2003-04-22 Havoc Pennington <hp@redhat.com>
[platform/upstream/dbus.git] / dbus / dbus-md5.c
1 /* -*- mode: C; c-file-style: "gnu" -*- */
2 /* dbus-md5.c md5 implementation (based on L Peter Deutsch implementation)
3  *
4  * Copyright (C) 2003 Red Hat Inc.
5  * Copyright (C) 1999, 2000 Aladdin Enterprises.  All rights reserved.
6  *
7  * This software is provided 'as-is', without any express or implied
8  * warranty.  In no event will the authors be held liable for any damages
9  * arising from the use of this software.
10  *
11  * Permission is granted to anyone to use this software for any purpose,
12  * including commercial applications, and to alter it and redistribute it
13  * freely, subject to the following restrictions:
14  *
15  * 1. The origin of this software must not be misrepresented; you must not
16  *    claim that you wrote the original software. If you use this software
17  *    in a product, an acknowledgment in the product documentation would be
18  *    appreciated but is not required.
19  * 2. Altered source versions must be plainly marked as such, and must not be
20  *    misrepresented as being the original software.
21  * 3. This notice may not be removed or altered from any source distribution.
22  *
23  * L. Peter Deutsch
24  * ghost@aladdin.com
25  */
26 /*
27  * Independent implementation of MD5 (RFC 1321).
28  *
29  * This code implements the MD5 Algorithm defined in RFC 1321.
30  * It is derived directly from the text of the RFC and not from the
31  * reference implementation.
32  *
33  * The original and principal author of md5.c is L. Peter Deutsch
34  * <ghost@aladdin.com>.
35  */
36
37 #include "dbus-internals.h"
38 #include "dbus-md5.h"
39 #include <string.h>
40
41 /**
42  * @defgroup DBusMD5 MD5 implementation
43  * @ingroup  DBusInternals
44  * @brief MD5 hash
45  *
46  * Types and functions related to computing MD5 sums.
47  */
48
49 /**
50  * @defgroup DBusMD5Internals MD5 implementation details
51  * @ingroup  DBusInternals
52  * @brief Internals of MD5 implementation.
53  *
54  * The implementation of MD5 (see http://www.ietf.org/rfc/rfc1321.txt).
55  * This MD5 implementation was written by L. Peter Deutsch and
56  * is not derived from the RSA reference implementation in the
57  * RFC. The version included in D-BUS comes from the Ghostscript
58  * 7.05 distribution.
59  *
60  * @{
61  */
62 #ifndef DOXYGEN_SHOULD_SKIP_THIS
63 /*
64  * For reference, here is the program that computed the T values.
65  */
66 #ifdef COMPUTE_T_VALUES
67 #include <math.h>
68 int
69 main(int argc, char **argv)
70 {
71   int i;
72   for (i = 1; i <= 64; ++i)
73     {
74       unsigned long v = (unsigned long)(4294967296.0 * fabs(sin((double)i)));
75
76       /*
77        * The following nonsense is only to avoid compiler warnings about
78        * "integer constant is unsigned in ANSI C, signed with -traditional".
79        */
80       if (v >> 31)
81         {
82           printf("#define T%d /* 0x%08lx */ (T_MASK ^ 0x%08lx)\n", i,
83                  v, (unsigned long)(unsigned int)(~v));
84         } else {
85         printf("#define T%d    0x%08lx\n", i, v);
86       }
87     }
88   return 0;
89 }
90 #endif /* COMPUTE_T_VALUES */
91 /*
92  * End of T computation program.
93  */
94
95 #define T_MASK ((dbus_uint32_t)~0)
96 #define T1 /* 0xd76aa478 */ (T_MASK ^ 0x28955b87)
97 #define T2 /* 0xe8c7b756 */ (T_MASK ^ 0x173848a9)
98 #define T3    0x242070db
99 #define T4 /* 0xc1bdceee */ (T_MASK ^ 0x3e423111)
100 #define T5 /* 0xf57c0faf */ (T_MASK ^ 0x0a83f050)
101 #define T6    0x4787c62a
102 #define T7 /* 0xa8304613 */ (T_MASK ^ 0x57cfb9ec)
103 #define T8 /* 0xfd469501 */ (T_MASK ^ 0x02b96afe)
104 #define T9    0x698098d8
105 #define T10 /* 0x8b44f7af */ (T_MASK ^ 0x74bb0850)
106 #define T11 /* 0xffff5bb1 */ (T_MASK ^ 0x0000a44e)
107 #define T12 /* 0x895cd7be */ (T_MASK ^ 0x76a32841)
108 #define T13    0x6b901122
109 #define T14 /* 0xfd987193 */ (T_MASK ^ 0x02678e6c)
110 #define T15 /* 0xa679438e */ (T_MASK ^ 0x5986bc71)
111 #define T16    0x49b40821
112 #define T17 /* 0xf61e2562 */ (T_MASK ^ 0x09e1da9d)
113 #define T18 /* 0xc040b340 */ (T_MASK ^ 0x3fbf4cbf)
114 #define T19    0x265e5a51
115 #define T20 /* 0xe9b6c7aa */ (T_MASK ^ 0x16493855)
116 #define T21 /* 0xd62f105d */ (T_MASK ^ 0x29d0efa2)
117 #define T22    0x02441453
118 #define T23 /* 0xd8a1e681 */ (T_MASK ^ 0x275e197e)
119 #define T24 /* 0xe7d3fbc8 */ (T_MASK ^ 0x182c0437)
120 #define T25    0x21e1cde6
121 #define T26 /* 0xc33707d6 */ (T_MASK ^ 0x3cc8f829)
122 #define T27 /* 0xf4d50d87 */ (T_MASK ^ 0x0b2af278)
123 #define T28    0x455a14ed
124 #define T29 /* 0xa9e3e905 */ (T_MASK ^ 0x561c16fa)
125 #define T30 /* 0xfcefa3f8 */ (T_MASK ^ 0x03105c07)
126 #define T31    0x676f02d9
127 #define T32 /* 0x8d2a4c8a */ (T_MASK ^ 0x72d5b375)
128 #define T33 /* 0xfffa3942 */ (T_MASK ^ 0x0005c6bd)
129 #define T34 /* 0x8771f681 */ (T_MASK ^ 0x788e097e)
130 #define T35    0x6d9d6122
131 #define T36 /* 0xfde5380c */ (T_MASK ^ 0x021ac7f3)
132 #define T37 /* 0xa4beea44 */ (T_MASK ^ 0x5b4115bb)
133 #define T38    0x4bdecfa9
134 #define T39 /* 0xf6bb4b60 */ (T_MASK ^ 0x0944b49f)
135 #define T40 /* 0xbebfbc70 */ (T_MASK ^ 0x4140438f)
136 #define T41    0x289b7ec6
137 #define T42 /* 0xeaa127fa */ (T_MASK ^ 0x155ed805)
138 #define T43 /* 0xd4ef3085 */ (T_MASK ^ 0x2b10cf7a)
139 #define T44    0x04881d05
140 #define T45 /* 0xd9d4d039 */ (T_MASK ^ 0x262b2fc6)
141 #define T46 /* 0xe6db99e5 */ (T_MASK ^ 0x1924661a)
142 #define T47    0x1fa27cf8
143 #define T48 /* 0xc4ac5665 */ (T_MASK ^ 0x3b53a99a)
144 #define T49 /* 0xf4292244 */ (T_MASK ^ 0x0bd6ddbb)
145 #define T50    0x432aff97
146 #define T51 /* 0xab9423a7 */ (T_MASK ^ 0x546bdc58)
147 #define T52 /* 0xfc93a039 */ (T_MASK ^ 0x036c5fc6)
148 #define T53    0x655b59c3
149 #define T54 /* 0x8f0ccc92 */ (T_MASK ^ 0x70f3336d)
150 #define T55 /* 0xffeff47d */ (T_MASK ^ 0x00100b82)
151 #define T56 /* 0x85845dd1 */ (T_MASK ^ 0x7a7ba22e)
152 #define T57    0x6fa87e4f
153 #define T58 /* 0xfe2ce6e0 */ (T_MASK ^ 0x01d3191f)
154 #define T59 /* 0xa3014314 */ (T_MASK ^ 0x5cfebceb)
155 #define T60    0x4e0811a1
156 #define T61 /* 0xf7537e82 */ (T_MASK ^ 0x08ac817d)
157 #define T62 /* 0xbd3af235 */ (T_MASK ^ 0x42c50dca)
158 #define T63    0x2ad7d2bb
159 #define T64 /* 0xeb86d391 */ (T_MASK ^ 0x14792c6e)
160 #endif /* DOXYGEN_SHOULD_SKIP_THIS */
161
162 static void
163 md5_process(DBusMD5Context *context, const unsigned char *data /*[64]*/)
164 {
165   dbus_uint32_t
166     a = context->abcd[0], b = context->abcd[1],
167     c = context->abcd[2], d = context->abcd[3];
168   dbus_uint32_t t;
169
170 #ifdef WORDS_BIGENDIAN
171   /*
172    * On big-endian machines, we must arrange the bytes in the right
173    * order.  (This also works on machines of unknown byte order.)
174    */
175   dbus_uint32_t X[16];
176   const unsigned char *xp = data;
177   int i;
178
179   for (i = 0; i < 16; ++i, xp += 4)
180     X[i] = xp[0] + (xp[1] << 8) + (xp[2] << 16) + (xp[3] << 24);
181
182 #else  /* !WORDS_BIGENDIAN */
183   /*
184    * On little-endian machines, we can process properly aligned data
185    * without copying it.
186    */
187   dbus_uint32_t xbuf[16];
188   const dbus_uint32_t *X;
189
190   if (!((data - (const unsigned char *)0) & 3))
191     {
192       /* data are properly aligned */
193       X = (const dbus_uint32_t *)data;
194     }
195   else
196     {
197       /* not aligned */
198       memcpy(xbuf, data, 64);
199       X = xbuf;
200     }
201 #endif
202
203 #define ROTATE_LEFT(x, n) (((x) << (n)) | ((x) >> (32 - (n))))
204
205   /* Round 1. */
206   /* Let [abcd k s i] denote the operation
207      a = b + ((a + F(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */
208 #define F(x, y, z) (((x) & (y)) | (~(x) & (z)))
209 #define SET(a, b, c, d, k, s, Ti)               \
210   t = a + F(b,c,d) + X[k] + Ti;                 \
211   a = ROTATE_LEFT(t, s) + b
212   /* Do the following 16 operations. */
213   SET(a, b, c, d,  0,  7,  T1);
214   SET(d, a, b, c,  1, 12,  T2);
215   SET(c, d, a, b,  2, 17,  T3);
216   SET(b, c, d, a,  3, 22,  T4);
217   SET(a, b, c, d,  4,  7,  T5);
218   SET(d, a, b, c,  5, 12,  T6);
219   SET(c, d, a, b,  6, 17,  T7);
220   SET(b, c, d, a,  7, 22,  T8);
221   SET(a, b, c, d,  8,  7,  T9);
222   SET(d, a, b, c,  9, 12, T10);
223   SET(c, d, a, b, 10, 17, T11);
224   SET(b, c, d, a, 11, 22, T12);
225   SET(a, b, c, d, 12,  7, T13);
226   SET(d, a, b, c, 13, 12, T14);
227   SET(c, d, a, b, 14, 17, T15);
228   SET(b, c, d, a, 15, 22, T16);
229 #undef SET
230
231   /* Round 2. */
232   /* Let [abcd k s i] denote the operation
233      a = b + ((a + G(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */
234 #define G(x, y, z) (((x) & (z)) | ((y) & ~(z)))
235 #define SET(a, b, c, d, k, s, Ti)               \
236   t = a + G(b,c,d) + X[k] + Ti;                 \
237   a = ROTATE_LEFT(t, s) + b
238   /* Do the following 16 operations. */
239   SET(a, b, c, d,  1,  5, T17);
240   SET(d, a, b, c,  6,  9, T18);
241   SET(c, d, a, b, 11, 14, T19);
242   SET(b, c, d, a,  0, 20, T20);
243   SET(a, b, c, d,  5,  5, T21);
244   SET(d, a, b, c, 10,  9, T22);
245   SET(c, d, a, b, 15, 14, T23);
246   SET(b, c, d, a,  4, 20, T24);
247   SET(a, b, c, d,  9,  5, T25);
248   SET(d, a, b, c, 14,  9, T26);
249   SET(c, d, a, b,  3, 14, T27);
250   SET(b, c, d, a,  8, 20, T28);
251   SET(a, b, c, d, 13,  5, T29);
252   SET(d, a, b, c,  2,  9, T30);
253   SET(c, d, a, b,  7, 14, T31);
254   SET(b, c, d, a, 12, 20, T32);
255 #undef SET
256
257   /* Round 3. */
258   /* Let [abcd k s t] denote the operation
259      a = b + ((a + H(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */
260 #define H(x, y, z) ((x) ^ (y) ^ (z))
261 #define SET(a, b, c, d, k, s, Ti)               \
262   t = a + H(b,c,d) + X[k] + Ti;                 \
263   a = ROTATE_LEFT(t, s) + b
264   /* Do the following 16 operations. */
265   SET(a, b, c, d,  5,  4, T33);
266   SET(d, a, b, c,  8, 11, T34);
267   SET(c, d, a, b, 11, 16, T35);
268   SET(b, c, d, a, 14, 23, T36);
269   SET(a, b, c, d,  1,  4, T37);
270   SET(d, a, b, c,  4, 11, T38);
271   SET(c, d, a, b,  7, 16, T39);
272   SET(b, c, d, a, 10, 23, T40);
273   SET(a, b, c, d, 13,  4, T41);
274   SET(d, a, b, c,  0, 11, T42);
275   SET(c, d, a, b,  3, 16, T43);
276   SET(b, c, d, a,  6, 23, T44);
277   SET(a, b, c, d,  9,  4, T45);
278   SET(d, a, b, c, 12, 11, T46);
279   SET(c, d, a, b, 15, 16, T47);
280   SET(b, c, d, a,  2, 23, T48);
281 #undef SET
282
283   /* Round 4. */
284   /* Let [abcd k s t] denote the operation
285      a = b + ((a + I(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */
286 #define I(x, y, z) ((y) ^ ((x) | ~(z)))
287 #define SET(a, b, c, d, k, s, Ti)               \
288   t = a + I(b,c,d) + X[k] + Ti;                 \
289   a = ROTATE_LEFT(t, s) + b
290   /* Do the following 16 operations. */
291   SET(a, b, c, d,  0,  6, T49);
292   SET(d, a, b, c,  7, 10, T50);
293   SET(c, d, a, b, 14, 15, T51);
294   SET(b, c, d, a,  5, 21, T52);
295   SET(a, b, c, d, 12,  6, T53);
296   SET(d, a, b, c,  3, 10, T54);
297   SET(c, d, a, b, 10, 15, T55);
298   SET(b, c, d, a,  1, 21, T56);
299   SET(a, b, c, d,  8,  6, T57);
300   SET(d, a, b, c, 15, 10, T58);
301   SET(c, d, a, b,  6, 15, T59);
302   SET(b, c, d, a, 13, 21, T60);
303   SET(a, b, c, d,  4,  6, T61);
304   SET(d, a, b, c, 11, 10, T62);
305   SET(c, d, a, b,  2, 15, T63);
306   SET(b, c, d, a,  9, 21, T64);
307 #undef SET
308
309   /* Then perform the following additions. (That is increment each
310      of the four registers by the value it had before this block
311      was started.) */
312   context->abcd[0] += a;
313   context->abcd[1] += b;
314   context->abcd[2] += c;
315   context->abcd[3] += d;
316 }
317
318 static void
319 md5_init (DBusMD5Context *context)
320 {
321   context->count[0] = context->count[1] = 0;
322   context->abcd[0] = 0x67452301;
323   context->abcd[1] = /*0xefcdab89*/ T_MASK ^ 0x10325476;
324   context->abcd[2] = /*0x98badcfe*/ T_MASK ^ 0x67452301;
325   context->abcd[3] = 0x10325476;
326 }
327
328 static void
329 md5_append (DBusMD5Context *context, const unsigned char *data, int nbytes)
330 {
331   const unsigned char *p = data;
332   int left = nbytes;
333   int offset = (context->count[0] >> 3) & 63;
334   dbus_uint32_t nbits = (dbus_uint32_t)(nbytes << 3);
335
336   if (nbytes <= 0)
337     return;
338
339   /* Update the message length. */
340   context->count[1] += nbytes >> 29;
341   context->count[0] += nbits;
342   if (context->count[0] < nbits)
343     context->count[1]++;
344
345   /* Process an initial partial block. */
346   if (offset)
347     {
348       int copy = (offset + nbytes > 64 ? 64 - offset : nbytes);
349
350       memcpy(context->buf + offset, p, copy);
351       if (offset + copy < 64)
352         return;
353       p += copy;
354       left -= copy;
355       md5_process(context, context->buf);
356     }
357
358   /* Process full blocks. */
359   for (; left >= 64; p += 64, left -= 64)
360     md5_process(context, p);
361
362   /* Process a final partial block. */
363   if (left)
364     memcpy(context->buf, p, left);
365 }
366
367 static void
368 md5_finish (DBusMD5Context *context, unsigned char digest[16])
369 {
370   static const unsigned char pad[64] = {
371     0x80, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
372     0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
373     0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
374     0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
375   };
376   unsigned char data[8];
377   int i;
378
379   /* Save the length before padding. */
380   for (i = 0; i < 8; ++i)
381     data[i] = (unsigned char)(context->count[i >> 2] >> ((i & 3) << 3));
382   /* Pad to 56 bytes mod 64. */
383   md5_append(context, pad, ((55 - (context->count[0] >> 3)) & 63) + 1);
384   /* Append the length. */
385   md5_append(context, data, 8);
386   for (i = 0; i < 16; ++i)
387     digest[i] = (unsigned char)(context->abcd[i >> 2] >> ((i & 3) << 3));
388 }
389
390 /** @} */ /* End of internals */
391
392 /**
393  * @addtogroup DBusMD5
394  *
395  * @{
396  */
397
398 /**
399  * Initializes the MD5 context.
400  *
401  * @param context an uninitialized context, typically on the stack.
402  */
403 void
404 _dbus_md5_init (DBusMD5Context *context)
405 {
406   md5_init (context);
407 }
408
409
410 /**
411  * Feeds more data into an existing md5sum computation.
412  *
413  * @param context the MD5 context
414  * @param data the additional data to hash
415  */
416 void
417 _dbus_md5_update (DBusMD5Context   *context,
418                   const DBusString *data)
419 {
420   unsigned int inputLen;
421   unsigned char *input;
422
423   _dbus_string_get_const_data (data, (const char**) &input);
424   inputLen = _dbus_string_get_length (data);
425
426   md5_append (context, input, inputLen);
427 }
428
429 /**
430  * MD5 finalization. Ends an MD5 message-digest operation, writing the
431  * the message digest and zeroing the context.  The results are
432  * returned as a raw 16-byte digest, not as the ascii-hex-digits
433  * string form of the digest.
434  *
435  * @param context the MD5 context
436  * @param results string to append the 16-byte MD5 digest to
437  * @returns #FALSE if not enough memory to append the digest
438  *
439  */
440 dbus_bool_t
441 _dbus_md5_final (DBusMD5Context   *context,
442                  DBusString       *results)
443 {
444   unsigned char digest[16];
445
446   md5_finish (context, digest);
447
448   if (!_dbus_string_append_len (results, digest, 16))
449     return FALSE;
450
451   /* some kind of security paranoia, though it seems pointless
452    * to me given the nonzeroed stuff flying around
453    */
454   memset ((void*)context, '\0', sizeof (DBusMD5Context));
455
456   return TRUE;
457 }
458
459 /**
460  * Computes the ASCII hex-encoded md5sum of the given data and
461  * appends it to the output string.
462  *
463  * @param data input data to be hashed
464  * @param ascii_output string to append ASCII md5sum to
465  * @returns #FALSE if not enough memory
466  */
467 dbus_bool_t
468 _dbus_md5_compute (const DBusString *data,
469                    DBusString       *ascii_output)
470 {
471   DBusMD5Context context;
472   DBusString digest;
473
474   _dbus_md5_init (&context);
475
476   _dbus_md5_update (&context, data);
477
478   if (!_dbus_string_init (&digest))
479     return FALSE;
480
481   if (!_dbus_md5_final (&context, &digest))
482     goto error;
483
484   if (!_dbus_string_hex_encode (&digest, 0, ascii_output,
485                                 _dbus_string_get_length (ascii_output)))
486     goto error;
487
488   _dbus_string_free (&digest);
489   
490   return TRUE;
491
492  error:
493   _dbus_string_free (&digest);
494   return FALSE;
495 }
496
497 /** @} */ /* end of exported functions */
498
499 #ifdef DBUS_BUILD_TESTS
500 #include "dbus-test.h"
501 #include <stdio.h>
502
503 static dbus_bool_t
504 check_md5_binary (const unsigned char *input,
505                   int                  input_len,
506                   const char          *expected)
507 {
508   DBusString input_str;
509   DBusString expected_str;
510   DBusString results;
511
512   _dbus_string_init_const_len (&input_str, input, input_len);
513   _dbus_string_init_const (&expected_str, expected);
514
515   if (!_dbus_string_init (&results))
516     _dbus_assert_not_reached ("no memory for md5 results");
517
518   if (!_dbus_md5_compute (&input_str, &results))
519     _dbus_assert_not_reached ("no memory for md5 results");
520
521   if (!_dbus_string_equal (&expected_str, &results))
522     {
523       const char *s;
524       _dbus_string_get_const_data (&results, &s);
525       _dbus_warn ("Expected hash %s got %s for md5 sum\n",
526                   expected, s);
527       _dbus_string_free (&results);
528       return FALSE;
529     }
530
531   _dbus_string_free (&results);
532   return TRUE;
533 }
534
535 static dbus_bool_t
536 check_md5_str (const char *input,
537                const char *expected)
538 {
539   return check_md5_binary (input, strlen (input), expected);
540 }
541
542 /**
543  * @ingroup DBusMD5Internals
544  * Unit test for MD5 computation.
545  *
546  * @returns #TRUE on success.
547  */
548 dbus_bool_t
549 _dbus_md5_test (void)
550 {
551   unsigned char all_bytes[256];
552   int i;
553
554   i = 0;
555   while (i < 256)
556     {
557       all_bytes[i] = i;
558       ++i;
559     }
560
561   if (!check_md5_binary (all_bytes, 256,
562                          "e2c865db4162bed963bfaa9ef6ac18f0"))
563     return FALSE;
564
565 #define CHECK(input,expected) if (!check_md5_str (input, expected)) return FALSE
566
567   CHECK ("", "d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e");
568   CHECK ("a", "0cc175b9c0f1b6a831c399e269772661");
569   CHECK ("abc", "900150983cd24fb0d6963f7d28e17f72");
570   CHECK ("message digest", "f96b697d7cb7938d525a2f31aaf161d0");
571   CHECK ("abcdefghijklmnopqrstuvwxyz", "c3fcd3d76192e4007dfb496cca67e13b");
572   CHECK ("ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789",
573          "d174ab98d277d9f5a5611c2c9f419d9f");
574   CHECK ("12345678901234567890123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890",
575          "57edf4a22be3c955ac49da2e2107b67a");
576
577   return TRUE;
578 }
579
580 #endif /* DBUS_BUILD_TESTS */