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1 : : // Copyright (c) 2025-present The Bitcoin Core developers
2 : : // Distributed under the MIT software license, see the accompanying
3 : : // file COPYING or http://www.opensource.org/licenses/mit-license.php.
4 : :
5 : : #ifndef BITCOIN_UTIL_OBFUSCATION_H
6 : : #define BITCOIN_UTIL_OBFUSCATION_H
7 : :
8 : : #include <cstdint>
9 : : #include <span.h>
10 : : #include <tinyformat.h>
11 : : #include <util/strencodings.h>
12 : :
13 : : #include <array>
14 : : #include <bit>
15 : : #include <climits>
16 : : #include <ios>
17 : : #include <memory>
18 : :
19 : : class Obfuscation
20 : : {
21 : : public:
22 : : using KeyType = uint64_t;
23 : : static constexpr size_t KEY_SIZE{sizeof(KeyType)};
24 : :
25 [ + - ]: 29618 : Obfuscation() { SetRotations(0); }
[ + - + - ]
[ + - + -
+ - ][ + -
+ - + - +
- + - + -
+ - + - +
- + - + -
+ - ][ + -
+ - + - +
- + - +
- ]
26 : 2725 : explicit Obfuscation(std::span<const std::byte, KEY_SIZE> key_bytes)
27 : 2725 : {
28 : 5450 : SetRotations(ToKey(key_bytes));
29 : 2725 : }
30 : :
31 [ - + ][ + + : 55360895 : operator bool() const { return m_rotations[0] != 0; }
+ + + + #
# ][ + - +
- + - +
- ]
32 : :
33 : 2014982 : void operator()(std::span<std::byte> target, size_t key_offset = 0) const
34 : : {
35 [ + + ]: 2014982 : if (!*this) return;
36 : :
37 [ + + ]: 1565833 : KeyType rot_key{m_rotations[key_offset % KEY_SIZE]}; // Continue obfuscation from where we left off
38 [ + + ]: 1565833 : if (target.size() > KEY_SIZE) {
39 : : // Obfuscate until KEY_SIZE alignment boundary
40 [ + + ]: 1123174 : if (const auto misalign{reinterpret_cast<uintptr_t>(target.data()) % KEY_SIZE}) {
41 : 361 : const size_t alignment{KEY_SIZE - misalign};
42 : 361 : XorWord(target.first(alignment), rot_key);
43 : :
44 : 361 : target = {std::assume_aligned<KEY_SIZE>(target.data() + alignment), target.size() - alignment};
45 : 361 : rot_key = m_rotations[(key_offset + alignment) % KEY_SIZE];
46 : : }
47 : : // Aligned obfuscation in 8*KEY_SIZE chunks
48 [ + + ]: 290455579 : for (constexpr auto unroll{8}; target.size() >= KEY_SIZE * unroll; target = target.subspan(KEY_SIZE * unroll)) {
49 [ + + ]: 2603991645 : for (size_t i{0}; i < unroll; ++i) {
50 : 2314659240 : XorWord(target.subspan(i * KEY_SIZE, KEY_SIZE), rot_key);
51 : : }
52 : : }
53 : : // Aligned obfuscation in KEY_SIZE chunks
54 [ + + ]: 4408154 : for (; target.size() >= KEY_SIZE; target = target.subspan(KEY_SIZE)) {
55 : 3284980 : XorWord(target.first<KEY_SIZE>(), rot_key);
56 : : }
57 : : }
58 : 1565833 : XorWord(target, rot_key);
59 : : }
60 : :
61 : : template <typename Stream>
62 : 1421 : void Serialize(Stream& s) const
63 : : {
64 : : // Use vector serialization for convenient compact size prefix.
65 : 1421 : std::vector<std::byte> bytes{KEY_SIZE};
66 [ + - ]: 1421 : std::memcpy(bytes.data(), &m_rotations[0], KEY_SIZE);
67 : 1421 : s << bytes;
68 : 1421 : }
69 : :
70 : : template <typename Stream>
71 : 1273 : void Unserialize(Stream& s)
72 : : {
73 : 1273 : std::vector<std::byte> bytes{KEY_SIZE};
74 [ - + ]: 1273 : s >> bytes;
75 [ - + - - : 1273 : if (bytes.size() != KEY_SIZE) throw std::ios_base::failure(strprintf("Obfuscation key size should be exactly %s bytes long", KEY_SIZE));
- - ]
76 : 2546 : SetRotations(ToKey(std::span<std::byte, KEY_SIZE>(bytes)));
77 : 1273 : }
78 : :
79 : 3214 : std::string HexKey() const
80 : : {
81 : 3214 : return HexStr(std::as_bytes(std::span{&m_rotations[0], 1}));
82 : : }
83 : :
84 : : private:
85 : : // Cached key rotations for different offsets.
86 : : std::array<KeyType, KEY_SIZE> m_rotations;
87 : :
88 : 33616 : void SetRotations(KeyType key)
89 : : {
90 [ + + ]: 302544 : for (size_t i{0}; i < KEY_SIZE; ++i) {
[ + + + + ]
[ + + + +
- - # # #
# # # #
# ][ + + +
+ + + +
+ ][ + + +
+ + + + +
+ + + + -
- ][ + + +
+ + + + +
+ + + + +
+ + + + +
+ + + + +
+ ][ + + +
+ + + + +
+ + + + +
+ + + + +
+ + + + ]
[ + + + +
+ + + + +
+ + + ]
91 : 268928 : int key_rotation_bits{int(CHAR_BIT * i)};
92 : 268928 : if constexpr (std::endian::native == std::endian::big) key_rotation_bits *= -1;
93 : 268928 : m_rotations[i] = std::rotr(key, key_rotation_bits);
94 : : }
95 : : }
96 : :
97 : 3998 : static KeyType ToKey(std::span<const std::byte, KEY_SIZE> key_span)
98 : : {
99 : 3998 : KeyType key{};
100 : 3998 : std::memcpy(&key, key_span.data(), KEY_SIZE);
101 : 3998 : return key;
102 : : }
103 : :
104 : 2319510414 : static void XorWord(std::span<std::byte> target, KeyType key)
105 : : {
106 [ - + ]: 2319510414 : assert(target.size() <= KEY_SIZE);
107 [ + + ]: 2319510414 : if (target.empty()) return;
108 : 2319249816 : KeyType raw{};
109 : 2319249816 : std::memcpy(&raw, target.data(), target.size());
110 : 2319249816 : raw ^= key;
111 : 2319249816 : std::memcpy(target.data(), &raw, target.size());
112 : : }
113 : : };
114 : :
115 : : #endif // BITCOIN_UTIL_OBFUSCATION_H
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