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827 daniel-mar 1
<?php
2
declare(strict_types=1);
3
namespace ParagonIE\ConstantTime;
4
 
874 daniel-mar 5
use InvalidArgumentException;
6
use RangeException;
7
use TypeError;
8
 
827 daniel-mar 9
/**
874 daniel-mar 10
 *  Copyright (c) 2016 - 2022 Paragon Initiative Enterprises.
827 daniel-mar 11
 *  Copyright (c) 2014 Steve "Sc00bz" Thomas (steve at tobtu dot com)
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 *  to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
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 *  OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
29
 *  SOFTWARE.
30
 */
31
 
32
/**
33
 * Class Base64
34
 * [A-Z][a-z][0-9]+/
35
 *
36
 * @package ParagonIE\ConstantTime
37
 */
38
abstract class Base64 implements EncoderInterface
39
{
40
    /**
41
     * Encode into Base64
42
     *
43
     * Base64 character set "[A-Z][a-z][0-9]+/"
44
     *
45
     * @param string $binString
46
     * @return string
874 daniel-mar 47
     *
48
     * @throws TypeError
827 daniel-mar 49
     */
50
    public static function encode(string $binString): string
51
    {
52
        return static::doEncode($binString, true);
53
    }
54
 
55
    /**
56
     * Encode into Base64, no = padding
57
     *
58
     * Base64 character set "[A-Z][a-z][0-9]+/"
59
     *
60
     * @param string $src
61
     * @return string
874 daniel-mar 62
     *
63
     * @throws TypeError
827 daniel-mar 64
     */
65
    public static function encodeUnpadded(string $src): string
66
    {
67
        return static::doEncode($src, false);
68
    }
69
 
70
    /**
71
     * @param string $src
72
     * @param bool $pad   Include = padding?
73
     * @return string
874 daniel-mar 74
     *
75
     * @throws TypeError
827 daniel-mar 76
     */
77
    protected static function doEncode(string $src, bool $pad = true): string
78
    {
79
        $dest = '';
80
        $srcLen = Binary::safeStrlen($src);
81
        // Main loop (no padding):
82
        for ($i = 0; $i + 3 <= $srcLen; $i += 3) {
83
            /** @var array<int, int> $chunk */
84
            $chunk = \unpack('C*', Binary::safeSubstr($src, $i, 3));
85
            $b0 = $chunk[1];
86
            $b1 = $chunk[2];
87
            $b2 = $chunk[3];
88
 
89
            $dest .=
90
                static::encode6Bits(               $b0 >> 2       ) .
91
                static::encode6Bits((($b0 << 4) | ($b1 >> 4)) & 63) .
92
                static::encode6Bits((($b1 << 2) | ($b2 >> 6)) & 63) .
93
                static::encode6Bits(  $b2                     & 63);
94
        }
95
        // The last chunk, which may have padding:
96
        if ($i < $srcLen) {
97
            /** @var array<int, int> $chunk */
98
            $chunk = \unpack('C*', Binary::safeSubstr($src, $i, $srcLen - $i));
99
            $b0 = $chunk[1];
100
            if ($i + 1 < $srcLen) {
101
                $b1 = $chunk[2];
102
                $dest .=
103
                    static::encode6Bits($b0 >> 2) .
104
                    static::encode6Bits((($b0 << 4) | ($b1 >> 4)) & 63) .
105
                    static::encode6Bits(($b1 << 2) & 63);
106
                if ($pad) {
107
                    $dest .= '=';
108
                }
109
            } else {
110
                $dest .=
111
                    static::encode6Bits( $b0 >> 2) .
112
                    static::encode6Bits(($b0 << 4) & 63);
113
                if ($pad) {
114
                    $dest .= '==';
115
                }
116
            }
117
        }
118
        return $dest;
119
    }
120
 
121
    /**
122
     * decode from base64 into binary
123
     *
124
     * Base64 character set "./[A-Z][a-z][0-9]"
125
     *
126
     * @param string $encodedString
127
     * @param bool $strictPadding
128
     * @return string
874 daniel-mar 129
     *
130
     * @throws RangeException
131
     * @throws TypeError
827 daniel-mar 132
     * @psalm-suppress RedundantCondition
133
     */
134
    public static function decode(string $encodedString, bool $strictPadding = false): string
135
    {
136
        // Remove padding
137
        $srcLen = Binary::safeStrlen($encodedString);
138
        if ($srcLen === 0) {
139
            return '';
140
        }
141
 
142
        if ($strictPadding) {
143
            if (($srcLen & 3) === 0) {
144
                if ($encodedString[$srcLen - 1] === '=') {
145
                    $srcLen--;
146
                    if ($encodedString[$srcLen - 1] === '=') {
147
                        $srcLen--;
148
                    }
149
                }
150
            }
151
            if (($srcLen & 3) === 1) {
874 daniel-mar 152
                throw new RangeException(
827 daniel-mar 153
                    'Incorrect padding'
154
                );
155
            }
156
            if ($encodedString[$srcLen - 1] === '=') {
874 daniel-mar 157
                throw new RangeException(
827 daniel-mar 158
                    'Incorrect padding'
159
                );
160
            }
161
        } else {
162
            $encodedString = \rtrim($encodedString, '=');
163
            $srcLen = Binary::safeStrlen($encodedString);
164
        }
165
 
166
        $err = 0;
167
        $dest = '';
168
        // Main loop (no padding):
169
        for ($i = 0; $i + 4 <= $srcLen; $i += 4) {
170
            /** @var array<int, int> $chunk */
171
            $chunk = \unpack('C*', Binary::safeSubstr($encodedString, $i, 4));
172
            $c0 = static::decode6Bits($chunk[1]);
173
            $c1 = static::decode6Bits($chunk[2]);
174
            $c2 = static::decode6Bits($chunk[3]);
175
            $c3 = static::decode6Bits($chunk[4]);
176
 
177
            $dest .= \pack(
178
                'CCC',
179
                ((($c0 << 2) | ($c1 >> 4)) & 0xff),
180
                ((($c1 << 4) | ($c2 >> 2)) & 0xff),
181
                ((($c2 << 6) |  $c3      ) & 0xff)
182
            );
183
            $err |= ($c0 | $c1 | $c2 | $c3) >> 8;
184
        }
185
        // The last chunk, which may have padding:
186
        if ($i < $srcLen) {
187
            /** @var array<int, int> $chunk */
188
            $chunk = \unpack('C*', Binary::safeSubstr($encodedString, $i, $srcLen - $i));
189
            $c0 = static::decode6Bits($chunk[1]);
190
 
191
            if ($i + 2 < $srcLen) {
192
                $c1 = static::decode6Bits($chunk[2]);
193
                $c2 = static::decode6Bits($chunk[3]);
194
                $dest .= \pack(
195
                    'CC',
196
                    ((($c0 << 2) | ($c1 >> 4)) & 0xff),
197
                    ((($c1 << 4) | ($c2 >> 2)) & 0xff)
198
                );
199
                $err |= ($c0 | $c1 | $c2) >> 8;
874 daniel-mar 200
                if ($strictPadding) {
201
                    $err |= ($c2 << 6) & 0xff;
202
                }
827 daniel-mar 203
            } elseif ($i + 1 < $srcLen) {
204
                $c1 = static::decode6Bits($chunk[2]);
205
                $dest .= \pack(
206
                    'C',
207
                    ((($c0 << 2) | ($c1 >> 4)) & 0xff)
208
                );
209
                $err |= ($c0 | $c1) >> 8;
874 daniel-mar 210
                if ($strictPadding) {
211
                    $err |= ($c1 << 4) & 0xff;
212
                }
827 daniel-mar 213
            } elseif ($strictPadding) {
214
                $err |= 1;
215
            }
216
        }
217
        $check = ($err === 0);
218
        if (!$check) {
874 daniel-mar 219
            throw new RangeException(
827 daniel-mar 220
                'Base64::decode() only expects characters in the correct base64 alphabet'
221
            );
222
        }
223
        return $dest;
224
    }
225
 
226
    /**
874 daniel-mar 227
     * @param string $encodedString
228
     * @return string
229
     */
230
    public static function decodeNoPadding(string $encodedString): string
231
    {
232
        $srcLen = Binary::safeStrlen($encodedString);
233
        if ($srcLen === 0) {
234
            return '';
235
        }
236
        if (($srcLen & 3) === 0) {
237
            if ($encodedString[$srcLen - 1] === '=') {
238
                throw new InvalidArgumentException(
239
                    "decodeNoPadding() doesn't tolerate padding"
240
                );
241
            }
242
            if (($srcLen & 3) > 1) {
243
                if ($encodedString[$srcLen - 2] === '=') {
244
                    throw new InvalidArgumentException(
245
                        "decodeNoPadding() doesn't tolerate padding"
246
                    );
247
                }
248
            }
249
        }
250
        return static::decode(
251
            $encodedString,
252
            true
253
        );
254
    }
255
 
256
    /**
827 daniel-mar 257
     * Uses bitwise operators instead of table-lookups to turn 6-bit integers
258
     * into 8-bit integers.
259
     *
260
     * Base64 character set:
261
     * [A-Z]      [a-z]      [0-9]      +     /
262
     * 0x41-0x5a, 0x61-0x7a, 0x30-0x39, 0x2b, 0x2f
263
     *
264
     * @param int $src
265
     * @return int
266
     */
267
    protected static function decode6Bits(int $src): int
268
    {
269
        $ret = -1;
270
 
271
        // if ($src > 0x40 && $src < 0x5b) $ret += $src - 0x41 + 1; // -64
272
        $ret += (((0x40 - $src) & ($src - 0x5b)) >> 8) & ($src - 64);
273
 
274
        // if ($src > 0x60 && $src < 0x7b) $ret += $src - 0x61 + 26 + 1; // -70
275
        $ret += (((0x60 - $src) & ($src - 0x7b)) >> 8) & ($src - 70);
276
 
277
        // if ($src > 0x2f && $src < 0x3a) $ret += $src - 0x30 + 52 + 1; // 5
278
        $ret += (((0x2f - $src) & ($src - 0x3a)) >> 8) & ($src + 5);
279
 
280
        // if ($src == 0x2b) $ret += 62 + 1;
281
        $ret += (((0x2a - $src) & ($src - 0x2c)) >> 8) & 63;
282
 
283
        // if ($src == 0x2f) ret += 63 + 1;
284
        $ret += (((0x2e - $src) & ($src - 0x30)) >> 8) & 64;
285
 
286
        return $ret;
287
    }
288
 
289
    /**
290
     * Uses bitwise operators instead of table-lookups to turn 8-bit integers
291
     * into 6-bit integers.
292
     *
293
     * @param int $src
294
     * @return string
295
     */
296
    protected static function encode6Bits(int $src): string
297
    {
298
        $diff = 0x41;
299
 
300
        // if ($src > 25) $diff += 0x61 - 0x41 - 26; // 6
301
        $diff += ((25 - $src) >> 8) & 6;
302
 
303
        // if ($src > 51) $diff += 0x30 - 0x61 - 26; // -75
304
        $diff -= ((51 - $src) >> 8) & 75;
305
 
306
        // if ($src > 61) $diff += 0x2b - 0x30 - 10; // -15
307
        $diff -= ((61 - $src) >> 8) & 15;
308
 
309
        // if ($src > 62) $diff += 0x2f - 0x2b - 1; // 3
310
        $diff += ((62 - $src) >> 8) & 3;
311
 
312
        return \pack('C', $src + $diff);
313
    }
314
}