src/math/random/chacha8/block.bend
bend-collections-laws-math@1.0.0.0 · 152 lines · 8 definitions
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15import Base
16import bend-collections-laws-math@1.0.0.0/src/math/u64.bend as W
17
18
19type Key is Data:
20 K{k0: U32, k1: U32, k2: U32, k3: U32, k4: U32, k5: U32, k6: U32, k7: U32}
21
22
23type Vector is Data:
24 V{v0: U32, v1: U32, v2: U32, v3: U32, v4: U32, v5: U32, v6: U32, v7: U32, v8: U32, v9: U32, v10: U32, v11: U32, v12: U32, v13: U32, v14: U32, v15: U32}
25
26
27def init(k: Key, +ctr: U32) -> Vector:
28 match k:
29 case K{k0,k1,k2,k3,k4,k5,k6,k7}:
30 V{1634760805,857760878,2036477234,1797285236,k0,k1,k2,k3,k4,k5,k6,k7,ctr,0,0,0}
31
32
33def dr(v: Vector) -> Vector:
34 match v:
35 case V{+a0,+a1,+a2,+a3,+a4,+a5,+a6,+a7,+a8,+a9,+a10,+a11,+a12,+a13,+a14,+a15}:
36 +q0a1 = U32.add(a0,a4)
37 +q0d1x = U32.xor(a12,q0a1)
38 +q0d1 = U32.or(U32.shln(q0d1x,16n),U32.shrn(q0d1x,16n))
39 +q0c1 = U32.add(a8,q0d1)
40 +q0b1x = U32.xor(a4,q0c1)
41 +q0b1 = U32.or(U32.shln(q0b1x,12n),U32.shrn(q0b1x,20n))
42 +q0a2 = U32.add(q0a1,q0b1)
43 +q0d2x = U32.xor(q0d1,q0a2)
44 +q0d2 = U32.or(U32.shln(q0d2x,8n),U32.shrn(q0d2x,24n))
45 +q0c2 = U32.add(q0c1,q0d2)
46 +q0b2x = U32.xor(q0b1,q0c2)
47 +q0b2 = U32.or(U32.shln(q0b2x,7n),U32.shrn(q0b2x,25n))
48 +q1a1 = U32.add(a1,a5)
49 +q1d1x = U32.xor(a13,q1a1)
50 +q1d1 = U32.or(U32.shln(q1d1x,16n),U32.shrn(q1d1x,16n))
51 +q1c1 = U32.add(a9,q1d1)
52 +q1b1x = U32.xor(a5,q1c1)
53 +q1b1 = U32.or(U32.shln(q1b1x,12n),U32.shrn(q1b1x,20n))
54 +q1a2 = U32.add(q1a1,q1b1)
55 +q1d2x = U32.xor(q1d1,q1a2)
56 +q1d2 = U32.or(U32.shln(q1d2x,8n),U32.shrn(q1d2x,24n))
57 +q1c2 = U32.add(q1c1,q1d2)
58 +q1b2x = U32.xor(q1b1,q1c2)
59 +q1b2 = U32.or(U32.shln(q1b2x,7n),U32.shrn(q1b2x,25n))
60 +q2a1 = U32.add(a2,a6)
61 +q2d1x = U32.xor(a14,q2a1)
62 +q2d1 = U32.or(U32.shln(q2d1x,16n),U32.shrn(q2d1x,16n))
63 +q2c1 = U32.add(a10,q2d1)
64 +q2b1x = U32.xor(a6,q2c1)
65 +q2b1 = U32.or(U32.shln(q2b1x,12n),U32.shrn(q2b1x,20n))
66 +q2a2 = U32.add(q2a1,q2b1)
67 +q2d2x = U32.xor(q2d1,q2a2)
68 +q2d2 = U32.or(U32.shln(q2d2x,8n),U32.shrn(q2d2x,24n))
69 +q2c2 = U32.add(q2c1,q2d2)
70 +q2b2x = U32.xor(q2b1,q2c2)
71 +q2b2 = U32.or(U32.shln(q2b2x,7n),U32.shrn(q2b2x,25n))
72 +q3a1 = U32.add(a3,a7)
73 +q3d1x = U32.xor(a15,q3a1)
74 +q3d1 = U32.or(U32.shln(q3d1x,16n),U32.shrn(q3d1x,16n))
75 +q3c1 = U32.add(a11,q3d1)
76 +q3b1x = U32.xor(a7,q3c1)
77 +q3b1 = U32.or(U32.shln(q3b1x,12n),U32.shrn(q3b1x,20n))
78 +q3a2 = U32.add(q3a1,q3b1)
79 +q3d2x = U32.xor(q3d1,q3a2)
80 +q3d2 = U32.or(U32.shln(q3d2x,8n),U32.shrn(q3d2x,24n))
81 +q3c2 = U32.add(q3c1,q3d2)
82 +q3b2x = U32.xor(q3b1,q3c2)
83 +q3b2 = U32.or(U32.shln(q3b2x,7n),U32.shrn(q3b2x,25n))
84 +q4a1 = U32.add(q0a2,q1b2)
85 +q4d1x = U32.xor(q3d2,q4a1)
86 +q4d1 = U32.or(U32.shln(q4d1x,16n),U32.shrn(q4d1x,16n))
87 +q4c1 = U32.add(q2c2,q4d1)
88 +q4b1x = U32.xor(q1b2,q4c1)
89 +q4b1 = U32.or(U32.shln(q4b1x,12n),U32.shrn(q4b1x,20n))
90 +q4a2 = U32.add(q4a1,q4b1)
91 +q4d2x = U32.xor(q4d1,q4a2)
92 +q4d2 = U32.or(U32.shln(q4d2x,8n),U32.shrn(q4d2x,24n))
93 +q4c2 = U32.add(q4c1,q4d2)
94 +q4b2x = U32.xor(q4b1,q4c2)
95 +q4b2 = U32.or(U32.shln(q4b2x,7n),U32.shrn(q4b2x,25n))
96 +q5a1 = U32.add(q1a2,q2b2)
97 +q5d1x = U32.xor(q0d2,q5a1)
98 +q5d1 = U32.or(U32.shln(q5d1x,16n),U32.shrn(q5d1x,16n))
99 +q5c1 = U32.add(q3c2,q5d1)
100 +q5b1x = U32.xor(q2b2,q5c1)
101 +q5b1 = U32.or(U32.shln(q5b1x,12n),U32.shrn(q5b1x,20n))
102 +q5a2 = U32.add(q5a1,q5b1)
103 +q5d2x = U32.xor(q5d1,q5a2)
104 +q5d2 = U32.or(U32.shln(q5d2x,8n),U32.shrn(q5d2x,24n))
105 +q5c2 = U32.add(q5c1,q5d2)
106 +q5b2x = U32.xor(q5b1,q5c2)
107 +q5b2 = U32.or(U32.shln(q5b2x,7n),U32.shrn(q5b2x,25n))
108 +q6a1 = U32.add(q2a2,q3b2)
109 +q6d1x = U32.xor(q1d2,q6a1)
110 +q6d1 = U32.or(U32.shln(q6d1x,16n),U32.shrn(q6d1x,16n))
111 +q6c1 = U32.add(q0c2,q6d1)
112 +q6b1x = U32.xor(q3b2,q6c1)
113 +q6b1 = U32.or(U32.shln(q6b1x,12n),U32.shrn(q6b1x,20n))
114 +q6a2 = U32.add(q6a1,q6b1)
115 +q6d2x = U32.xor(q6d1,q6a2)
116 +q6d2 = U32.or(U32.shln(q6d2x,8n),U32.shrn(q6d2x,24n))
117 +q6c2 = U32.add(q6c1,q6d2)
118 +q6b2x = U32.xor(q6b1,q6c2)
119 +q6b2 = U32.or(U32.shln(q6b2x,7n),U32.shrn(q6b2x,25n))
120 +q7a1 = U32.add(q3a2,q0b2)
121 +q7d1x = U32.xor(q2d2,q7a1)
122 +q7d1 = U32.or(U32.shln(q7d1x,16n),U32.shrn(q7d1x,16n))
123 +q7c1 = U32.add(q1c2,q7d1)
124 +q7b1x = U32.xor(q0b2,q7c1)
125 +q7b1 = U32.or(U32.shln(q7b1x,12n),U32.shrn(q7b1x,20n))
126 +q7a2 = U32.add(q7a1,q7b1)
127 +q7d2x = U32.xor(q7d1,q7a2)
128 +q7d2 = U32.or(U32.shln(q7d2x,8n),U32.shrn(q7d2x,24n))
129 +q7c2 = U32.add(q7c1,q7d2)
130 +q7b2x = U32.xor(q7b1,q7c2)
131 +q7b2 = U32.or(U32.shln(q7b2x,7n),U32.shrn(q7b2x,25n))
132 V{q4a2,q5a2,q6a2,q7a2,q7b2,q4b2,q5b2,q6b2,q6c2,q7c2,q4c2,q5c2,q5d2,q6d2,q7d2,q4d2}
133
134
135def finish(k: Key, v: Vector) -> Vector:
136 match k v:
137 case K{k0,k1,k2,k3,k4,k5,k6,k7} V{v0,v1,v2,v3,v4,v5,v6,v7,v8,v9,v10,v11,v12,v13,v14,v15}:
138 V{v0,v1,v2,v3,U32.add(v4,k0),U32.add(v5,k1),U32.add(v6,k2),U32.add(v7,k3),U32.add(v8,k4),U32.add(v9,k5),U32.add(v10,k6),U32.add(v11,k7),v12,v13,v14,v15}
139
140
141def block(+k: Key, +ctr: U32) -> Vector:
142 finish(k,dr(dr(dr(dr(init(k,ctr))))))
143
144
145def interleave(a: Vector, b: Vector, c: Vector, d: Vector) -> List<&2,W.U64>:
146 match a b c d:
147 case V{a0,a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9,a10,a11,a12,a13,a14,a15} V{b0,b1,b2,b3,b4,b5,b6,b7,b8,b9,b10,b11,b12,b13,b14,b15} V{c0,c1,c2,c3,c4,c5,c6,c7,c8,c9,c10,c11,c12,c13,c14,c15} V{d0,d1,d2,d3,d4,d5,d6,d7,d8,d9,d10,d11,d12,d13,d14,d15}:
148 [W.U64{a0,b0},W.U64{c0,d0},W.U64{a1,b1},W.U64{c1,d1},W.U64{a2,b2},W.U64{c2,d2},W.U64{a3,b3},W.U64{c3,d3},W.U64{a4,b4},W.U64{c4,d4},W.U64{a5,b5},W.U64{c5,d5},W.U64{a6,b6},W.U64{c6,d6},W.U64{a7,b7},W.U64{c7,d7},W.U64{a8,b8},W.U64{c8,d8},W.U64{a9,b9},W.U64{c9,d9},W.U64{a10,b10},W.U64{c10,d10},W.U64{a11,b11},W.U64{c11,d11},W.U64{a12,b12},W.U64{c12,d12},W.U64{a13,b13},W.U64{c13,d13},W.U64{a14,b14},W.U64{c14,d14},W.U64{a15,b15},W.U64{c15,d15}]
149
150
151def group(+k: Key, +ctr: U32) -> List<&2,W.U64>:
152 interleave(block(k,ctr),block(k,U32.add(ctr,1)),block(k,U32.add(ctr,2)),block(k,U32.add(ctr,3)))