crypto-algorithms/lsh/lsh_template.py

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Python

#-*- coding: utf-8 -*-
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'''
import struct
## LSH 추상 클래스
class LSHTemplate:
_MASK = None
_WORDBITLEN = None
_NUMSTEP = None
_BLOCKSIZE = 0
_FORMAT_IN = None
_FORMAT_OUT = None
_outlenbits = 0
_boff = None
_cv = None
_tcv = None
_msg = None
_buf = None
_STEP = None
_ALPHA_EVEN = None
_ALPHA_ODD = None
_BETA_EVEN = None
_BETA_ODD = None
_GAMMA = None
## 생성자
# @param [in] self 객체 포인터
# @param [in] outlenbits 출력 길이 (비트)
def __init__(self, outlenbits):
self._init(outlenbits)
## HMAC 계산에 사용하기 위해서 내부 블록 길이 리턴
# @param [in] self 객체 포인터
# @return 내부 블록 길이
def get_blocksize(self):
return self._BLOCKSIZE
## 메시지 확장 함수
# @param [in] self 객체 포인터
# @param [in] data 입력 데이터
# @param [in] offset 데이터 시작 인덱스
def _msg_expansion(self, data, offset):
block = bytearray(data[offset:offset + self._BLOCKSIZE])
self._msg[0:32] = struct.unpack(self._FORMAT_IN, block[0:self._BLOCKSIZE])
for i in range(2, self._NUMSTEP + 1):
idx = 16 * i
self._msg[idx ] = (self._msg[idx - 16] + self._msg[idx - 29]) & self._MASK
self._msg[idx + 1] = (self._msg[idx - 15] + self._msg[idx - 30]) & self._MASK
self._msg[idx + 2] = (self._msg[idx - 14] + self._msg[idx - 32]) & self._MASK
self._msg[idx + 3] = (self._msg[idx - 13] + self._msg[idx - 31]) & self._MASK
self._msg[idx + 4] = (self._msg[idx - 12] + self._msg[idx - 25]) & self._MASK
self._msg[idx + 5] = (self._msg[idx - 11] + self._msg[idx - 28]) & self._MASK
self._msg[idx + 6] = (self._msg[idx - 10] + self._msg[idx - 27]) & self._MASK
self._msg[idx + 7] = (self._msg[idx - 9] + self._msg[idx - 26]) & self._MASK
self._msg[idx + 8] = (self._msg[idx - 8] + self._msg[idx - 21]) & self._MASK
self._msg[idx + 9] = (self._msg[idx - 7] + self._msg[idx - 22]) & self._MASK
self._msg[idx + 10] = (self._msg[idx - 6] + self._msg[idx - 24]) & self._MASK
self._msg[idx + 11] = (self._msg[idx - 5] + self._msg[idx - 23]) & self._MASK
self._msg[idx + 12] = (self._msg[idx - 4] + self._msg[idx - 17]) & self._MASK
self._msg[idx + 13] = (self._msg[idx - 3] + self._msg[idx - 20]) & self._MASK
self._msg[idx + 14] = (self._msg[idx - 2] + self._msg[idx - 19]) & self._MASK
self._msg[idx + 15] = (self._msg[idx - 1] + self._msg[idx - 18]) & self._MASK
## 워드 단위 순환 함수
# @param [in] self 객체 포인터
def _word_permutation(self):
self._cv[ 0] = self._tcv[ 6]
self._cv[ 1] = self._tcv[ 4]
self._cv[ 2] = self._tcv[ 5]
self._cv[ 3] = self._tcv[ 7]
self._cv[ 4] = self._tcv[12]
self._cv[ 5] = self._tcv[15]
self._cv[ 6] = self._tcv[14]
self._cv[ 7] = self._tcv[13]
self._cv[ 8] = self._tcv[ 2]
self._cv[ 9] = self._tcv[ 0]
self._cv[10] = self._tcv[ 1]
self._cv[11] = self._tcv[ 3]
self._cv[12] = self._tcv[ 8]
self._cv[13] = self._tcv[11]
self._cv[14] = self._tcv[10]
self._cv[15] = self._tcv[ 9]
## 스텝 함수 - LSH를 상속받는 클래스에서 별도로 구현해야 함
# @param [in] self 객체 포인터
# @param [in] idx 스텝 인덱스
# @param [in] alpha 회전값 알파
# @param [in] beta 회전값 베타
def _step(self, idx, alpha, beta):
raise NotImplementedError("Implement this method")
## 압축 함수
# @param [in] self 객체 포인터
# @param [in] data 입력 데이터
# @param [in] offset 데이터 시작 인덱스
def _compress(self, data, offset = 0):
self._msg_expansion(data, offset)
for idx in range(int(self._NUMSTEP / 2)):
self._step(2 * idx, self._ALPHA_EVEN, self._BETA_EVEN)
self._step(2 * idx + 1, self._ALPHA_ODD, self._BETA_ODD)
for idx in range(16):
self._cv[idx] ^= self._msg[16 * self._NUMSTEP + idx]
## IV 생성 함수 - LSH를 상속받는 클래스에서 별도로 구현해야 함
# @param [in] self 객체 포인터
# @param [in] outlenbits 출력 길이 (비트)
def _init_iv(self, outlenbits):
raise NotImplementedError("Implement this method")
def _init(self, outlenbits):
self._boff = 0
self._tcv = [0] * 16
self._msg = [0] * (16 * (self._NUMSTEP + 1))
self._buf = [0] * self._BLOCKSIZE
self._init_iv(outlenbits)
## 리셋 함수 - 키 입력 직후의 상태로 되돌린다
# @param self 객체 포인터
def reset(self):
self._init(self._outlenbits)
## 업데이트 함수
# @param [in] self 객체 포인터
# @param [in] data 입력 데이터
# @param [in] offset 데이터 시작 오프셋 (바이트)
# @param [in] length 데이터 길이 (비트)
def update(self, data, offset = 0, length = -1):
if data is None or len(data) == 0 or length == 0:
return
if length == -1:
length = (len(data) - offset) << 3
len_bytes = length >> 3
len_bits = length & 0x7
buf_idx = self._boff >> 3
if (self._boff & 0x7) > 0:
raise AssertionError("bit level update is not allowed")
gap = self._BLOCKSIZE - (self._boff >> 3)
if len_bytes >= gap:
self._buf[buf_idx:self._BLOCKSIZE] = data[offset:offset + gap]
self._compress(self._buf)
self._boff = 0
offset += gap
len_bytes -= gap
while len_bytes >= self._BLOCKSIZE:
self._compress(data, offset)
offset += self._BLOCKSIZE
len_bytes -= self._BLOCKSIZE
if len_bytes > 0:
buf_idx = self._boff >> 3
self._buf[buf_idx:buf_idx + len_bytes] = data[offset:offset + len_bytes]
self._boff += len_bytes << 3
offset += len_bytes
if len_bits > 0:
buf_idx = self._boff >> 3
self._buf[buf_idx] = data[offset] & ((0xff >> len_bits) ^ 0xff)
self._boff += len_bits
## 종료 함수 - 최종 해쉬 값을 계산하여 리턴한다
# @param [in] self 객체 포인터
# @param [in] data 입력 데이터
# @param [in] offset 데이터 시작 오프셋 (바이트)
# @param [in] length 데이터 길이 (비트)
# @return 계산된 해쉬값
def final(self, data = None, offset = 0, length = -1):
if data is not None:
self.update(data, offset, length)
rbytes = self._boff >> 3
rbits = self._boff & 0x7
if rbits > 0:
self._buf[rbytes] |= (0x1 << (7 - rbits))
else:
self._buf[rbytes] = 0x80
pos = rbytes + 1
if (pos < self._BLOCKSIZE):
self._buf[pos:] = [0] * (self._BLOCKSIZE - pos)
self._compress(self._buf)
temp = [0] * 8
for idx in range(8):
temp[idx] = (self._cv[idx] ^ self._cv[idx + 8]) & self._MASK
self._init(self._outlenbits)
rbytes = self._outlenbits >> 3
rbits = self._outlenbits & 0x7
if rbits > 0:
rbytes += 1
result = bytearray(struct.pack(self._FORMAT_OUT, temp[0], temp[1], temp[2], temp[3], temp[4], temp[5], temp[6], temp[7]))
result = result[0:rbytes]
if rbits > 0:
result[rbytes - 1] &= (0xff << (8 - rbits))
return result