lib/sha-1.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 1995, 1996, 1997, and 1998 WIDE Project.
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  * 3. Neither the name of the project nor the names of its contributors
  14  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  15  *    without specific prior written permission.
  16  *
  17  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE PROJECT AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  18  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  19  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  20  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE PROJECT OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  21  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  22  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  23  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  24  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  25  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  26  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  27  * SUCH DAMAGE.
  28  */
  29 /*
  30  * FIPS pub 180-1: Secure Hash Algorithm (SHA-1)
  31  * based on: http://csrc.nist.gov/fips/fip180-1.txt
  32  * implemented by Jun-ichiro itojun Itoh <itojun@itojun.org>
  33  */
  34
  35 #include "private-libwebsockets.h"
  36
  37 #ifdef LWS_HAVE_SYS_TYPES_H
  38 #include <sys/types.h>
  39 #endif
  40
  41 struct sha1_ctxt {
  42         union {
  43                 unsigned char           b8[20];
  44                 unsigned int            b32[5];
  45         } h;
  46         union {
  47                 unsigned char           b8[8];
  48                 u_int64_t               b64[1];
  49         } c;
  50         union {
  51                 unsigned char           b8[64];
  52                 unsigned int            b32[16];
  53         } m;
  54         unsigned char                   count;
  55 };
  56
  57 /* sanity check */
  58 #if !defined(BYTE_ORDER) || !defined(LITTLE_ENDIAN) || !defined(BIG_ENDIAN)
  59 # define unsupported 1
  60 #elif BYTE_ORDER != BIG_ENDIAN
  61 # if BYTE_ORDER != LITTLE_ENDIAN
  62 #  define unsupported 1
  63 # endif
  64 #endif
  65
  66 #ifndef unsupported
  67
  68 /* constant table */
  69 static const unsigned int _K[] =
  70                         { 0x5a827999, 0x6ed9eba1, 0x8f1bbcdc, 0xca62c1d6 };
  71 #define K(t)    _K[(t) / 20]
  72
  73 #define F0(b, c, d)     (((b) & (c)) | ((~(b)) & (d)))
  74 #define F1(b, c, d)     (((b) ^ (c)) ^ (d))
  75 #define F2(b, c, d)     (((b) & (c)) | ((b) & (d)) | ((c) & (d)))
  76 #define F3(b, c, d)     (((b) ^ (c)) ^ (d))
  77
  78 #define S(n, x)         (((x) << (n)) | ((x) >> (32 - n)))
  79
  80 #define H(n)    (ctxt->h.b32[(n)])
  81 #define COUNT   (ctxt->count)
  82 #define BCOUNT  (ctxt->c.b64[0] / 8)
  83 #define W(n)    (ctxt->m.b32[(n)])
  84
  85 #define PUTBYTE(x)      { \
  86         ctxt->m.b8[(COUNT % 64)] = (x);         \
  87         COUNT++;                                \
  88         COUNT %= 64;                            \
  89         ctxt->c.b64[0] += 8;                    \
  90         if (COUNT % 64 == 0)                    \
  91                 sha1_step(ctxt);                \
  92         }
  93
  94 #define PUTPAD(x)       { \
  95         ctxt->m.b8[(COUNT % 64)] = (x);         \
  96         COUNT++;                                \
  97         COUNT %= 64;                            \
  98         if (COUNT % 64 == 0)                    \
  99                 sha1_step(ctxt);                \
 100         }
 101
 102
 103 static void
 104 sha1_step(struct sha1_ctxt *ctxt)
 105 {
 106         unsigned int    a, b, c, d, e, tmp;
 107         size_t t, s;
 108
 109 #if BYTE_ORDER == LITTLE_ENDIAN
 110         struct sha1_ctxt tctxt;
 111
 112         memcpy(&tctxt.m.b8[0], &ctxt->m.b8[0], 64);
 113         ctxt->m.b8[0] = tctxt.m.b8[3]; ctxt->m.b8[1] = tctxt.m.b8[2];
 114         ctxt->m.b8[2] = tctxt.m.b8[1]; ctxt->m.b8[3] = tctxt.m.b8[0];
 115         ctxt->m.b8[4] = tctxt.m.b8[7]; ctxt->m.b8[5] = tctxt.m.b8[6];
 116         ctxt->m.b8[6] = tctxt.m.b8[5]; ctxt->m.b8[7] = tctxt.m.b8[4];
 117         ctxt->m.b8[8] = tctxt.m.b8[11]; ctxt->m.b8[9] = tctxt.m.b8[10];
 118         ctxt->m.b8[10] = tctxt.m.b8[9]; ctxt->m.b8[11] = tctxt.m.b8[8];
 119         ctxt->m.b8[12] = tctxt.m.b8[15]; ctxt->m.b8[13] = tctxt.m.b8[14];
 120         ctxt->m.b8[14] = tctxt.m.b8[13]; ctxt->m.b8[15] = tctxt.m.b8[12];
 121         ctxt->m.b8[16] = tctxt.m.b8[19]; ctxt->m.b8[17] = tctxt.m.b8[18];
 122         ctxt->m.b8[18] = tctxt.m.b8[17]; ctxt->m.b8[19] = tctxt.m.b8[16];
 123         ctxt->m.b8[20] = tctxt.m.b8[23]; ctxt->m.b8[21] = tctxt.m.b8[22];
 124         ctxt->m.b8[22] = tctxt.m.b8[21]; ctxt->m.b8[23] = tctxt.m.b8[20];
 125         ctxt->m.b8[24] = tctxt.m.b8[27]; ctxt->m.b8[25] = tctxt.m.b8[26];
 126         ctxt->m.b8[26] = tctxt.m.b8[25]; ctxt->m.b8[27] = tctxt.m.b8[24];
 127         ctxt->m.b8[28] = tctxt.m.b8[31]; ctxt->m.b8[29] = tctxt.m.b8[30];
 128         ctxt->m.b8[30] = tctxt.m.b8[29]; ctxt->m.b8[31] = tctxt.m.b8[28];
 129         ctxt->m.b8[32] = tctxt.m.b8[35]; ctxt->m.b8[33] = tctxt.m.b8[34];
 130         ctxt->m.b8[34] = tctxt.m.b8[33]; ctxt->m.b8[35] = tctxt.m.b8[32];
 131         ctxt->m.b8[36] = tctxt.m.b8[39]; ctxt->m.b8[37] = tctxt.m.b8[38];
 132         ctxt->m.b8[38] = tctxt.m.b8[37]; ctxt->m.b8[39] = tctxt.m.b8[36];
 133         ctxt->m.b8[40] = tctxt.m.b8[43]; ctxt->m.b8[41] = tctxt.m.b8[42];
 134         ctxt->m.b8[42] = tctxt.m.b8[41]; ctxt->m.b8[43] = tctxt.m.b8[40];
 135         ctxt->m.b8[44] = tctxt.m.b8[47]; ctxt->m.b8[45] = tctxt.m.b8[46];
 136         ctxt->m.b8[46] = tctxt.m.b8[45]; ctxt->m.b8[47] = tctxt.m.b8[44];
 137         ctxt->m.b8[48] = tctxt.m.b8[51]; ctxt->m.b8[49] = tctxt.m.b8[50];
 138         ctxt->m.b8[50] = tctxt.m.b8[49]; ctxt->m.b8[51] = tctxt.m.b8[48];
 139         ctxt->m.b8[52] = tctxt.m.b8[55]; ctxt->m.b8[53] = tctxt.m.b8[54];
 140         ctxt->m.b8[54] = tctxt.m.b8[53]; ctxt->m.b8[55] = tctxt.m.b8[52];
 141         ctxt->m.b8[56] = tctxt.m.b8[59]; ctxt->m.b8[57] = tctxt.m.b8[58];
 142         ctxt->m.b8[58] = tctxt.m.b8[57]; ctxt->m.b8[59] = tctxt.m.b8[56];
 143         ctxt->m.b8[60] = tctxt.m.b8[63]; ctxt->m.b8[61] = tctxt.m.b8[62];
 144         ctxt->m.b8[62] = tctxt.m.b8[61]; ctxt->m.b8[63] = tctxt.m.b8[60];
 145 #endif
 146
 147         a = H(0); b = H(1); c = H(2); d = H(3); e = H(4);
 148
 149         for (t = 0; t < 20; t++) {
 150                 s = t & 0x0f;
 151                 if (t >= 16)
 152                         W(s) = S(1, W((s+13) & 0x0f) ^ W((s+8) & 0x0f) ^
 153                                                         W((s+2) & 0x0f) ^ W(s));
 154
 155                 tmp = S(5, a) + F0(b, c, d) + e + W(s) + K(t);
 156                 e = d; d = c; c = S(30, b); b = a; a = tmp;
 157         }
 158         for (t = 20; t < 40; t++) {
 159                 s = t & 0x0f;
 160                 W(s) = S(1, W((s+13) & 0x0f) ^ W((s+8) & 0x0f) ^
 161                                                         W((s+2) & 0x0f) ^ W(s));
 162                 tmp = S(5, a) + F1(b, c, d) + e + W(s) + K(t);
 163                 e = d; d = c; c = S(30, b); b = a; a = tmp;
 164         }
 165         for (t = 40; t < 60; t++) {
 166                 s = t & 0x0f;
 167                 W(s) = S(1, W((s+13) & 0x0f) ^ W((s+8) & 0x0f) ^
 168                                                         W((s+2) & 0x0f) ^ W(s));
 169                 tmp = S(5, a) + F2(b, c, d) + e + W(s) + K(t);
 170                 e = d; d = c; c = S(30, b); b = a; a = tmp;
 171         }
 172         for (t = 60; t < 80; t++) {
 173                 s = t & 0x0f;
 174                 W(s) = S(1, W((s+13) & 0x0f) ^ W((s+8) & 0x0f) ^
 175                                                         W((s+2) & 0x0f) ^ W(s));
 176                 tmp = S(5, a) + F3(b, c, d) + e + W(s) + K(t);
 177                 e = d; d = c; c = S(30, b); b = a; a = tmp;
 178         }
 179
 180         H(0) = H(0) + a;
 181         H(1) = H(1) + b;
 182         H(2) = H(2) + c;
 183         H(3) = H(3) + d;
 184         H(4) = H(4) + e;
 185
 186         bzero(&ctxt->m.b8[0], 64);
 187 }
 188
 189 /*------------------------------------------------------------*/
 190
 191 static void
 192 _sha1_init(struct sha1_ctxt *ctxt)
 193 {
 194         bzero(ctxt, sizeof(struct sha1_ctxt));
 195         H(0) = 0x67452301;
 196         H(1) = 0xefcdab89;
 197         H(2) = 0x98badcfe;
 198         H(3) = 0x10325476;
 199         H(4) = 0xc3d2e1f0;
 200 }
 201
 202 void
 203 sha1_pad(struct sha1_ctxt *ctxt)
 204 {
 205         size_t padlen;          /*pad length in bytes*/
 206         size_t padstart;
 207
 208         PUTPAD(0x80);
 209
 210         padstart = COUNT % 64;
 211         padlen = 64 - padstart;
 212         if (padlen < 8) {
 213                 bzero(&ctxt->m.b8[padstart], padlen);
 214                 COUNT += (unsigned char)padlen;
 215                 COUNT %= 64;
 216                 sha1_step(ctxt);
 217                 padstart = COUNT % 64;  /* should be 0 */
 218                 padlen = 64 - padstart; /* should be 64 */
 219         }
 220         bzero(&ctxt->m.b8[padstart], padlen - 8);
 221         COUNT += ((unsigned char)padlen - 8);
 222         COUNT %= 64;
 223 #if BYTE_ORDER == BIG_ENDIAN
 224         PUTPAD(ctxt->c.b8[0]); PUTPAD(ctxt->c.b8[1]);
 225         PUTPAD(ctxt->c.b8[2]); PUTPAD(ctxt->c.b8[3]);
 226         PUTPAD(ctxt->c.b8[4]); PUTPAD(ctxt->c.b8[5]);
 227         PUTPAD(ctxt->c.b8[6]); PUTPAD(ctxt->c.b8[7]);
 228 #else
 229         PUTPAD(ctxt->c.b8[7]); PUTPAD(ctxt->c.b8[6]);
 230         PUTPAD(ctxt->c.b8[5]); PUTPAD(ctxt->c.b8[4]);
 231         PUTPAD(ctxt->c.b8[3]); PUTPAD(ctxt->c.b8[2]);
 232         PUTPAD(ctxt->c.b8[1]); PUTPAD(ctxt->c.b8[0]);
 233 #endif
 234 }
 235
 236 void
 237 sha1_loop(struct sha1_ctxt *ctxt, const unsigned char *input, size_t len)
 238 {
 239         size_t gaplen;
 240         size_t gapstart;
 241         size_t off;
 242         size_t copysiz;
 243
 244         off = 0;
 245
 246         while (off < len) {
 247                 gapstart = COUNT % 64;
 248                 gaplen = 64 - gapstart;
 249
 250                 copysiz = (gaplen < len - off) ? gaplen : len - off;
 251                 memcpy(&ctxt->m.b8[gapstart], &input[off], copysiz);
 252                 COUNT += (unsigned char)copysiz;
 253                 COUNT %= 64;
 254                 ctxt->c.b64[0] += copysiz * 8;
 255                 if (COUNT % 64 == 0)
 256                         sha1_step(ctxt);
 257                 off += copysiz;
 258         }
 259 }
 260
 261 void
 262 sha1_result(struct sha1_ctxt *ctxt, void *digest0)
 263 {
 264         unsigned char *digest;
 265
 266         digest = (unsigned char *)digest0;
 267         sha1_pad(ctxt);
 268 #if BYTE_ORDER == BIG_ENDIAN
 269         memcpy(digest, &ctxt->h.b8[0], 20);
 270 #else
 271         digest[0] = ctxt->h.b8[3]; digest[1] = ctxt->h.b8[2];
 272         digest[2] = ctxt->h.b8[1]; digest[3] = ctxt->h.b8[0];
 273         digest[4] = ctxt->h.b8[7]; digest[5] = ctxt->h.b8[6];
 274         digest[6] = ctxt->h.b8[5]; digest[7] = ctxt->h.b8[4];
 275         digest[8] = ctxt->h.b8[11]; digest[9] = ctxt->h.b8[10];
 276         digest[10] = ctxt->h.b8[9]; digest[11] = ctxt->h.b8[8];
 277         digest[12] = ctxt->h.b8[15]; digest[13] = ctxt->h.b8[14];
 278         digest[14] = ctxt->h.b8[13]; digest[15] = ctxt->h.b8[12];
 279         digest[16] = ctxt->h.b8[19]; digest[17] = ctxt->h.b8[18];
 280         digest[18] = ctxt->h.b8[17]; digest[19] = ctxt->h.b8[16];
 281 #endif
 282 }
 283
 284 /*
 285  * This should look and work like the libcrypto implementation
 286  */
 287
 288 LWS_VISIBLE unsigned char *
 289 lws_SHA1(const unsigned char *d, size_t n, unsigned char *md)
 290 {
 291         struct sha1_ctxt ctx;
 292
 293         _sha1_init(&ctx);
 294         sha1_loop(&ctx, d, n);
 295         sha1_result(&ctx, (void *)md);
 296
 297         return md;
 298 }
 299
 300 #endif /*unsupported*/