crypto/sha256_generic.c

   1 /*
   2  * Cryptographic API.
   3  *
   4  * SHA-256, as specified in
   5  * http://csrc.nist.gov/groups/STM/cavp/documents/shs/sha256-384-512.pdf
   6  *
   7  * SHA-256 code by Jean-Luc Cooke <jlcooke@certainkey.com>.
   8  *
   9  * Copyright (c) Jean-Luc Cooke <jlcooke@certainkey.com>
  10  * Copyright (c) Andrew McDonald <andrew@mcdonald.org.uk>
  11  * Copyright (c) 2002 James Morris <jmorris@intercode.com.au>
  12  * SHA224 Support Copyright 2007 Intel Corporation <jonathan.lynch@intel.com>
  13  *
  14  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
  15  * under the terms of the GNU General Public License as published by the Free
  16  * Software Foundation; either version 2 of the License, or (at your option)
  17  * any later version.
  18  *
  19  */
  20 #include <crypto/internal/hash.h>
  21 #include <linux/init.h>
  22 #include <linux/module.h>
  23 #include <linux/mm.h>
  24 #include <linux/types.h>
  25 #include <crypto/sha.h>
  26 #include <crypto/sha256_base.h>
  27 #include <asm/byteorder.h>
  28 #include <asm/unaligned.h>
  29
  30 static inline u32 Ch(u32 x, u32 y, u32 z)
  31 {
  32         return z ^ (x & (y ^ z));
  33 }
  34
  35 static inline u32 Maj(u32 x, u32 y, u32 z)
  36 {
  37         return (x & y) | (z & (x | y));
  38 }
  39
  40 #define e0(x)       (ror32(x, 2) ^ ror32(x,13) ^ ror32(x,22))
  41 #define e1(x)       (ror32(x, 6) ^ ror32(x,11) ^ ror32(x,25))
  42 #define s0(x)       (ror32(x, 7) ^ ror32(x,18) ^ (x >> 3))
  43 #define s1(x)       (ror32(x,17) ^ ror32(x,19) ^ (x >> 10))
  44
  45 static inline void LOAD_OP(int I, u32 *W, const u8 *input)
  46 {
  47         W[I] = get_unaligned_be32((__u32 *)input + I);
  48 }
  49
  50 static inline void BLEND_OP(int I, u32 *W)
  51 {
  52         W[I] = s1(W[I-2]) + W[I-7] + s0(W[I-15]) + W[I-16];
  53 }
  54
  55 static void sha256_transform(u32 *state, const u8 *input)
  56 {
  57         u32 a, b, c, d, e, f, g, h, t1, t2;
  58         u32 W[64];
  59         int i;
  60
  61         /* load the input */
  62         for (i = 0; i < 16; i++)
  63                 LOAD_OP(i, W, input);
  64
  65         /* now blend */
  66         for (i = 16; i < 64; i++)
  67                 BLEND_OP(i, W);
  68
  69         /* load the state into our registers */
  70         a=state[0];  b=state[1];  c=state[2];  d=state[3];
  71         e=state[4];  f=state[5];  g=state[6];  h=state[7];
  72
  73         /* now iterate */
  74         t1 = h + e1(e) + Ch(e,f,g) + 0x428a2f98 + W[ 0];
  75         t2 = e0(a) + Maj(a,b,c);    d+=t1;    h=t1+t2;
  76         t1 = g + e1(d) + Ch(d,e,f) + 0x71374491 + W[ 1];
  77         t2 = e0(h) + Maj(h,a,b);    c+=t1;    g=t1+t2;
  78         t1 = f + e1(c) + Ch(c,d,e) + 0xb5c0fbcf + W[ 2];
  79         t2 = e0(g) + Maj(g,h,a);    b+=t1;    f=t1+t2;
  80         t1 = e + e1(b) + Ch(b,c,d) + 0xe9b5dba5 + W[ 3];
  81         t2 = e0(f) + Maj(f,g,h);    a+=t1;    e=t1+t2;
  82         t1 = d + e1(a) + Ch(a,b,c) + 0x3956c25b + W[ 4];
  83         t2 = e0(e) + Maj(e,f,g);    h+=t1;    d=t1+t2;
  84         t1 = c + e1(h) + Ch(h,a,b) + 0x59f111f1 + W[ 5];
  85         t2 = e0(d) + Maj(d,e,f);    g+=t1;    c=t1+t2;
  86         t1 = b + e1(g) + Ch(g,h,a) + 0x923f82a4 + W[ 6];
  87         t2 = e0(c) + Maj(c,d,e);    f+=t1;    b=t1+t2;
  88         t1 = a + e1(f) + Ch(f,g,h) + 0xab1c5ed5 + W[ 7];
  89         t2 = e0(b) + Maj(b,c,d);    e+=t1;    a=t1+t2;
  90
  91         t1 = h + e1(e) + Ch(e,f,g) + 0xd807aa98 + W[ 8];
  92         t2 = e0(a) + Maj(a,b,c);    d+=t1;    h=t1+t2;
  93         t1 = g + e1(d) + Ch(d,e,f) + 0x12835b01 + W[ 9];
  94         t2 = e0(h) + Maj(h,a,b);    c+=t1;    g=t1+t2;
  95         t1 = f + e1(c) + Ch(c,d,e) + 0x243185be + W[10];
  96         t2 = e0(g) + Maj(g,h,a);    b+=t1;    f=t1+t2;
  97         t1 = e + e1(b) + Ch(b,c,d) + 0x550c7dc3 + W[11];
  98         t2 = e0(f) + Maj(f,g,h);    a+=t1;    e=t1+t2;
  99         t1 = d + e1(a) + Ch(a,b,c) + 0x72be5d74 + W[12];
 100         t2 = e0(e) + Maj(e,f,g);    h+=t1;    d=t1+t2;
 101         t1 = c + e1(h) + Ch(h,a,b) + 0x80deb1fe + W[13];
 102         t2 = e0(d) + Maj(d,e,f);    g+=t1;    c=t1+t2;
 103         t1 = b + e1(g) + Ch(g,h,a) + 0x9bdc06a7 + W[14];
 104         t2 = e0(c) + Maj(c,d,e);    f+=t1;    b=t1+t2;
 105         t1 = a + e1(f) + Ch(f,g,h) + 0xc19bf174 + W[15];
 106         t2 = e0(b) + Maj(b,c,d);    e+=t1;    a=t1+t2;
 107
 108         t1 = h + e1(e) + Ch(e,f,g) + 0xe49b69c1 + W[16];
 109         t2 = e0(a) + Maj(a,b,c);    d+=t1;    h=t1+t2;
 110         t1 = g + e1(d) + Ch(d,e,f) + 0xefbe4786 + W[17];
 111         t2 = e0(h) + Maj(h,a,b);    c+=t1;    g=t1+t2;
 112         t1 = f + e1(c) + Ch(c,d,e) + 0x0fc19dc6 + W[18];
 113         t2 = e0(g) + Maj(g,h,a);    b+=t1;    f=t1+t2;
 114         t1 = e + e1(b) + Ch(b,c,d) + 0x240ca1cc + W[19];
 115         t2 = e0(f) + Maj(f,g,h);    a+=t1;    e=t1+t2;
 116         t1 = d + e1(a) + Ch(a,b,c) + 0x2de92c6f + W[20];
 117         t2 = e0(e) + Maj(e,f,g);    h+=t1;    d=t1+t2;
 118         t1 = c + e1(h) + Ch(h,a,b) + 0x4a7484aa + W[21];
 119         t2 = e0(d) + Maj(d,e,f);    g+=t1;    c=t1+t2;
 120         t1 = b + e1(g) + Ch(g,h,a) + 0x5cb0a9dc + W[22];
 121         t2 = e0(c) + Maj(c,d,e);    f+=t1;    b=t1+t2;
 122         t1 = a + e1(f) + Ch(f,g,h) + 0x76f988da + W[23];
 123         t2 = e0(b) + Maj(b,c,d);    e+=t1;    a=t1+t2;
 124
 125         t1 = h + e1(e) + Ch(e,f,g) + 0x983e5152 + W[24];
 126         t2 = e0(a) + Maj(a,b,c);    d+=t1;    h=t1+t2;
 127         t1 = g + e1(d) + Ch(d,e,f) + 0xa831c66d + W[25];
 128         t2 = e0(h) + Maj(h,a,b);    c+=t1;    g=t1+t2;
 129         t1 = f + e1(c) + Ch(c,d,e) + 0xb00327c8 + W[26];
 130         t2 = e0(g) + Maj(g,h,a);    b+=t1;    f=t1+t2;
 131         t1 = e + e1(b) + Ch(b,c,d) + 0xbf597fc7 + W[27];
 132         t2 = e0(f) + Maj(f,g,h);    a+=t1;    e=t1+t2;
 133         t1 = d + e1(a) + Ch(a,b,c) + 0xc6e00bf3 + W[28];
 134         t2 = e0(e) + Maj(e,f,g);    h+=t1;    d=t1+t2;
 135         t1 = c + e1(h) + Ch(h,a,b) + 0xd5a79147 + W[29];
 136         t2 = e0(d) + Maj(d,e,f);    g+=t1;    c=t1+t2;
 137         t1 = b + e1(g) + Ch(g,h,a) + 0x06ca6351 + W[30];
 138         t2 = e0(c) + Maj(c,d,e);    f+=t1;    b=t1+t2;
 139         t1 = a + e1(f) + Ch(f,g,h) + 0x14292967 + W[31];
 140         t2 = e0(b) + Maj(b,c,d);    e+=t1;    a=t1+t2;
 141
 142         t1 = h + e1(e) + Ch(e,f,g) + 0x27b70a85 + W[32];
 143         t2 = e0(a) + Maj(a,b,c);    d+=t1;    h=t1+t2;
 144         t1 = g + e1(d) + Ch(d,e,f) + 0x2e1b2138 + W[33];
 145         t2 = e0(h) + Maj(h,a,b);    c+=t1;    g=t1+t2;
 146         t1 = f + e1(c) + Ch(c,d,e) + 0x4d2c6dfc + W[34];
 147         t2 = e0(g) + Maj(g,h,a);    b+=t1;    f=t1+t2;
 148         t1 = e + e1(b) + Ch(b,c,d) + 0x53380d13 + W[35];
 149         t2 = e0(f) + Maj(f,g,h);    a+=t1;    e=t1+t2;
 150         t1 = d + e1(a) + Ch(a,b,c) + 0x650a7354 + W[36];
 151         t2 = e0(e) + Maj(e,f,g);    h+=t1;    d=t1+t2;
 152         t1 = c + e1(h) + Ch(h,a,b) + 0x766a0abb + W[37];
 153         t2 = e0(d) + Maj(d,e,f);    g+=t1;    c=t1+t2;
 154         t1 = b + e1(g) + Ch(g,h,a) + 0x81c2c92e + W[38];
 155         t2 = e0(c) + Maj(c,d,e);    f+=t1;    b=t1+t2;
 156         t1 = a + e1(f) + Ch(f,g,h) + 0x92722c85 + W[39];
 157         t2 = e0(b) + Maj(b,c,d);    e+=t1;    a=t1+t2;
 158
 159         t1 = h + e1(e) + Ch(e,f,g) + 0xa2bfe8a1 + W[40];
 160         t2 = e0(a) + Maj(a,b,c);    d+=t1;    h=t1+t2;
 161         t1 = g + e1(d) + Ch(d,e,f) + 0xa81a664b + W[41];
 162         t2 = e0(h) + Maj(h,a,b);    c+=t1;    g=t1+t2;
 163         t1 = f + e1(c) + Ch(c,d,e) + 0xc24b8b70 + W[42];
 164         t2 = e0(g) + Maj(g,h,a);    b+=t1;    f=t1+t2;
 165         t1 = e + e1(b) + Ch(b,c,d) + 0xc76c51a3 + W[43];
 166         t2 = e0(f) + Maj(f,g,h);    a+=t1;    e=t1+t2;
 167         t1 = d + e1(a) + Ch(a,b,c) + 0xd192e819 + W[44];
 168         t2 = e0(e) + Maj(e,f,g);    h+=t1;    d=t1+t2;
 169         t1 = c + e1(h) + Ch(h,a,b) + 0xd6990624 + W[45];
 170         t2 = e0(d) + Maj(d,e,f);    g+=t1;    c=t1+t2;
 171         t1 = b + e1(g) + Ch(g,h,a) + 0xf40e3585 + W[46];
 172         t2 = e0(c) + Maj(c,d,e);    f+=t1;    b=t1+t2;
 173         t1 = a + e1(f) + Ch(f,g,h) + 0x106aa070 + W[47];
 174         t2 = e0(b) + Maj(b,c,d);    e+=t1;    a=t1+t2;
 175
 176         t1 = h + e1(e) + Ch(e,f,g) + 0x19a4c116 + W[48];
 177         t2 = e0(a) + Maj(a,b,c);    d+=t1;    h=t1+t2;
 178         t1 = g + e1(d) + Ch(d,e,f) + 0x1e376c08 + W[49];
 179         t2 = e0(h) + Maj(h,a,b);    c+=t1;    g=t1+t2;
 180         t1 = f + e1(c) + Ch(c,d,e) + 0x2748774c + W[50];
 181         t2 = e0(g) + Maj(g,h,a);    b+=t1;    f=t1+t2;
 182         t1 = e + e1(b) + Ch(b,c,d) + 0x34b0bcb5 + W[51];
 183         t2 = e0(f) + Maj(f,g,h);    a+=t1;    e=t1+t2;
 184         t1 = d + e1(a) + Ch(a,b,c) + 0x391c0cb3 + W[52];
 185         t2 = e0(e) + Maj(e,f,g);    h+=t1;    d=t1+t2;
 186         t1 = c + e1(h) + Ch(h,a,b) + 0x4ed8aa4a + W[53];
 187         t2 = e0(d) + Maj(d,e,f);    g+=t1;    c=t1+t2;
 188         t1 = b + e1(g) + Ch(g,h,a) + 0x5b9cca4f + W[54];
 189         t2 = e0(c) + Maj(c,d,e);    f+=t1;    b=t1+t2;
 190         t1 = a + e1(f) + Ch(f,g,h) + 0x682e6ff3 + W[55];
 191         t2 = e0(b) + Maj(b,c,d);    e+=t1;    a=t1+t2;
 192
 193         t1 = h + e1(e) + Ch(e,f,g) + 0x748f82ee + W[56];
 194         t2 = e0(a) + Maj(a,b,c);    d+=t1;    h=t1+t2;
 195         t1 = g + e1(d) + Ch(d,e,f) + 0x78a5636f + W[57];
 196         t2 = e0(h) + Maj(h,a,b);    c+=t1;    g=t1+t2;
 197         t1 = f + e1(c) + Ch(c,d,e) + 0x84c87814 + W[58];
 198         t2 = e0(g) + Maj(g,h,a);    b+=t1;    f=t1+t2;
 199         t1 = e + e1(b) + Ch(b,c,d) + 0x8cc70208 + W[59];
 200         t2 = e0(f) + Maj(f,g,h);    a+=t1;    e=t1+t2;
 201         t1 = d + e1(a) + Ch(a,b,c) + 0x90befffa + W[60];
 202         t2 = e0(e) + Maj(e,f,g);    h+=t1;    d=t1+t2;
 203         t1 = c + e1(h) + Ch(h,a,b) + 0xa4506ceb + W[61];
 204         t2 = e0(d) + Maj(d,e,f);    g+=t1;    c=t1+t2;
 205         t1 = b + e1(g) + Ch(g,h,a) + 0xbef9a3f7 + W[62];
 206         t2 = e0(c) + Maj(c,d,e);    f+=t1;    b=t1+t2;
 207         t1 = a + e1(f) + Ch(f,g,h) + 0xc67178f2 + W[63];
 208         t2 = e0(b) + Maj(b,c,d);    e+=t1;    a=t1+t2;
 209
 210         state[0] += a; state[1] += b; state[2] += c; state[3] += d;
 211         state[4] += e; state[5] += f; state[6] += g; state[7] += h;
 212
 213         /* clear any sensitive info... */
 214         a = b = c = d = e = f = g = h = t1 = t2 = 0;
 215         memzero_explicit(W, 64 * sizeof(u32));
 216 }
 217
 218 static void sha256_generic_block_fn(struct sha256_state *sst, u8 const *src,
 219                                     int blocks)
 220 {
 221         while (blocks--) {
 222                 sha256_transform(sst->state, src);
 223                 src += SHA256_BLOCK_SIZE;
 224         }
 225 }
 226
 227 int crypto_sha256_update(struct shash_desc *desc, const u8 *data,
 228                           unsigned int len)
 229 {
 230         return sha256_base_do_update(desc, data, len, sha256_generic_block_fn);
 231 }
 232 EXPORT_SYMBOL(crypto_sha256_update);
 233
 234 static int sha256_final(struct shash_desc *desc, u8 *out)
 235 {
 236         sha256_base_do_finalize(desc, sha256_generic_block_fn);
 237         return sha256_base_finish(desc, out);
 238 }
 239
 240 int crypto_sha256_finup(struct shash_desc *desc, const u8 *data,
 241                         unsigned int len, u8 *hash)
 242 {
 243         sha256_base_do_update(desc, data, len, sha256_generic_block_fn);
 244         return sha256_final(desc, hash);
 245 }
 246 EXPORT_SYMBOL(crypto_sha256_finup);
 247
 248 static struct shash_alg sha256_algs[2] = { {
 249         .digestsize     =       SHA256_DIGEST_SIZE,
 250         .init           =       sha256_base_init,
 251         .update         =       crypto_sha256_update,
 252         .final          =       sha256_final,
 253         .finup          =       crypto_sha256_finup,
 254         .descsize       =       sizeof(struct sha256_state),
 255         .base           =       {
 256                 .cra_name       =       "sha256",
 257                 .cra_driver_name=       "sha256-generic",
 258                 .cra_flags      =       CRYPTO_ALG_TYPE_SHASH,
 259                 .cra_blocksize  =       SHA256_BLOCK_SIZE,
 260                 .cra_module     =       THIS_MODULE,
 261         }
 262 }, {
 263         .digestsize     =       SHA224_DIGEST_SIZE,
 264         .init           =       sha224_base_init,
 265         .update         =       crypto_sha256_update,
 266         .final          =       sha256_final,
 267         .finup          =       crypto_sha256_finup,
 268         .descsize       =       sizeof(struct sha256_state),
 269         .base           =       {
 270                 .cra_name       =       "sha224",
 271                 .cra_driver_name=       "sha224-generic",
 272                 .cra_flags      =       CRYPTO_ALG_TYPE_SHASH,
 273                 .cra_blocksize  =       SHA224_BLOCK_SIZE,
 274                 .cra_module     =       THIS_MODULE,
 275         }
 276 } };
 277
 278 static int __init sha256_generic_mod_init(void)
 279 {
 280         return crypto_register_shashes(sha256_algs, ARRAY_SIZE(sha256_algs));
 281 }
 282
 283 static void __exit sha256_generic_mod_fini(void)
 284 {
 285         crypto_unregister_shashes(sha256_algs, ARRAY_SIZE(sha256_algs));
 286 }
 287
 288 module_init(sha256_generic_mod_init);
 289 module_exit(sha256_generic_mod_fini);
 290
 291 MODULE_LICENSE("GPL");
 292 MODULE_DESCRIPTION("SHA-224 and SHA-256 Secure Hash Algorithm");
 293
 294 MODULE_ALIAS_CRYPTO("sha224");
 295 MODULE_ALIAS_CRYPTO("sha224-generic");
 296 MODULE_ALIAS_CRYPTO("sha256");
 297 MODULE_ALIAS_CRYPTO("sha256-generic");