lib/md5.c

   1 /* Functions to compute MD5 message digest of files or memory blocks.
   2    according to the definition of MD5 in RFC 1321 from April 1992.
   3    Copyright (C) 1995-2011 Red Hat, Inc.
   4    This file is part of Red Hat elfutils.
   5    Written by Ulrich Drepper <drepper@redhat.com>, 1995.
   6
   7    Red Hat elfutils is free software; you can redistribute it and/or modify
   8    it under the terms of the GNU General Public License as published by the
   9    Free Software Foundation; version 2 of the License.
  10
  11    Red Hat elfutils is distributed in the hope that it will be useful, but
  12    WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14    General Public License for more details.
  15
  16    You should have received a copy of the GNU General Public License along
  17    with Red Hat elfutils; if not, write to the Free Software Foundation,
  18    Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston MA 02110-1301 USA.
  19
  20    Red Hat elfutils is an included package of the Open Invention Network.
  21    An included package of the Open Invention Network is a package for which
  22    Open Invention Network licensees cross-license their patents.  No patent
  23    license is granted, either expressly or impliedly, by designation as an
  24    included package.  Should you wish to participate in the Open Invention
  25    Network licensing program, please visit www.openinventionnetwork.com
  26    <http://www.openinventionnetwork.com>.  */
  27
  28 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  29 # include <config.h>
  30 #endif
  31
  32 #include <stdlib.h>
  33 #include <string.h>
  34 #include <sys/types.h>
  35
  36 #include "md5.h"
  37 #include "system.h"
  38
  39 #define SWAP(n) LE32 (n)
  40
  41 /* This array contains the bytes used to pad the buffer to the next
  42    64-byte boundary.  (RFC 1321, 3.1: Step 1)  */
  43 static const unsigned char fillbuf[64] = { 0x80, 0 /* , 0, 0, ...  */ };
  44
  45
  46 /* Initialize structure containing state of computation.
  47    (RFC 1321, 3.3: Step 3)  */
  48 void
  49 md5_init_ctx (ctx)
  50      struct md5_ctx *ctx;
  51 {
  52   ctx->A = 0x67452301;
  53   ctx->B = 0xefcdab89;
  54   ctx->C = 0x98badcfe;
  55   ctx->D = 0x10325476;
  56
  57   ctx->total[0] = ctx->total[1] = 0;
  58   ctx->buflen = 0;
  59 }
  60
  61 /* Put result from CTX in first 16 bytes following RESBUF.  The result
  62    must be in little endian byte order.
  63
  64    IMPORTANT: On some systems it is required that RESBUF is correctly
  65    aligned for a 32 bits value.  */
  66 void *
  67 md5_read_ctx (ctx, resbuf)
  68      const struct md5_ctx *ctx;
  69      void *resbuf;
  70 {
  71   ((md5_uint32 *) resbuf)[0] = SWAP (ctx->A);
  72   ((md5_uint32 *) resbuf)[1] = SWAP (ctx->B);
  73   ((md5_uint32 *) resbuf)[2] = SWAP (ctx->C);
  74   ((md5_uint32 *) resbuf)[3] = SWAP (ctx->D);
  75
  76   return resbuf;
  77 }
  78
  79 static void
  80 le64_copy (char *dest, uint64_t x)
  81 {
  82   for (size_t i = 0; i < 8; ++i)
  83     {
  84       dest[i] = (uint8_t) x;
  85       x >>= 8;
  86     }
  87 }
  88
  89 /* Process the remaining bytes in the internal buffer and the usual
  90    prolog according to the standard and write the result to RESBUF.
  91
  92    IMPORTANT: On some systems it is required that RESBUF is correctly
  93    aligned for a 32 bits value.  */
  94 void *
  95 md5_finish_ctx (ctx, resbuf)
  96      struct md5_ctx *ctx;
  97      void *resbuf;
  98 {
  99   /* Take yet unprocessed bytes into account.  */
 100   md5_uint32 bytes = ctx->buflen;
 101   size_t pad;
 102
 103   /* Now count remaining bytes.  */
 104   ctx->total[0] += bytes;
 105   if (ctx->total[0] < bytes)
 106     ++ctx->total[1];
 107
 108   pad = bytes >= 56 ? 64 + 56 - bytes : 56 - bytes;
 109   memcpy (&ctx->buffer[bytes], fillbuf, pad);
 110
 111   /* Put the 64-bit file length in *bits* at the end of the buffer.  */
 112   const uint64_t bit_length = ((ctx->total[0] << 3)
 113                                + ((uint64_t) ((ctx->total[1] << 3) |
 114                                               (ctx->total[0] >> 29)) << 32));
 115   le64_copy (&ctx->buffer[bytes + pad], bit_length);
 116
 117   /* Process last bytes.  */
 118   md5_process_block (ctx->buffer, bytes + pad + 8, ctx);
 119
 120   return md5_read_ctx (ctx, resbuf);
 121 }
 122
 123
 124 #ifdef NEED_MD5_STREAM
 125 /* Compute MD5 message digest for bytes read from STREAM.  The
 126    resulting message digest number will be written into the 16 bytes
 127    beginning at RESBLOCK.  */
 128 int
 129 md5_stream (stream, resblock)
 130      FILE *stream;
 131      void *resblock;
 132 {
 133   /* Important: BLOCKSIZE must be a multiple of 64.  */
 134 #define BLOCKSIZE 4096
 135   struct md5_ctx ctx;
 136   char buffer[BLOCKSIZE + 72];
 137   size_t sum;
 138
 139   /* Initialize the computation context.  */
 140   md5_init_ctx (&ctx);
 141
 142   /* Iterate over full file contents.  */
 143   while (1)
 144     {
 145       /* We read the file in blocks of BLOCKSIZE bytes.  One call of the
 146          computation function processes the whole buffer so that with the
 147          next round of the loop another block can be read.  */
 148       size_t n;
 149       sum = 0;
 150
 151       /* Read block.  Take care for partial reads.  */
 152       do
 153         {
 154           n = fread (buffer + sum, 1, BLOCKSIZE - sum, stream);
 155
 156           sum += n;
 157         }
 158       while (sum < BLOCKSIZE && n != 0);
 159       if (n == 0 && ferror (stream))
 160         return 1;
 161
 162       /* If end of file is reached, end the loop.  */
 163       if (n == 0)
 164         break;
 165
 166       /* Process buffer with BLOCKSIZE bytes.  Note that
 167                         BLOCKSIZE % 64 == 0
 168        */
 169       md5_process_block (buffer, BLOCKSIZE, &ctx);
 170     }
 171
 172   /* Add the last bytes if necessary.  */
 173   if (sum > 0)
 174     md5_process_bytes (buffer, sum, &ctx);
 175
 176   /* Construct result in desired memory.  */
 177   md5_finish_ctx (&ctx, resblock);
 178   return 0;
 179 }
 180 #endif
 181
 182
 183 #ifdef NEED_MD5_BUFFER
 184 /* Compute MD5 message digest for LEN bytes beginning at BUFFER.  The
 185    result is always in little endian byte order, so that a byte-wise
 186    output yields to the wanted ASCII representation of the message
 187    digest.  */
 188 void *
 189 md5_buffer (buffer, len, resblock)
 190      const char *buffer;
 191      size_t len;
 192      void *resblock;
 193 {
 194   struct md5_ctx ctx;
 195
 196   /* Initialize the computation context.  */
 197   md5_init_ctx (&ctx);
 198
 199   /* Process whole buffer but last len % 64 bytes.  */
 200   md5_process_bytes (buffer, len, &ctx);
 201
 202   /* Put result in desired memory area.  */
 203   return md5_finish_ctx (&ctx, resblock);
 204 }
 205 #endif
 206
 207
 208 void
 209 md5_process_bytes (buffer, len, ctx)
 210      const void *buffer;
 211      size_t len;
 212      struct md5_ctx *ctx;
 213 {
 214   /* When we already have some bits in our internal buffer concatenate
 215      both inputs first.  */
 216   if (ctx->buflen != 0)
 217     {
 218       size_t left_over = ctx->buflen;
 219       size_t add = 128 - left_over > len ? len : 128 - left_over;
 220
 221       memcpy (&ctx->buffer[left_over], buffer, add);
 222       ctx->buflen += add;
 223
 224       if (ctx->buflen > 64)
 225         {
 226           md5_process_block (ctx->buffer, ctx->buflen & ~63, ctx);
 227
 228           ctx->buflen &= 63;
 229           /* The regions in the following copy operation cannot overlap.  */
 230           memcpy (ctx->buffer, &ctx->buffer[(left_over + add) & ~63],
 231                   ctx->buflen);
 232         }
 233
 234       buffer = (const char *) buffer + add;
 235       len -= add;
 236     }
 237
 238   /* Process available complete blocks.  */
 239   if (len >= 64)
 240     {
 241 #if !_STRING_ARCH_unaligned
 242 /* To check alignment gcc has an appropriate operator.  Other
 243    compilers don't.  */
 244 # if __GNUC__ >= 2
 245 #  define UNALIGNED_P(p) (((md5_uintptr) p) % __alignof__ (md5_uint32) != 0)
 246 # else
 247 #  define UNALIGNED_P(p) (((md5_uintptr) p) % sizeof (md5_uint32) != 0)
 248 # endif
 249       if (UNALIGNED_P (buffer))
 250         while (len > 64)
 251           {
 252             md5_process_block (memcpy (ctx->buffer, buffer, 64), 64, ctx);
 253             buffer = (const char *) buffer + 64;
 254             len -= 64;
 255           }
 256       else
 257 #endif
 258         {
 259           md5_process_block (buffer, len & ~63, ctx);
 260           buffer = (const char *) buffer + (len & ~63);
 261           len &= 63;
 262         }
 263     }
 264
 265   /* Move remaining bytes in internal buffer.  */
 266   if (len > 0)
 267     {
 268       size_t left_over = ctx->buflen;
 269
 270       memcpy (&ctx->buffer[left_over], buffer, len);
 271       left_over += len;
 272       if (left_over >= 64)
 273         {
 274           md5_process_block (ctx->buffer, 64, ctx);
 275           left_over -= 64;
 276           memcpy (ctx->buffer, &ctx->buffer[64], left_over);
 277         }
 278       ctx->buflen = left_over;
 279     }
 280 }
 281
 282
 283 /* These are the four functions used in the four steps of the MD5 algorithm
 284    and defined in the RFC 1321.  The first function is a little bit optimized
 285    (as found in Colin Plumbs public domain implementation).  */
 286 /* #define FF(b, c, d) ((b & c) | (~b & d)) */
 287 #define FF(b, c, d) (d ^ (b & (c ^ d)))
 288 #define FG(b, c, d) FF (d, b, c)
 289 #define FH(b, c, d) (b ^ c ^ d)
 290 #define FI(b, c, d) (c ^ (b | ~d))
 291
 292 /* Process LEN bytes of BUFFER, accumulating context into CTX.
 293    It is assumed that LEN % 64 == 0.  */
 294
 295 void
 296 md5_process_block (buffer, len, ctx)
 297      const void *buffer;
 298      size_t len;
 299      struct md5_ctx *ctx;
 300 {
 301   md5_uint32 correct_words[16];
 302   const md5_uint32 *words = buffer;
 303   size_t nwords = len / sizeof (md5_uint32);
 304   const md5_uint32 *endp = words + nwords;
 305   md5_uint32 A = ctx->A;
 306   md5_uint32 B = ctx->B;
 307   md5_uint32 C = ctx->C;
 308   md5_uint32 D = ctx->D;
 309
 310   /* First increment the byte count.  RFC 1321 specifies the possible
 311      length of the file up to 2^64 bits.  Here we only compute the
 312      number of bytes.  Do a double word increment.  */
 313   ctx->total[0] += len;
 314   if (ctx->total[0] < len)
 315     ++ctx->total[1];
 316
 317   /* Process all bytes in the buffer with 64 bytes in each round of
 318      the loop.  */
 319   while (words < endp)
 320     {
 321       md5_uint32 *cwp = correct_words;
 322       md5_uint32 A_save = A;
 323       md5_uint32 B_save = B;
 324       md5_uint32 C_save = C;
 325       md5_uint32 D_save = D;
 326
 327       /* First round: using the given function, the context and a constant
 328          the next context is computed.  Because the algorithms processing
 329          unit is a 32-bit word and it is determined to work on words in
 330          little endian byte order we perhaps have to change the byte order
 331          before the computation.  To reduce the work for the next steps
 332          we store the swapped words in the array CORRECT_WORDS.  */
 333
 334 #define OP(a, b, c, d, s, T)                                            \
 335       do                                                                \
 336         {                                                               \
 337           a += FF (b, c, d) + (*cwp++ = SWAP (*words)) + T;             \
 338           ++words;                                                      \
 339           CYCLIC (a, s);                                                \
 340           a += b;                                                       \
 341         }                                                               \
 342       while (0)
 343
 344       /* It is unfortunate that C does not provide an operator for
 345          cyclic rotation.  Hope the C compiler is smart enough.  */
 346 #define CYCLIC(w, s) (w = (w << s) | (w >> (32 - s)))
 347
 348       /* Before we start, one word to the strange constants.
 349          They are defined in RFC 1321 as
 350
 351          T[i] = (int) (4294967296.0 * fabs (sin (i))), i=1..64
 352        */
 353
 354       /* Round 1.  */
 355       OP (A, B, C, D,  7, 0xd76aa478);
 356       OP (D, A, B, C, 12, 0xe8c7b756);
 357       OP (C, D, A, B, 17, 0x242070db);
 358       OP (B, C, D, A, 22, 0xc1bdceee);
 359       OP (A, B, C, D,  7, 0xf57c0faf);
 360       OP (D, A, B, C, 12, 0x4787c62a);
 361       OP (C, D, A, B, 17, 0xa8304613);
 362       OP (B, C, D, A, 22, 0xfd469501);
 363       OP (A, B, C, D,  7, 0x698098d8);
 364       OP (D, A, B, C, 12, 0x8b44f7af);
 365       OP (C, D, A, B, 17, 0xffff5bb1);
 366       OP (B, C, D, A, 22, 0x895cd7be);
 367       OP (A, B, C, D,  7, 0x6b901122);
 368       OP (D, A, B, C, 12, 0xfd987193);
 369       OP (C, D, A, B, 17, 0xa679438e);
 370       OP (B, C, D, A, 22, 0x49b40821);
 371
 372       /* For the second to fourth round we have the possibly swapped words
 373          in CORRECT_WORDS.  Redefine the macro to take an additional first
 374          argument specifying the function to use.  */
 375 #undef OP
 376 #define OP(f, a, b, c, d, k, s, T)                                      \
 377       do                                                                \
 378         {                                                               \
 379           a += f (b, c, d) + correct_words[k] + T;                      \
 380           CYCLIC (a, s);                                                \
 381           a += b;                                                       \
 382         }                                                               \
 383       while (0)
 384
 385       /* Round 2.  */
 386       OP (FG, A, B, C, D,  1,  5, 0xf61e2562);
 387       OP (FG, D, A, B, C,  6,  9, 0xc040b340);
 388       OP (FG, C, D, A, B, 11, 14, 0x265e5a51);
 389       OP (FG, B, C, D, A,  0, 20, 0xe9b6c7aa);
 390       OP (FG, A, B, C, D,  5,  5, 0xd62f105d);
 391       OP (FG, D, A, B, C, 10,  9, 0x02441453);
 392       OP (FG, C, D, A, B, 15, 14, 0xd8a1e681);
 393       OP (FG, B, C, D, A,  4, 20, 0xe7d3fbc8);
 394       OP (FG, A, B, C, D,  9,  5, 0x21e1cde6);
 395       OP (FG, D, A, B, C, 14,  9, 0xc33707d6);
 396       OP (FG, C, D, A, B,  3, 14, 0xf4d50d87);
 397       OP (FG, B, C, D, A,  8, 20, 0x455a14ed);
 398       OP (FG, A, B, C, D, 13,  5, 0xa9e3e905);
 399       OP (FG, D, A, B, C,  2,  9, 0xfcefa3f8);
 400       OP (FG, C, D, A, B,  7, 14, 0x676f02d9);
 401       OP (FG, B, C, D, A, 12, 20, 0x8d2a4c8a);
 402
 403       /* Round 3.  */
 404       OP (FH, A, B, C, D,  5,  4, 0xfffa3942);
 405       OP (FH, D, A, B, C,  8, 11, 0x8771f681);
 406       OP (FH, C, D, A, B, 11, 16, 0x6d9d6122);
 407       OP (FH, B, C, D, A, 14, 23, 0xfde5380c);
 408       OP (FH, A, B, C, D,  1,  4, 0xa4beea44);
 409       OP (FH, D, A, B, C,  4, 11, 0x4bdecfa9);
 410       OP (FH, C, D, A, B,  7, 16, 0xf6bb4b60);
 411       OP (FH, B, C, D, A, 10, 23, 0xbebfbc70);
 412       OP (FH, A, B, C, D, 13,  4, 0x289b7ec6);
 413       OP (FH, D, A, B, C,  0, 11, 0xeaa127fa);
 414       OP (FH, C, D, A, B,  3, 16, 0xd4ef3085);
 415       OP (FH, B, C, D, A,  6, 23, 0x04881d05);
 416       OP (FH, A, B, C, D,  9,  4, 0xd9d4d039);
 417       OP (FH, D, A, B, C, 12, 11, 0xe6db99e5);
 418       OP (FH, C, D, A, B, 15, 16, 0x1fa27cf8);
 419       OP (FH, B, C, D, A,  2, 23, 0xc4ac5665);
 420
 421       /* Round 4.  */
 422       OP (FI, A, B, C, D,  0,  6, 0xf4292244);
 423       OP (FI, D, A, B, C,  7, 10, 0x432aff97);
 424       OP (FI, C, D, A, B, 14, 15, 0xab9423a7);
 425       OP (FI, B, C, D, A,  5, 21, 0xfc93a039);
 426       OP (FI, A, B, C, D, 12,  6, 0x655b59c3);
 427       OP (FI, D, A, B, C,  3, 10, 0x8f0ccc92);
 428       OP (FI, C, D, A, B, 10, 15, 0xffeff47d);
 429       OP (FI, B, C, D, A,  1, 21, 0x85845dd1);
 430       OP (FI, A, B, C, D,  8,  6, 0x6fa87e4f);
 431       OP (FI, D, A, B, C, 15, 10, 0xfe2ce6e0);
 432       OP (FI, C, D, A, B,  6, 15, 0xa3014314);
 433       OP (FI, B, C, D, A, 13, 21, 0x4e0811a1);
 434       OP (FI, A, B, C, D,  4,  6, 0xf7537e82);
 435       OP (FI, D, A, B, C, 11, 10, 0xbd3af235);
 436       OP (FI, C, D, A, B,  2, 15, 0x2ad7d2bb);
 437       OP (FI, B, C, D, A,  9, 21, 0xeb86d391);
 438
 439       /* Add the starting values of the context.  */
 440       A += A_save;
 441       B += B_save;
 442       C += C_save;
 443       D += D_save;
 444     }
 445
 446   /* Put checksum in context given as argument.  */
 447   ctx->A = A;
 448   ctx->B = B;
 449   ctx->C = C;
 450   ctx->D = D;
 451 }