Annotation of loncom/auth/londes.js, revision 1.5

1.1       www         1: <script language="JavaScript">
                      2: // The LearningOnline Network with CAPA
                      3: // Encryption Routines according to Data Encryption Standard DES
                      4: // Federal Information Processing Standards Publication 46-2 (1993 Dec 30)
1.2       www         5: //
1.3       www         6: // $Id: londes.js,v 1.2 2001/11/29 19:12:44 www Exp $
1.2       www         7: //
                      8: // Copyright Michigan State University Board of Trustees
                      9: //
                     10: // This file is part of the LearningOnline Network with CAPA (LON-CAPA).
                     11: //
                     12: // LON-CAPA is free software; you can redistribute it and/or modify
                     13: // it under the terms of the GNU General Public License as published by
                     14: // the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
                     15: // (at your option) any later version.
                     16: //
                     17: // LON-CAPA is distributed in the hope that it will be useful,
                     18: // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
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                     20: // GNU General Public License for more details.
                     21: //
                     22: // You should have received a copy of the GNU General Public License
                     23: // along with LON-CAPA; if not, write to the Free Software
                     24: // Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
                     25: //
                     26: // /home/httpd/html/adm/gpl.txt
                     27: //
                     28: // http://www.lon-capa.org/
                     29: //
1.1       www        30: // JavaScript Implementation by Gerd Kortemeyer
1.3       www        31: // 1997,06/27/00,06/28,03/23/02 Gerd Kortemeyer
1.1       www        32: 
                     33: // Global variables
                     34: 
                     35: // Array of integers with i-th bit set
                     36: var bit=new Array(31);
                     37: // Initial permutation IP for right part
                     38: var riparr=new Array(31);
                     39: // Inverse permutation IP-1
                     40: var liiparr=new Array(31);
                     41: var uiiparr=new Array(31);
                     42: // Key vectors
                     43: var uk=new Array(16);
                     44: var lk=new Array(16);
                     45: // Upper- and lower 32-bit of external key
                     46: var uextkey=0;
                     47: var lextkey=0;
                     48: // Upper- and lower 32-bit of block
                     49: var ublock=0;
                     50: var lblock=0;
                     51: // Upper and lower 24 bit of expanded right vector
                     52: var lexpand=0;
                     53: var uexpand=0;
                     54: // S-box array
                     55: var sbarr=new Array(511);
                     56: // E expansion
                     57: var etarr=new Array(47);
                     58: // P permutation
                     59: var pparr=new Array(31);
                     60: // r- and l-vector
                     61: var rv=0;
                     62: var lv=0;
                     63: // Blocks of data for text
                     64: var b0=0;
                     65: var b1=0;
                     66: var b2=0;
                     67: var b3=0;
                     68: // Text variable
                     69: var text="";
                     70: 
1.3       www        71: 
                     72: // Function to AND with bit i
                     73: 
                     74: function andbit(value,i) {
                     75:    return value&bit[i];
                     76: }
                     77: 
1.5     ! www        78: // General OR function
        !            79: 
        !            80: function orvalue(a,b) {
        !            81:    return a|b;
        !            82: }
        !            83: 
1.3       www        84: // Function to OR with bit i
                     85: 
                     86: function orbit(value,i) {
1.5     ! www        87:    return orvalue(value,bit[i]);
1.3       www        88: }
                     89: 
1.1       www        90: // Initialize table arrays and perform self test
                     91: 
                     92: function init() {
                     93:      window.status="Initializing ...";
                     94:     var rip="58504234261810 260524436282012 462544638302214 664564840322416 8";
                     95:     var iip=" 8162432 7152331 6142230 5132129 4122028 3111927 2101826 1 91725";
                     96:      var sb
                     97:      sb ="14 413 1 21511 8 310 612 5 9 0 7";
                     98:      sb+=" 015 7 414 213 110 61211 9 5 3 8";
                     99:      sb+=" 4 114 813 6 2111512 9 7 310 5 0";
                    100:      sb+="1512 8 2 4 9 1 7 511 31410 0 613";
                    101:      sb+="15 1 814 611 3 4 9 7 21312 0 510";
                    102:      sb+=" 313 4 715 2 81412 0 110 6 911 5";
                    103:      sb+=" 014 71110 413 1 5 812 6 9 3 215";
                    104:      sb+="13 810 1 315 4 211 6 712 0 514 9";
                    105:      sb+="10 0 914 6 315 5 11312 711 4 2 8";
                    106:      sb+="13 7 0 9 3 4 610 2 8 514121115 1";
                    107:      sb+="13 6 4 9 815 3 011 1 212 51014 7";
                    108:      sb+=" 11013 0 6 9 8 7 41514 311 5 212";
                    109:      sb+=" 71314 3 0 6 910 1 2 8 51112 415";
                    110:      sb+="13 811 5 615 0 3 4 7 212 11014 9";
                    111:      sb+="10 6 9 01211 71315 1 314 5 2 8 4";
                    112:      sb+=" 315 0 610 113 8 9 4 51112 7 214";
                    113:      sb+=" 212 4 1 71011 6 8 5 31513 014 9";
                    114:      sb+="1411 212 4 713 1 5 01510 3 9 8 6";
                    115:      sb+=" 4 2 1111013 7 815 912 5 6 3 014";
                    116:      sb+="11 812 7 114 213 615 0 910 4 5 3";
                    117:      sb+="12 11015 9 2 6 8 013 3 414 7 511";
                    118:      sb+="1015 4 2 712 9 5 6 11314 011 3 8";
                    119:      sb+=" 91415 5 2 812 3 7 0 410 11311 6";
                    120:      sb+=" 4 3 212 9 515101114 1 7 6 0 813";
                    121:      sb+=" 411 21415 0 813 312 9 7 510 6 1";
                    122:      sb+="13 011 7 4 9 11014 3 512 215 8 6";
                    123:      sb+=" 1 4111312 3 7141015 6 8 0 5 9 2";
                    124:      sb+=" 61113 8 1 410 7 9 5 01514 2 312";
                    125:      sb+="13 2 8 4 61511 110 9 314 5 012 7";
                    126:      sb+=" 11513 810 3 7 412 5 611 014 9 2";
                    127:      sb+=" 711 4 1 91214 2 0 6101315 3 5 8";
                    128:      sb+=" 2 114 7 410 8131512 9 0 3 5 611";
                    129:      var et
                    130:      et ="32 1 2 3 4 5 4 5 6 7 8 9 8 910111213121314151617";
                    131:      et+="1617181920212021222324252425262728292829303132 1";
                    132:      var pp="16 7202129122817 1152326 5183110 2 824143227 3 9191330 62211 425";
                    133:      bit[0]=1;
                    134:      for (var i=1; i<=31;i++) { bit[i]=bit[i-1]<<1; }
                    135:      for (i=0; i<=31;i++) {
                    136:         riparr[i]=parseInt(rip.substring(i*2,i*2+2));
                    137:         pparr[i]=parseInt(pp.substring(i*2,i*2+2));
                    138:      }
                    139:      for (i=0;i<=15;i++) {
                    140:         liiparr[i]=parseInt(iip.substring(i*2,i*2+2));
                    141:         uiiparr[i]=parseInt(iip.substring(32+i*2,32+i*2+2));
                    142:      }
                    143:      for (i=0;i<=511;i++) {
                    144:         sbarr[i]=parseInt(sb.substring(i*2,i*2+2));
                    145:      }
                    146:      for (i=0;i<=47;i++) {
                    147:         etarr[i]=parseInt(et.substring(i*2,i*2+2));
                    148:      }
                    149: 
1.4       www       150: // Selftest
                    151:      window.status="Self test";
                    152: 
                    153: // Primitive test, "Cryptography: A New Dimension in Computer Security"
                    154: // C.H. Meyer, S.M. Matyas, John Wiley and Sons, 1982, pg. 160
                    155: 
                    156:      uextkey=0x1234567;
1.5     ! www       157:      lextkey=orbit(0x9abcdef,31);
1.4       www       158:      ublock=uextkey;
                    159:      lblock=lextkey;
                    160:      ip();
                    161:      if (hexstring(lv)!='cc00ccff') { alert("IP failed: lv."); }
                    162:      if (hexstring(rv)!='f0aaf0aa') { alert("IP failed: rv."); }
                    163:      initkeys();
                    164:      if (hexstring(uk[1])!='000b0267') { alert("Key generation failed: uk"); }
                    165:      if (hexstring(lk[1])!='009b49a5') { alert("Key generation failed: lk"); }
                    166:      stage(1);
                    167:      if (hexstring(uexpand)!='007a1555') { alert("E failed: u"); }
                    168:      if (hexstring(lexpand)!='007a1555') { alert("E failed: l"); }
                    169:      if (hexstring(rv)!='921c209c') { alert("Stage 1 failed"); }
                    170: 
                    171: // According to National Bureau of Standards, Special Publication 500-20,
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                    174: 
                    175: // PC-1 and PC-2 test
                    176:      ublock=0;
                    177:      lblock=0;     
                    178:      uextkey=0x1010101;
                    179:      lextkey=0x1010102;
                    180:      initkeys();
                    181:      encrypt();    
                    182:      var st=hexstring(ublock);
                    183:      st+=hexstring(lblock);
                    184:      if (st!="869efd7f9f265a09") {
                    185:         st+=": failed PC-1 and PC-2 test!";     
                    186:         alert(st);
                    187:      }
                    188:      window.status="Self test .";
                    189: 
                    190: // According to NBS 500-20 IP and E test
1.5     ! www       191:      ublock=orbit(0x66b40b4,28);
        !           192:      lblock=orbit(0xaba4bd6,30);
1.4       www       193:      uextkey=0x1010101;
                    194:      lextkey=0x1010101;
                    195:      initkeys();
                    196:      encrypt();    
                    197:      var st=hexstring(ublock);
                    198:      st+=hexstring(lblock);
                    199:      if (st!="0000000000000001") {
                    200:         st+=": failed IP and E test!";     
                    201:         alert(st);
                    202:      }
                    203:      window.status="Self test ..";
                    204:     
                    205: // According to NBS 500-20 ptest
                    206:      ublock=0;
                    207:      lblock=0;
1.5     ! www       208:      uextkey=orbit(0x29116,28);
        !           209:      lextkey=orbit(orbit(0x8100101,28),31);
1.4       www       210:      initkeys();
                    211:      encrypt();    
                    212:      var st=hexstring(ublock);
                    213:      st+=hexstring(lblock);
                    214:      if (st!="1aeac39a61f0a464") {
                    215:         st+=": failed ptest!";     
                    216:         alert(st);
                    217:      }
                    218:      window.status="Self test ...";
                    219: 
                    220: // According to NBS 500-20 S-box test
1.5     ! www       221:      ublock=orbit(orbit(0x553228,28),29);
        !           222:      lblock=orbit(orbit(0xd6f295a,29),30);
1.4       www       223:      var orgu=ublock;
                    224:      var orgl=lblock;
1.5     ! www       225:      uextkey=orbit(0xc587f1c,28);
        !           226:      lextkey=orbit(0x3924fef,28);
1.4       www       227:      initkeys();
                    228:      encrypt();
                    229:      var st=hexstring(ublock);
                    230:      st+=hexstring(lblock);
                    231:      if (st!="63fac0d034d9f793") {
                    232:         st+=": failed S-box test!";     
                    233:         alert(st);
                    234:      }
                    235:      window.status="Self test ....";
                    236: 
                    237: // Decryption test
                    238:      decrypt();
                    239:      if (ublock!=orgu) { alert("Decryption failed for ublock."); }
                    240:      if (lblock!=orgl) { alert("Decryption failed for lblock."); }
                    241:      window.status="Self test .....";
                    242: 
                    243: // Reset keys
                    244: 
                    245:      uextkey=0;
                    246:      lextkey=0;
                    247: 
1.1       www       248:      window.status="Ready.";
                    249: }
                    250: 
                    251: // Return a string with hex-representation of integer
                    252: 
                    253: function hexstring(i) {
                    254:      var hstr="";
                    255:      var hchr="0123456789abcdef";
                    256:      for (var k=28; k>=0; k=k-4) {
                    257:          j=0;
1.3       www       258:          for (var m=0; m<=3; m++) { if (andbit(i,k+m)!=0) { j=orbit(j,m); } }
1.1       www       259:          hstr+=hchr.substring(j,j+1);
                    260:      }   
                    261:      return(hstr);
                    262: }
                    263: 
                    264: // Shift a 28-bit register one time
                    265: 
                    266: function shift(sreg) {
1.3       www       267:      var bit27=andbit(sreg,0)<<27;
1.1       www       268:      return (sreg>>1)|bit27;
                    269: }
                    270:         
                    271: // Initialize key-arrays according to uextkey and lextkey
                    272: 
                    273: function initkeys() {
                    274: // Constants  
                    275:      var celements="574941332517 9 158504234261810 259514335271911 360524436";
                    276:      var delements="63554739312315 762544638302214 661534537292113 5282012 4";
                    277:      var lkelements="14171124 1 5 32815 62110231912 426 816 7272013 2";
                    278:      var ukelements="415231374755304051453348444939563453464250362932";
                    279:      var shifttimes="1122222212222221";
                    280: // PC-2 order
                    281:      var ukarr=new Array(23);
                    282:      var lkarr=new Array(23);
                    283:      for (i=0;i<=23;i++) {
                    284:         ukarr[i]=parseInt(ukelements.substring(i*2,i*2+2));
                    285:         lkarr[i]=parseInt(lkelements.substring(i*2,i*2+2));
                    286:      }
                    287: // Initialize c and d
                    288:      var bt;
                    289:      var c=0;
                    290:      var d=0;
                    291:      for (var i=0; i<=27;i++) {
                    292:           bt=parseInt(celements.substring(i*2,i*2+2));
                    293:           if (bt<=32) {
1.3       www       294:               if (andbit(uextkey,31-(bt-1)) != 0) { c=orbit(c,i); }
1.1       www       295:           } else {
1.3       www       296:               if (andbit(lextkey,31-(bt-33)) != 0) { c=orbit(c,i); }
1.1       www       297:           }
                    298:           bt=parseInt(delements.substring(i*2,i*2+2));
                    299:           if (bt<=32) {
1.3       www       300:               if (andbit(uextkey,31-(bt-1)) != 0) { d=orbit(d,i); }
1.1       www       301:           } else {
1.3       www       302:               if (andbit(lextkey,31-(bt-33)) != 0) { d=orbit(d,i); }
1.1       www       303:           }
                    304:       }
                    305: // Initialize the k vectors
                    306:       for (i=1;i<=16;i++) {
                    307: // Shift c and d
                    308:           if (shifttimes.substring(i-1,i)=='1') {
                    309:               c=shift(c);
                    310:               d=shift(d);
                    311:           } else {
                    312:               c=shift(shift(c));
                    313:               d=shift(shift(d));
                    314:           }
                    315:           uk[i]=0;
                    316:           lk[i]=0;
                    317:           for (j=0; j<=23;j++) {            
1.3       www       318:             if (andbit(d,ukarr[j]-29)!=0) { lk[i]=orbit(lk[i],23-j); }
                    319:             if (andbit(c,lkarr[j]-1)!=0)  { uk[i]=orbit(uk[i],23-j); }
1.1       www       320:           }
                    321:       }
                    322: }
                    323: 
                    324: // Initial permutation of ublock and lblock into rv and lv
                    325: 
                    326: function ip() {
                    327:      var bt;
                    328:      rv=0;
                    329:      lv=0;
                    330:      for (var i=0; i<=31;i++) {
                    331:           bt=riparr[i];
                    332:           if (bt<=32) {
1.3       www       333:               if (andbit(lblock,bt-1) != 0) { rv=orbit(rv,i); }
1.1       www       334:           } else {
1.3       www       335:               if (andbit(ublock,bt-33) != 0) { rv=orbit(rv,i); }
1.1       www       336:           }
                    337:           if (bt<=33) {
1.3       www       338:               if (andbit(lblock,bt-2) != 0) { lv=orbit(lv,i); }
1.1       www       339:           } else {
1.3       www       340:               if (andbit(ublock,bt-34) != 0) { lv=orbit(lv,i); }
1.1       www       341:           }     
                    342:      }
                    343: }
                    344: 
                    345: // Inverse Initial Permutation IP-1, input rv,lv, output lblock,ublock
                    346: 
                    347: function invip() {
                    348:      var bt;
                    349:      ublock=0;
                    350:      lblock=0;
                    351:      for (var i=0; i<=15;i++) {
                    352:           bt=liiparr[i];
1.3       www       353:           if (andbit(rv,bt-1) != 0) { lblock=orbit(lblock,i*2); }
                    354:           if (andbit(lv,bt-1) != 0) { lblock=orbit(lblock,i*2+1); }
1.1       www       355:           bt=uiiparr[i];
1.3       www       356:           if (andbit(rv,bt-1) != 0) { ublock=orbit(ublock,i*2); }
                    357:           if (andbit(lv,bt-1) != 0) { ublock=orbit(ublock,i*2+1); }
1.1       www       358:      }
                    359: }
                    360: 
                    361: // Expansion of right vector according to E, input rv
                    362: 
                    363: function expand() {
                    364:     var bt;
                    365:     uexpand=0;
                    366:     lexpand=0;
                    367:     for (var i=0; i<=23; i++) {
                    368:        bt=etarr[i];
1.3       www       369:        if (andbit(rv,bt-1)!=0) { lexpand=orbit(lexpand,i); } 
1.1       www       370:     }
                    371:     for (i=24; i<=47; i++) {
                    372:        bt=etarr[i];
1.3       www       373:        if (andbit(rv,bt-1)!=0) { uexpand=orbit(uexpand,i-24); }
1.1       www       374:     }
                    375: }
                    376: 
                    377: // Permutes rv according to P, input/output rv
                    378: 
                    379: function permute() {
                    380:     var prv=rv;
                    381:     rv=0;
                    382:     for (var i=0; i<=31; i++) {
1.3       www       383:        if (andbit(prv,31-(pparr[i]-1))!=0) { rv=orbit(rv,31-i); }
1.1       www       384:     }
                    385: }
                    386: 
                    387: // Performs stage si of the encryption, input/output rv
                    388: 
                    389: function stage(si) {
                    390:     expand();
                    391:     var uadd=uexpand^uk[si];
                    392:     var ladd=lexpand^lk[si];
                    393:     rv=0;
                    394:     var ks=0;
                    395:     for (var ki=42;ki>=24;ki=ki-6) {
                    396:        rv=rv<<4;
                    397:        var i=0;
1.3       www       398:        if (andbit(uadd,ki-24)!=0) { i=orbit(i,0); }
                    399:        if (andbit(uadd,ki-19)!=0) { i=orbit(i,1); }
1.1       www       400:        var j=0;
                    401:        for (var kj=0; kj<=3; kj++) {
1.3       www       402:           if (andbit(uadd,ki-23+kj)!=0) { j=orbit(j,kj); }
1.1       www       403:        }
1.5     ! www       404:        rv=orvalue(rv,sbarr[ks*64+i*16+j]);
1.1       www       405:        ks++;
                    406:     } 
                    407:     for (var ki=18;ki>=0;ki=ki-6) {
                    408:        rv=rv<<4;
                    409:        var i=0;
1.3       www       410:        if (andbit(ladd,ki)  !=0) { i=orbit(i,0); }
                    411:        if (andbit(ladd,ki+5)!=0) { i=orbit(i,1); }
1.1       www       412:        var j=0;
                    413:        for (var kj=0; kj<=3; kj++) {
1.3       www       414:           if (andbit(ladd,ki+1+kj)!=0) { j=orbit(j,kj); }
1.1       www       415:        }
1.5     ! www       416:        rv=orvalue(rv,sbarr[ks*64+i*16+j]);
1.1       www       417:        ks++;
                    418:     }
                    419:     permute();
                    420: }
                    421: 
                    422: // Encryption
                    423: 
                    424: function encrypt() {
                    425:     ip();
                    426:     for (var i=1; i<=16; i++) {
                    427:         var prv=rv;
                    428:         stage(i);
                    429:         rv=rv^lv;
                    430:         lv=prv;
                    431:     }
                    432:     invip();
                    433: }
                    434: 
                    435: // Decryption
                    436: 
                    437: function decrypt() {
                    438:     ip();
                    439:     for (var i=16; i>=1; i--) {
                    440:         var prv=rv;
                    441:         stage(i);
                    442:         rv=rv^lv;
                    443:         lv=prv;
                    444:     }
                    445:     invip();
                    446: }
                    447: 
                    448: // Put text into b0,b1,b2,b3
                    449:     
                    450: function block(text) {;
                    451: var equiv= "*+ -./0123456789......@";
                    452:     equiv+="ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ    _ ";
                    453:     equiv+="abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
                    454:     var tl=text.length;
                    455:     if (tl>=16) { tl=15; }
                    456:     text+="                ";
                    457:     text=escape(text);
                    458:     var i;
                    459:     var c;
                    460:     var conv='';
                    461:     var j=0;
                    462:     for (i=0;i<15;i++) {
                    463:         if (text.charAt(j)=='%') {
                    464:            conv+=text.charAt(j+1)+text.charAt(j+2);
                    465:            j=j+3;
                    466:         } else {
                    467:            c=hexstring(42+equiv.indexOf(text.charAt(j)));
                    468:            conv+=c.substr(6,2);
                    469:            j++;
                    470:         }
                    471:     }
                    472:     b3=tl*bit[24]+parseInt("0x"+conv.substr(0,6));
                    473:     b2=parseInt("0x"+conv.substr(6,8));
                    474:     b1=parseInt("0x"+conv.substr(14,8));
                    475:     b0=parseInt("0x"+conv.substr(22,8));
                    476: 
                    477: }
                    478: 
                    479: function crypted(text) {
                    480:     block(text);
                    481:     lblock=b0;
                    482:     ublock=b1;
                    483:     encrypt();
                    484:     b0=lblock;
                    485:     b1=ublock;
                    486:     lblock=b2;
                    487:     ublock=b3;
                    488:     encrypt();
                    489:     b2=lblock;
                    490:     b3=ublock;
                    491:     return(hexstring(b3)+hexstring(b2)+hexstring(b1)+hexstring(b0));
                    492: }
                    493: 
                    494: </script>

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