.    U3[(tt >>  8) & 0xFF] ^
  99.    U4[ tt        & 0xFF];
  100. }
  101. }
  102. }
  103. public static int getRounds(int keySize, int blockSize) {
  104. switch (keySize) {
  105. case 16:
  106. return blockSize == 16 ? 10 : (blockSize == 24 ? 12 : 14);
  107. case 24:
  108. return blockSize != 32 ? 12 : 14;
  109. default: 
  110. return 14;
  111. }
  112. }
  113. public void encryptCBC(byte[] input, int inputOffset, int inputLen, byte[] output, int outputOffset) {
  114. int block_size = GetBlockSize();
  115. int nBlocks = inputLen / block_size;
  116. for(int bc = 0; bc < nBlocks; bc++) {
  117. CipherUtil.BlockXor(input, inputOffset, block_size, _IV, 0);
  118. blockEncrypt(_IV, 0, output, outputOffset);
  119. Array.Copy(output, outputOffset, _IV, 0, block_size);
  120. inputOffset  += block_size;
  121. outputOffset += block_size;
  122. }
  123. }
  124. public void decryptCBC(byte[] input, int inputOffset, int inputLen, byte[] output, int outputOffset) {
  125. int block_size = GetBlockSize();
  126. byte[] tmpBlk = new byte[block_size];
  127. int nBlocks = inputLen / block_size;
  128. for(int bc = 0; bc < nBlocks; bc++) 
  129. {
  130. blockDecrypt(input, inputOffset, tmpBlk, 0);
  131. for(int i = 0; i < block_size; i++) 
  132. {
  133. tmpBlk[i] ^= _IV[i];
  134. _IV[i] = input[inputOffset + i];
  135. output[outputOffset + i] = tmpBlk[i];
  136. }
  137. inputOffset  += block_size;
  138. outputOffset += block_size;
  139. }
  140. }
  141. public void blockEncrypt(byte[] src, int inOffset, byte[] dst, int outOffset) {
  142. int[] Ker  = _Ke[0];
  143. int t0 = ((src[inOffset++] & 0xFF) << 24 |
  144.           (src[inOffset++] & 0xFF) << 16 |
  145.           (src[inOffset++] & 0xFF) <<  8 |
  146.           (src[inOffset++] & 0xFF)        ) ^ Ker[0];
  147. int t1 = ((src[inOffset++] & 0xFF) << 24 |
  148.           (src[inOffset++] & 0xFF) << 16 |
  149.           (src[inOffset++] & 0xFF) <<  8 |
  150.           (src[inOffset++] & 0xFF)        ) ^ Ker[1];
  151. int t2 = ((src[inOffset++] & 0xFF) << 24 |
  152.           (src[inOffset++] & 0xFF) << 16 |
  153.           (src[inOffset++] & 0xFF) <<  8 |
  154.           (src[inOffset++] & 0xFF)        ) ^ Ker[2];
  155. int t3 = ((src[inOffset++] & 0xFF) << 24 |
  156.           (src[inOffset++] & 0xFF) << 16 |
  157.           (src[inOffset++] & 0xFF) <<  8 |
  158.           (src[inOffset++] & 0xFF)        ) ^ Ker[3];
  159. int a0, a1, a2, a3;
  160. for (int r = 1; r < _rounds; r++) {
  161. Ker = _Ke[r];
  162. a0 = (T1[(t0 >> 24) & 0xFF] ^
  163.       T2[(t1 >> 16) & 0xFF] ^
  164.       T3[(t2 >>  8) & 0xFF] ^
  165.       T4[ t3        & 0xFF]  ) ^ Ker[0];
  166. a1 = (T1[(t1 >> 24) & 0xFF] ^
  167.       T2[(t2 >> 16) & 0xFF] ^
  168.       T3[(t3 >>  8) & 0xFF] ^
  169.       T4[ t0        & 0xFF]  ) ^ Ker[1];
  170. a2 = (T1[(t2 >> 24) & 0xFF] ^
  171.       T2[(t3 >> 16) & 0xFF] ^
  172.       T3[(t0 >>  8) & 0xFF] ^
  173.       T4[ t1        & 0xFF]  ) ^ Ker[2];
  174. a3 = (T1[(t3 >> 24) & 0xFF] ^
  175.       T2[(t0 >> 16) & 0xFF] ^
  176.       T3[(t1 >>  8) & 0xFF] ^
  177.       T4[ t2        & 0xFF]  ) ^ Ker[3];
  178. t0 = a0;
  179. t1 = a1;
  180. t2 = a2;
  181. t3 = a3;
  182. }
  183. Ker = _Ke[_rounds];
  184. int tt = Ker[0];
  185. dst[outOffset + 0] = (byte)(S[(t0 >> 24) & 0xFF] ^ (tt >> 24));
  186. dst[outOffset + 1] = (byte)(S[(t1 >> 16) & 0xFF] ^ (tt >> 16));
  187. dst[outOffset + 2] = (byte)(S[(t2 >>  8) & 0xFF] ^ (tt >>  8));
  188. dst[outOffset + 3] = (byte)(S[ t3        & 0xFF] ^  tt        );
  189. tt = Ker[1];
  190. dst[outOffset + 4] = (byte)(S[(t1 >> 24) & 0xFF] ^ (tt >> 24));
  191. dst[outOffset + 5] = (byte)(S[(t2 >> 16) & 0xFF] ^ (tt >> 16));
  192. dst[outOffset + 6] = (byte)(S[(t3 >>  8) & 0xFF] ^ (tt >>  8));
  193. dst[outOffset + 7] = (byte)(S[ t0  & 0xFF] ^  tt );
  194. tt = Ker[2];
  195. dst[outOffset + 8] = (byte)(S[(t2 >> 24) & 0xFF] ^ (tt >> 24));
  196. dst[outOffset + 9] = (byte)(S[(t3 >> 16) & 0xFF] ^ (tt >> 16));
  197. dst[outOffset +10] = (byte)(S[(t0 >>  8) & 0xFF] ^ (tt >>  8));
  198. dst[outOffset +11] = (byte)(S[ t1  & 0xFF] ^  tt );
  199. tt = Ker[3];
  200. dst[outOffset +12] = (byte)(S[(t3 >> 24) & 0xFF] ^ (tt >> 24));
  201. dst[outOffset +13] = (byte)(S[(t0 >> 16) & 0xFF] ^ (tt >> 16));
  202. dst[outOffset +14] = (byte)(S[(t1 >>  8) & 0xFF] ^ (tt >>  8));
  203. dst[outOffset +15] = (byte)(S[ t2  & 0xFF] ^  tt );
  204. }
  205. public void blockDecrypt(byte[] src, int inOffset, byte[] dst, int outOffset) {
  206. int[] Kdr = _Kd[0];
  207. int t0 = ((src[inOffset++] & 0xFF) << 24 |
  208.           (src[inOffset++] & 0xFF) << 16 |
  209.           (src[inOffset++] & 0xFF) <<  8 |
  210.           (src[inOffset++] & 0xFF)        ) ^ Kdr[0];
  211. int t1 = ((src[inOffset++] & 0xFF) << 24 |
  212.           (src[inOffset++] & 0xFF) << 16 |
  213.           (src[inOffset++] & 0xFF) <<  8 |
  214.           (src[inOffset++] & 0xFF)        ) ^ Kdr[1];
  215. int t2 = ((src[inOffset++] & 0xFF) << 24 |
  216.           (src[inOffset++] & 0xFF) << 16 |
  217.           (src[inOffset++] & 0xFF) <<  8 |
  218.           (src[inOffset++] & 0xFF)        ) ^ Kdr[2];
  219. int t3 = ((src[inOffset++] & 0xFF) << 24 |
  220.           (src[inOffset++] & 0xFF) << 16 |
  221.           (src[inOffset++] & 0xFF) <<  8 |
  222.           (src[inOffset++] & 0xFF)        ) ^ Kdr[3];
  223. int a0, a1, a2, a3;
  224. for (int r = 1; r < _rounds; r++) {
  225. Kdr = _Kd[r];
  226. a0 = (T5[(t0 >> 24) & 0xFF] ^
  227.       T6[(t3 >> 16) & 0xFF] ^
  228.       T7[(t2 >>  8) & 0xFF] ^
  229.       T8[ t1        & 0xFF]  ) ^ Kdr[0];
  230. a1 = (T5[(t1 >> 24) & 0xFF] ^
  231.       T6[(t0 >> 16) & 0xFF] ^
  232.       T7[(t3 >>  8) & 0xFF] ^
  233.       T8[ t2        & 0xFF]  ) ^ Kdr[1];
  234. a2 = (T5[(t2 >> 24) & 0xFF] ^
  235.       T6[(t1 >> 16) & 0xFF] ^
  236.       T7[(t0 >>  8) & 0xFF] ^
  237.       T8[ t3        & 0xFF]  ) ^ Kdr[2];
  238. a3 = (T5[(t3 >> 24) & 0xFF] ^
  239.       T6[(t2 >> 16) & 0xFF] ^
  240.       T7[(t1 >>  8) & 0xFF] ^
  241.       T8[ t0        & 0xFF]  ) ^ Kdr[3];
  242. t0 = a0;
  243. t1 = a1;
  244. t2 = a2;
  245. t3 = a3;
  246. }
  247. Kdr = _Kd[_rounds];
  248. int tt = Kdr[0];
  249. dst[outOffset + 0] = (byte)(Si[(t0 >> 24) & 0xFF] ^ (tt >> 24));
  250. dst[outOffset + 1] = (byte)(Si[(t3 >> 16) & 0xFF] ^ (tt >> 16));
  251. dst[outOffset + 2] = (byte)(Si[(t2 >>  8) & 0xFF] ^ (tt >>  8));
  252. dst[outOffset + 3] = (byte)(Si[ t1        & 0xFF] ^  tt       );
  253. tt = Kdr[1];
  254. dst[outOffset + 4] = (byte)(Si[(t1 >> 24) & 0xFF] ^ (tt >> 24));
  255. dst[outOffset + 5] = (byte)(Si[(t0 >> 16) & 0xFF] ^ (tt >> 16));
  256. dst[outOffset + 6] = (byte)(Si[(t3 >>  8) & 0xFF] ^ (tt >>  8));
  257. dst[outOffset + 7] = (byte)(Si[ t2        & 0xFF] ^  tt       );
  258. tt = Kdr[2];
  259. dst[outOffset + 8] = (byte)(Si[(t2 >> 24) & 0xFF] ^ (tt >> 24));
  260. dst[outOffset + 9] = (byte)(Si[(t1 >> 16) & 0xFF] ^ (tt >> 16));
  261. dst[outOffset +10] = (byte)(Si[(t0 >>  8) & 0xFF] ^ (tt >>  8));
  262. dst[outOffset +11] = (byte)(Si[ t3        & 0xFF] ^  tt       );
  263. tt = Kdr[3];
  264. dst[outOffset +12] = (byte)(Si[(t3 >> 24) & 0xFF] ^ (tt >> 24));
  265. dst[outOffset +13] = (byte)(Si[(t2 >> 16) & 0xFF] ^ (tt >> 16));
  266. dst[outOffset +14] = (byte)(Si[(t1 >>  8) & 0xFF] ^ (tt >>  8));
  267. dst[outOffset +15] = (byte)(Si[ t0        & 0xFF] ^  tt       );
  268. }
  269. /// <summary>
  270. /// constants
  271. /// </summary>
  272. private const int BLOCK_SIZE = 16; 
  273. private const int BC         = 4; 
  274. private static readonly int[] alog  = new int[256];
  275. private static readonly int[] log   = new int[256];
  276. private static readonly byte[] S    = new byte[256];
  277. private static readonly byte[] Si   = new byte[256];
  278. private static readonly int[]  T1   = new int[256];
  279. private static readonly int[]  T2   = new int[256];
  280. private static readonly int[]  T3   = new int[256];
  281. private static readonly int[]  T4   = new int[256];
  282. private static readonly int[]  T5   = new int[256];
  283. private static readonly int[]  T6   = new int[256];
  284. private static readonly int[]  T7   = new int[256];
  285. private static readonly int[]  T8   = new int[256];
  286. private static readonly int[]  U1   = new int[256];
  287. private static readonly int[]  U2   = new int[256];
  288. private static readonly int[]  U3   = new int[256];
  289. private static readonly int[]  U4   = new int[256];
  290. private static readonly byte[] rcon = new byte[30];
  291. private static readonly int[,,] shifts = new int[,,] {
  292. { {0, 0}, {1, 3}, {2, 2}, {3, 1} },
  293. { {0, 0}, {1, 5}, {2, 4}, {3, 3} },
  294. { {0, 0}, {1, 7}, {3, 5}, {4, 4} }};
  295. ///////////////////////////////////
  296. //class initialization
  297. ///////////////////////////////////
  298. static Rijndael() {
  299. int ROOT = 0x11B;
  300. int i, j = 0;
  301. alog[0] = 1;
  302. for (i = 1; i < 256; i++) {
  303. j = (alog[i-1] << 1) ^ alog[i-1];
  304. if ((j & 0x100) != 0) j ^= ROOT;
  305. alog[i] = j;
  306. }
  307. for (i = 1; i < 255; i++) log[alog[i]] = i;
  308. byte[,] A = new byte[,] {
  309. {1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0},
  310. {0, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0},
  311. {0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0},
  312. {0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1},
  313. {1, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1},
  314. {1, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 1},
  315. {1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 1},
  316. {1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1}};
  317. byte[] B = new byte[] { 0, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 1};
  318. int t;
  319. byte[,] box = new byte[256,8];
  320. box[1,7] = 1;
  321. for (i = 2; i < 256; i++) {
  322. j = alog[255 - log[i]];
  323. for (t = 0; t < 8; t++) {
  324. box[i,t] = (byte)((j >> (7 - t)) & 0x01);
  325. }
  326. }
  327. byte[,] cox = new byte[256,8];
  328. for (i = 0; i < 256; i++) {
  329. for (t = 0; t < 8; t++) {
  330. cox[i,t] = B[t];
  331. for (j = 0; j < 8; j++)
  332. cox[i,t] ^= (byte)(A[t,j] * box[i,j]);
  333. }
  334. }
  335. for (i = 0; i < 256; i++) {
  336. S[i] = (byte)(cox[i,0] << 7);
  337. for (t = 1; t < 8; t++)
  338. S[i] ^= (byte)(cox[i,t] << (7-t));
  339. Si[S[i] & 0xFF] = (byte) i;
  340. }
  341. byte[][] G = new byte[4][];
  342. G[0] = new byte[] {2, 1, 1, 3};
  343. G[1] = new byte[] {3, 2, 1, 1};
  344. G[2] = new byte[] {1, 3, 2, 1};
  345. G[3] = new byte[] {1, 1, 3, 2};
  346. byte[,] AA = new byte[4,8];
  347. for (i = 0; i < 4; i++) {
  348. for (j = 0; j < 4; j++) AA[i,j] = G[i][j];
  349. AA[i,i+4] = 1;
  350. }
  351. byte pivot, tmp;
  352. byte[][] iG = new byte[4][];
  353. for (i = 0; i < 4; i++)
  354. iG[i] = new byte[4];
  355. for (i = 0; i < 4; i++) {
  356. pivot = AA[i,i];
  357. if (pivot == 0) {
  358. t = i + 1;
  359. while ((AA[t,i] == 0) && (t < 4))
  360. t++;
  361. if (t != 4) {
  362. for (j = 0; j < 8; j++) {
  363. tmp = AA[i,j];
  364. AA[i,j] = AA[t,j];
  365. AA[t,j] = (byte) tmp;
  366. }
  367. pivot = AA[i,i];
  368. }
  369. }
  370. for (j = 0; j < 8; j++)
  371. if (AA[i,j] != 0)
  372. AA[i,j] = (byte)
  373. alog[(255 + log[AA[i,j] & 0xFF] - log[pivot & 0xFF]) % 255];
  374. for (t = 0; t < 4; t++)
  375. if (i != t) {
  376. for (j = i+1; j < 8; j++)
  377. AA[t,j] ^= (byte)mul(AA[i,j], AA[t,i]);
  378. AA[t,i] = 0;
  379. }
  380. }
  381. for (i = 0; i < 4; i++)
  382. for (j = 0; j < 4; j++) iG[i][j] = AA[i,j + 4];
  383. int s;
  384. for (t = 0; t < 256; t++) {
  385. s = S[t];
  386. T1[t] = mul4(s, G[0]);
  387. T2[t] = mul4(s, G[1]);
  388. T3[t] = mul4(s, G[2]);
  389. T4[t] = mul4(s, G[3]);
  390. s = Si[t];
  391. T5[t] = mul4(s, iG[0]);
  392. T6[t] = mul4(s, iG[1]);
  393. T7[t] = mul4(s, iG[2]);
  394. T8[t] = mul4(s, iG[3]);
  395. U1[t] = mul4(t, iG[0]);
  396. U2[t] = mul4(t, iG[1]);
  397. U3[t] = mul4(t, iG[2]);
  398. U4[t] = mul4(t, iG[3]);
  399. }
  400. rcon[0] = 1;
  401. int r = 1;
  402. for (t = 1; t < 30; ) rcon[t++] = (byte)(r = mul(2, r));
  403. }
  404. private static int mul(int a, int b) {
  405. return (a != 0 && b != 0) ?
  406.         alog[(log[a & 0xFF] + log[b & 0xFF]) % 255] :
  407.         0;
  408. }
  409. private static int mul4(int a, byte[] b) {
  410. if (a == 0) return 0;
  411. a = log[a & 0xFF];
  412. int a0 = (b[0] != 0) ? alog[(a + log[b[0] & 0xFF]) % 255] & 0xFF : 0;
  413. int a1 = (b[1] != 0) ? alog[(a + log[b[1] & 0xFF]) % 255] & 0xFF : 0;
  414. int a2 = (b[2] != 0) ? alog[(a + log[b[2] & 0xFF]) % 255] & 0xFF : 0;
  415. int a3 = (b[3] != 0) ? alog[(a + log[b[3] & 0xFF]) % 255] & 0xFF : 0;
  416. return a0 << 24 | a1 << 16 | a2 << 8 | a3;
  417. }
  418. }
  419. }