crypto/blake2b_generic.c

   1 // SPDX-License-Identifier: (GPL-2.0-only OR Apache-2.0)
   2 /*
   3  * Generic implementation of the BLAKE2b digest algorithm.  Based on the BLAKE2b
   4  * reference implementation, but it has been heavily modified for use in the
   5  * kernel.  The reference implementation was:
   6  *
   7  *      Copyright 2012, Samuel Neves <sneves@dei.uc.pt>.  You may use this under
   8  *      the terms of the CC0, the OpenSSL Licence, or the Apache Public License
   9  *      2.0, at your option.  The terms of these licenses can be found at:
  10  *
  11  *      - CC0 1.0 Universal : http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0
  12  *      - OpenSSL license   : https://www.openssl.org/source/license.html
  13  *      - Apache 2.0        : https://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
  14  *
  15  * More information about BLAKE2 can be found at https://blake2.net.
  16  */
  17
  18 #include <asm/unaligned.h>
  19 #include <linux/module.h>
  20 #include <linux/kernel.h>
  21 #include <linux/bitops.h>
  22 #include <crypto/internal/blake2b.h>
  23 #include <crypto/internal/hash.h>
  24
  25 static const u8 blake2b_sigma[12][16] = {
  26         {  0,  1,  2,  3,  4,  5,  6,  7,  8,  9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 },
  27         { 14, 10,  4,  8,  9, 15, 13,  6,  1, 12,  0,  2, 11,  7,  5,  3 },
  28         { 11,  8, 12,  0,  5,  2, 15, 13, 10, 14,  3,  6,  7,  1,  9,  4 },
  29         {  7,  9,  3,  1, 13, 12, 11, 14,  2,  6,  5, 10,  4,  0, 15,  8 },
  30         {  9,  0,  5,  7,  2,  4, 10, 15, 14,  1, 11, 12,  6,  8,  3, 13 },
  31         {  2, 12,  6, 10,  0, 11,  8,  3,  4, 13,  7,  5, 15, 14,  1,  9 },
  32         { 12,  5,  1, 15, 14, 13,  4, 10,  0,  7,  6,  3,  9,  2,  8, 11 },
  33         { 13, 11,  7, 14, 12,  1,  3,  9,  5,  0, 15,  4,  8,  6,  2, 10 },
  34         {  6, 15, 14,  9, 11,  3,  0,  8, 12,  2, 13,  7,  1,  4, 10,  5 },
  35         { 10,  2,  8,  4,  7,  6,  1,  5, 15, 11,  9, 14,  3, 12, 13,  0 },
  36         {  0,  1,  2,  3,  4,  5,  6,  7,  8,  9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 },
  37         { 14, 10,  4,  8,  9, 15, 13,  6,  1, 12,  0,  2, 11,  7,  5,  3 }
  38 };
  39
  40 static void blake2b_increment_counter(struct blake2b_state *S, const u64 inc)
  41 {
  42         S->t[0] += inc;
  43         S->t[1] += (S->t[0] < inc);
  44 }
  45
  46 #define G(r,i,a,b,c,d)                                  \
  47         do {                                            \
  48                 a = a + b + m[blake2b_sigma[r][2*i+0]]; \
  49                 d = ror64(d ^ a, 32);                   \
  50                 c = c + d;                              \
  51                 b = ror64(b ^ c, 24);                   \
  52                 a = a + b + m[blake2b_sigma[r][2*i+1]]; \
  53                 d = ror64(d ^ a, 16);                   \
  54                 c = c + d;                              \
  55                 b = ror64(b ^ c, 63);                   \
  56         } while (0)
  57
  58 #define ROUND(r)                                \
  59         do {                                    \
  60                 G(r,0,v[ 0],v[ 4],v[ 8],v[12]); \
  61                 G(r,1,v[ 1],v[ 5],v[ 9],v[13]); \
  62                 G(r,2,v[ 2],v[ 6],v[10],v[14]); \
  63                 G(r,3,v[ 3],v[ 7],v[11],v[15]); \
  64                 G(r,4,v[ 0],v[ 5],v[10],v[15]); \
  65                 G(r,5,v[ 1],v[ 6],v[11],v[12]); \
  66                 G(r,6,v[ 2],v[ 7],v[ 8],v[13]); \
  67                 G(r,7,v[ 3],v[ 4],v[ 9],v[14]); \
  68         } while (0)
  69
  70 static void blake2b_compress_one_generic(struct blake2b_state *S,
  71                                          const u8 block[BLAKE2B_BLOCK_SIZE])
  72 {
  73         u64 m[16];
  74         u64 v[16];
  75         size_t i;
  76
  77         for (i = 0; i < 16; ++i)
  78                 m[i] = get_unaligned_le64(block + i * sizeof(m[i]));
  79
  80         for (i = 0; i < 8; ++i)
  81                 v[i] = S->h[i];
  82
  83         v[ 8] = BLAKE2B_IV0;
  84         v[ 9] = BLAKE2B_IV1;
  85         v[10] = BLAKE2B_IV2;
  86         v[11] = BLAKE2B_IV3;
  87         v[12] = BLAKE2B_IV4 ^ S->t[0];
  88         v[13] = BLAKE2B_IV5 ^ S->t[1];
  89         v[14] = BLAKE2B_IV6 ^ S->f[0];
  90         v[15] = BLAKE2B_IV7 ^ S->f[1];
  91
  92         ROUND(0);
  93         ROUND(1);
  94         ROUND(2);
  95         ROUND(3);
  96         ROUND(4);
  97         ROUND(5);
  98         ROUND(6);
  99         ROUND(7);
 100         ROUND(8);
 101         ROUND(9);
 102         ROUND(10);
 103         ROUND(11);
 104 #ifdef CONFIG_CC_IS_CLANG
 105 #pragma nounroll /* https://bugs.llvm.org/show_bug.cgi?id=45803 */
 106 #endif
 107         for (i = 0; i < 8; ++i)
 108                 S->h[i] = S->h[i] ^ v[i] ^ v[i + 8];
 109 }
 110
 111 #undef G
 112 #undef ROUND
 113
 114 void blake2b_compress_generic(struct blake2b_state *state,
 115                               const u8 *block, size_t nblocks, u32 inc)
 116 {
 117         do {
 118                 blake2b_increment_counter(state, inc);
 119                 blake2b_compress_one_generic(state, block);
 120                 block += BLAKE2B_BLOCK_SIZE;
 121         } while (--nblocks);
 122 }
 123 EXPORT_SYMBOL(blake2b_compress_generic);
 124
 125 static int crypto_blake2b_update_generic(struct shash_desc *desc,
 126                                          const u8 *in, unsigned int inlen)
 127 {
 128         return crypto_blake2b_update(desc, in, inlen, blake2b_compress_generic);
 129 }
 130
 131 static int crypto_blake2b_final_generic(struct shash_desc *desc, u8 *out)
 132 {
 133         return crypto_blake2b_final(desc, out, blake2b_compress_generic);
 134 }
 135
 136 #define BLAKE2B_ALG(name, driver_name, digest_size)                     \
 137         {                                                               \
 138                 .base.cra_name          = name,                         \
 139                 .base.cra_driver_name   = driver_name,                  \
 140                 .base.cra_priority      = 100,                          \
 141                 .base.cra_flags         = CRYPTO_ALG_OPTIONAL_KEY,      \
 142                 .base.cra_blocksize     = BLAKE2B_BLOCK_SIZE,           \
 143                 .base.cra_ctxsize       = sizeof(struct blake2b_tfm_ctx), \
 144                 .base.cra_module        = THIS_MODULE,                  \
 145                 .digestsize             = digest_size,                  \
 146                 .setkey                 = crypto_blake2b_setkey,        \
 147                 .init                   = crypto_blake2b_init,          \
 148                 .update                 = crypto_blake2b_update_generic, \
 149                 .final                  = crypto_blake2b_final_generic, \
 150                 .descsize               = sizeof(struct blake2b_state), \
 151         }
 152
 153 static struct shash_alg blake2b_algs[] = {
 154         BLAKE2B_ALG("blake2b-160", "blake2b-160-generic",
 155                     BLAKE2B_160_HASH_SIZE),
 156         BLAKE2B_ALG("blake2b-256", "blake2b-256-generic",
 157                     BLAKE2B_256_HASH_SIZE),
 158         BLAKE2B_ALG("blake2b-384", "blake2b-384-generic",
 159                     BLAKE2B_384_HASH_SIZE),
 160         BLAKE2B_ALG("blake2b-512", "blake2b-512-generic",
 161                     BLAKE2B_512_HASH_SIZE),
 162 };
 163
 164 static int __init blake2b_mod_init(void)
 165 {
 166         return crypto_register_shashes(blake2b_algs, ARRAY_SIZE(blake2b_algs));
 167 }
 168
 169 static void __exit blake2b_mod_fini(void)
 170 {
 171         crypto_unregister_shashes(blake2b_algs, ARRAY_SIZE(blake2b_algs));
 172 }
 173
 174 subsys_initcall(blake2b_mod_init);
 175 module_exit(blake2b_mod_fini);
 176
 177 MODULE_AUTHOR("David Sterba <kdave@kernel.org>");
 178 MODULE_DESCRIPTION("BLAKE2b generic implementation");
 179 MODULE_LICENSE("GPL");
 180 MODULE_ALIAS_CRYPTO("blake2b-160");
 181 MODULE_ALIAS_CRYPTO("blake2b-160-generic");
 182 MODULE_ALIAS_CRYPTO("blake2b-256");
 183 MODULE_ALIAS_CRYPTO("blake2b-256-generic");
 184 MODULE_ALIAS_CRYPTO("blake2b-384");
 185 MODULE_ALIAS_CRYPTO("blake2b-384-generic");
 186 MODULE_ALIAS_CRYPTO("blake2b-512");
 187 MODULE_ALIAS_CRYPTO("blake2b-512-generic");