ajout tp2

README.md

@@ -8,7 +8,9 @@ Cryptographie - Outils et algorithmes
 - cm : [LFSR, Chiffrements par bloc, algorithmes à clefs symétriques](cours/crypto.pdf). 
 - td : [Généralités, chiffrements par flot](td/td1.pdf)
 - tp : [Chiffrement ECB, lfsr, xtea](tp/tp1)
+
 #### Semaine 2
 - cm : [Algorithmes à clefs symétriques, Hachages](cours/crypto.pdf). 
 - td : [Chiffrements symétriques par blocs et modes](td/td2.pdf)
+- tp : [Substitution-Permutation-Network](tp/tp2)
 

tp/tp2/README.md

@@ -0,0 +1,95 @@
+# TP2
+
+> Dans ce tp, on implémente un algorithme de chiffrement par Blocs basé
+> sur un réseau de permutation-substitution (SPN), en mode ECB.
+
+
+### SPN
+
+<div align="center">
+<img src="./img/spn.png">
+</div>   
+
+
+
+Ces algorithmes utilisent en entrée une clé, et applique à chaque bloc
+plusieurs tours constitués de boîtes de substitutions (S-Box) et de
+boîtes de permutations (P-Box).
+
+-   Une **S-Box** substitue à un ensemble de bits un autre ensembe de
+    bits (transormation bijective).
+-   Une **P-Box** est une permutation de bits. Elle prend la sortie
+    d'une S-Box, permutte les bits, et les transmet à une S-box au tour
+    d'après.
+-   A chaque tour, on combine le bloc avec la clé (ici un xor).
+
+#### implantation
+
+
+
+-   la taille de bloc est 8 bits,
+-   le bloc est découpé en 2 sous-blocs de 4 bits chacun,
+-   la taille de la clef est 24 bits,
+-   la clef est décomposée en 3 sous-clefs de 8 bits chacun,
+-   le nombre de tours est égale à 2,
+-   les substitutions et les permutations sont les mêmes à chaque tour.
+
+Remarques
+
+On représentera dans le programme une substitution par un tableau
+d'entiers (unsigned char) de taille 16.
+
+```c
+unsigned char s[]={14,3,2,10,12,11,15,9,0,4,7,13,1,8,6,5}
+```
+
+Ainsi, le bloc binaire 0011, qui vaut 3, sera remplacé par 1010 car `s[3]=10`
+
+On représentera une permutation par un tableau d'entiers (`unisgned char`) de taille 16.
+
+```
+unsigned char perm[8]={5,0,4,6,7,1,2,3};
+```
+
+Ainsi, le bit de poids faible (rang 0) est placé au rang 5.
+
+#### Votre travail
+
+1.  Ecrivez les fonctions suivantes, qui implantent le spn décrit ci-dessus.
+
+    ```c
+    #ifndef _SPN_H
+    #define _SPN_H
+
+    unsigned char do_perm(unsigned char w,unsigned char perm[16]);
+    unsigned char do_subst(unsigned char w,unsigned char subst[16]);
+
+    unsigned char encrypt(
+		 unsigned short w,
+		 unsigned int key,
+		 unsigned char perm[8],
+		 unsigned char subst[16]
+	);
+
+    unsigned char decrypt(
+		 unsigned short w,
+		 unsigned int key,
+		 unsigned char perm[8],
+		 unsigned char subst[16]
+	);
+
+    #endif
+    ```
+
+2.  Ecrivez des programmes spn-encrypt-file.c , spn-decrypt-file.c qui
+    implantent le SPN décrit ci-dessus. Les deux prennent sur la ligne de
+    commande :
+
+     - "nom fichier codé" et "nom fichier décodé "
+	 - la clef
+
+    La permutation et la substitution seront codées en dur dans les programmes.
+	
+	Testez vos programmes sur un exemple à vous. 
+
+3. Passez vos deux programmes en mode CBC.

tp/tp2/src/Makefile

@@ -0,0 +1,17 @@
+all : spn-encrypt-file spn-decrypt-file
+
+spn-encrypt-file.o : spn-encrypt-file.c
+	gcc -c spn-encrypt-file.c
+
+spn-decrypt-file.o : spn-decrypt-file.c
+	gcc -c spn-decrypt-file.c
+
+
+./lib/spn.o:./lib/spn.c
+	gcc -c ./lib/spn.c -o ./lib/spn.o
+
+spn-encrypt-file : ./lib/spn.o spn-encrypt-file.o
+	gcc -o spn-encrypt-file ./lib/spn.o spn-encrypt-file.o
+
+spn-decrypt-file : ./lib/spn.o spn-decrypt-file.o
+	gcc -o spn-decrypt-file ./lib/spn.o spn-decrypt-file.o

tp/tp2/src/lib/spn.c

@@ -0,0 +1,66 @@
+#include "spn.h"
+
+void calc_inv_perm(unsigned char perm[8],unsigned char inv_perm[8])
+{
+	// TODO
+}
+
+void calc_inv_subst(unsigned char subst[16],unsigned char inv_subst[16])
+{
+	// TODO
+}
+
+unsigned char do_perm(unsigned char w,unsigned char perm[8])
+{
+	unsigned char pw = 0; // permuted byte
+	int i;
+	unsigned char mask = 0x1;
+	unsigned char bit;
+	unsigned char place;
+
+	for(i=0;i<8;i++){
+		bit=w&mask;
+		place=perm[i];
+		pw |= bit<<place;
+		w>>=1;
+	}
+
+	return pw;
+}
+
+unsigned char do_subst(unsigned char w,unsigned char subst[16])
+{
+	unsigned char sw=0;
+
+	// TODO
+	return sw;
+}
+
+unsigned char encrypt(
+		unsigned char w, 
+		unsigned  key,
+		unsigned char perm[8],
+		unsigned char subst[16])
+{
+	unsigned char k0=key&0xff;
+	unsigned char k1=(key>>8)&0xff;
+	unsigned char k2=(key>>16)&0xff;
+
+	// TODO
+
+	return w;
+}
+unsigned char decrypt(
+		unsigned char w, 
+		unsigned short key,
+		unsigned char perm[8],
+		unsigned char subst[16])
+{
+	unsigned char k0=key&0xff;
+	unsigned char k1=(key>>8)&0xff;
+	unsigned char k2=(key>>16)&0xff;
+
+	// TODO
+
+}
+

tp/tp2/src/lib/spn.h

@@ -0,0 +1,24 @@
+#ifndef _SPN_H
+#define _SPN_H
+
+void calc_inv_perm(unsigned char perm[8],unsigned char inv_perm[8]);
+void calc_inv_subst(unsigned char subst[16],unsigned char inv_subst[16]);
+
+unsigned char do_perm(unsigned char w,unsigned char perm[8]);
+unsigned char do_subst(unsigned char w,unsigned char subst[16]);
+ 
+unsigned char encrypt(
+		unsigned char w, 
+		unsigned int key,
+		unsigned char perm[8],
+		unsigned char subst[16]
+		);
+ 
+unsigned char decrypt(
+		unsigned char w, 
+		unsigned int key,
+		unsigned char perm[8],
+		unsigned char subst[16]
+		);
+ 
+#endif

tp/tp2/src/spn-decrypt-file.c

@@ -0,0 +1,65 @@
+#include <stdio.h>
+#include <assert.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <unistd.h>
+#include <fcntl.h>
+#include "./lib/spn.h"
+
+void randomize (unsigned char arr[], int n) 
+{ 
+	unsigned char tmp;
+	for (int i = n - 1; i > 0; i--) 
+	{ 
+		// Pick a random index from 0 to i 
+		int j = rand() % (i + 1); 
+
+		// Swap arr[i] with the element 
+		// at random index 
+		//        swap(&arr[i], &arr[j]); 
+		tmp = arr[i];
+		arr[i] = arr[j];
+		arr[j] = tmp;
+	} 
+} 
+
+
+int main(int argc, char *argv[])
+{
+	int fd_in,fd_out;
+	unsigned int key;
+	unsigned char perm[8] = {0,1,2,3,4,5,6,7};
+	unsigned char subst[16] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15};
+
+	unsigned char inv_perm[8]; 
+	unsigned char inv_subst[16];
+
+	unsigned char buf;
+
+	assert(argc == 4);
+
+	srand(0);	
+
+	randomize(perm,8);
+	randomize(subst,16);
+	calc_inv_perm(perm,inv_perm);
+	calc_inv_subst(subst,inv_subst);
+
+
+
+	fd_in = open(argv[1],O_RDONLY);
+	fd_out = open(argv[2],O_WRONLY|O_TRUNC|O_CREAT,0600);
+	key = (unsigned int)strtol(argv[3],NULL,0);
+
+
+	while(1){
+		ssize_t nb = read(fd_in, &buf, 1);
+		if (nb <=0)
+			break;
+		buf = decrypt(buf, key, inv_perm, inv_subst);
+		write(fd_out, &buf, 1);	
+	}
+	close(fd_in);
+	close(fd_out);
+
+	return 0;
+}

tp/tp2/src/spn-encrypt-file.c

@@ -0,0 +1,58 @@
+#include <stdio.h>
+#include <assert.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <unistd.h>
+#include <fcntl.h>
+#include "./lib/spn.h"
+
+void randomize (unsigned char arr[], int n) 
+{ 
+	unsigned char tmp;
+	for (int i = n - 1; i > 0; i--) 
+	{ 
+		// Pick a random index from 0 to i 
+		int j = rand() % (i + 1); 
+
+		// Swap arr[i] with the element 
+		// at random index 
+		//        swap(&arr[i], &arr[j]); 
+		tmp = arr[i];
+		arr[i] = arr[j];
+		arr[j] = tmp;
+	} 
+} 
+
+
+int main(int argc, char *argv[])
+{
+	int fd_in,fd_out;
+	unsigned int key;
+	unsigned char perm[8] = {0,1,2,3,4,5,6,7};
+	unsigned char subst[16] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15};
+	unsigned char buf;
+
+	assert(argc == 4);
+
+	srand(0);	
+	randomize(perm,8);
+	randomize(subst,16);
+
+
+	fd_in = open(argv[1],O_RDONLY);
+	fd_out = open(argv[2],O_WRONLY|O_TRUNC|O_CREAT,0600);
+
+	key = (unsigned int)strtol(argv[3],NULL,0);
+
+	while(1){
+		ssize_t nb = read(fd_in, &buf, 1);
+		if (nb <=0)
+			break;
+
+		buf = encrypt(buf, key, perm, subst);
+		write(fd_out, &buf, 1);	
+	}
+	close(fd_in);
+	close(fd_out);
+
+	return 0;
+}