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 <sys/types.h>
  36 #ifdef WIN32
  37
  38 #ifndef BIG_ENDIAN
  39 #define BIG_ENDIAN    4321  /* to show byte order (taken from gcc) */
  40 #endif
  41 #ifndef LITTLE_ENDIAN
  42 #define LITTLE_ENDIAN 1234
  43 #endif
  44 #ifndef BYTE_ORDER
  45 #define BYTE_ORDER LITTLE_ENDIAN
  46 #endif
  47
  48 typedef unsigned __int64 u_int64_t;
  49
  50 #undef __P
  51 #ifndef __P
  52 #if __STDC__
  53 #define __P(protos) protos
  54 #else
  55 #define __P(protos) ()
  56 #endif
  57 #endif
  58
  59 #define bzero(b, len) (memset((b), '\0', (len)), (void) 0)
  60
  61 #else
  62 #include <sys/stat.h>
  63 #include <sys/cdefs.h>
  64 #include <sys/time.h>
  65 #endif
  66
  67 #include <string.h>
  68
  69 struct sha1_ctxt {
  70         union {
  71                 unsigned char           b8[20];
  72                 unsigned int            b32[5];
  73         } h;
  74         union {
  75                 unsigned char           b8[8];
  76                 u_int64_t               b64[1];
  77         } c;
  78         union {
  79                 unsigned char           b8[64];
  80                 unsigned int            b32[16];
  81         } m;
  82         unsigned char                   count;
  83 };
  84
  85 /* sanity check */
  86 #if BYTE_ORDER != BIG_ENDIAN
  87 # if BYTE_ORDER != LITTLE_ENDIAN
  88 #  define unsupported 1
  89 # endif
  90 #endif
  91
  92 #ifndef unsupported
  93
  94 /* constant table */
  95 static unsigned int _K[] = { 0x5a827999, 0x6ed9eba1, 0x8f1bbcdc, 0xca62c1d6 };
  96 #define K(t)    _K[(t) / 20]
  97
  98 #define F0(b, c, d)     (((b) & (c)) | ((~(b)) & (d)))
  99 #define F1(b, c, d)     (((b) ^ (c)) ^ (d))
 100 #define F2(b, c, d)     (((b) & (c)) | ((b) & (d)) | ((c) & (d)))
 101 #define F3(b, c, d)     (((b) ^ (c)) ^ (d))
 102
 103 #define S(n, x)         (((x) << (n)) | ((x) >> (32 - n)))
 104
 105 #define H(n)    (ctxt->h.b32[(n)])
 106 #define COUNT   (ctxt->count)
 107 #define BCOUNT  (ctxt->c.b64[0] / 8)
 108 #define W(n)    (ctxt->m.b32[(n)])
 109
 110 #define PUTBYTE(x)      { \
 111         ctxt->m.b8[(COUNT % 64)] = (x);         \
 112         COUNT++;                                \
 113         COUNT %= 64;                            \
 114         ctxt->c.b64[0] += 8;                    \
 115         if (COUNT % 64 == 0)                    \
 116                 sha1_step(ctxt);                \
 117         }
 118
 119 #define PUTPAD(x)       { \
 120         ctxt->m.b8[(COUNT % 64)] = (x);         \
 121         COUNT++;                                \
 122         COUNT %= 64;                            \
 123         if (COUNT % 64 == 0)                    \
 124                 sha1_step(ctxt);                \
 125         }
 126
 127 static void sha1_step __P((struct sha1_ctxt *));
 128
 129 static void
 130 sha1_step(struct sha1_ctxt *ctxt)
 131 {
 132         unsigned int    a, b, c, d, e, tmp;
 133         size_t t, s;
 134
 135 #if BYTE_ORDER == LITTLE_ENDIAN
 136         struct sha1_ctxt tctxt;
 137
 138         memcpy(&tctxt.m.b8[0], &ctxt->m.b8[0], 64);
 139         ctxt->m.b8[0] = tctxt.m.b8[3]; ctxt->m.b8[1] = tctxt.m.b8[2];
 140         ctxt->m.b8[2] = tctxt.m.b8[1]; ctxt->m.b8[3] = tctxt.m.b8[0];
 141         ctxt->m.b8[4] = tctxt.m.b8[7]; ctxt->m.b8[5] = tctxt.m.b8[6];
 142         ctxt->m.b8[6] = tctxt.m.b8[5]; ctxt->m.b8[7] = tctxt.m.b8[4];
 143         ctxt->m.b8[8] = tctxt.m.b8[11]; ctxt->m.b8[9] = tctxt.m.b8[10];
 144         ctxt->m.b8[10] = tctxt.m.b8[9]; ctxt->m.b8[11] = tctxt.m.b8[8];
 145         ctxt->m.b8[12] = tctxt.m.b8[15]; ctxt->m.b8[13] = tctxt.m.b8[14];
 146         ctxt->m.b8[14] = tctxt.m.b8[13]; ctxt->m.b8[15] = tctxt.m.b8[12];
 147         ctxt->m.b8[16] = tctxt.m.b8[19]; ctxt->m.b8[17] = tctxt.m.b8[18];
 148         ctxt->m.b8[18] = tctxt.m.b8[17]; ctxt->m.b8[19] = tctxt.m.b8[16];
 149         ctxt->m.b8[20] = tctxt.m.b8[23]; ctxt->m.b8[21] = tctxt.m.b8[22];
 150         ctxt->m.b8[22] = tctxt.m.b8[21]; ctxt->m.b8[23] = tctxt.m.b8[20];
 151         ctxt->m.b8[24] = tctxt.m.b8[27]; ctxt->m.b8[25] = tctxt.m.b8[26];
 152         ctxt->m.b8[26] = tctxt.m.b8[25]; ctxt->m.b8[27] = tctxt.m.b8[24];
 153         ctxt->m.b8[28] = tctxt.m.b8[31]; ctxt->m.b8[29] = tctxt.m.b8[30];
 154         ctxt->m.b8[30] = tctxt.m.b8[29]; ctxt->m.b8[31] = tctxt.m.b8[28];
 155         ctxt->m.b8[32] = tctxt.m.b8[35]; ctxt->m.b8[33] = tctxt.m.b8[34];
 156         ctxt->m.b8[34] = tctxt.m.b8[33]; ctxt->m.b8[35] = tctxt.m.b8[32];
 157         ctxt->m.b8[36] = tctxt.m.b8[39]; ctxt->m.b8[37] = tctxt.m.b8[38];
 158         ctxt->m.b8[38] = tctxt.m.b8[37]; ctxt->m.b8[39] = tctxt.m.b8[36];
 159         ctxt->m.b8[40] = tctxt.m.b8[43]; ctxt->m.b8[41] = tctxt.m.b8[42];
 160         ctxt->m.b8[42] = tctxt.m.b8[41]; ctxt->m.b8[43] = tctxt.m.b8[40];
 161         ctxt->m.b8[44] = tctxt.m.b8[47]; ctxt->m.b8[45] = tctxt.m.b8[46];
 162         ctxt->m.b8[46] = tctxt.m.b8[45]; ctxt->m.b8[47] = tctxt.m.b8[44];
 163         ctxt->m.b8[48] = tctxt.m.b8[51]; ctxt->m.b8[49] = tctxt.m.b8[50];
 164         ctxt->m.b8[50] = tctxt.m.b8[49]; ctxt->m.b8[51] = tctxt.m.b8[48];
 165         ctxt->m.b8[52] = tctxt.m.b8[55]; ctxt->m.b8[53] = tctxt.m.b8[54];
 166         ctxt->m.b8[54] = tctxt.m.b8[53]; ctxt->m.b8[55] = tctxt.m.b8[52];
 167         ctxt->m.b8[56] = tctxt.m.b8[59]; ctxt->m.b8[57] = tctxt.m.b8[58];
 168         ctxt->m.b8[58] = tctxt.m.b8[57]; ctxt->m.b8[59] = tctxt.m.b8[56];
 169         ctxt->m.b8[60] = tctxt.m.b8[63]; ctxt->m.b8[61] = tctxt.m.b8[62];
 170         ctxt->m.b8[62] = tctxt.m.b8[61]; ctxt->m.b8[63] = tctxt.m.b8[60];
 171 #endif
 172
 173         a = H(0); b = H(1); c = H(2); d = H(3); e = H(4);
 174
 175         for (t = 0; t < 20; t++) {
 176                 s = t & 0x0f;
 177                 if (t >= 16)
 178                         W(s) = S(1, W((s+13) & 0x0f) ^ W((s+8) & 0x0f) ^
 179                                                         W((s+2) & 0x0f) ^ W(s));
 180
 181                 tmp = S(5, a) + F0(b, c, d) + e + W(s) + K(t);
 182                 e = d; d = c; c = S(30, b); b = a; a = tmp;
 183         }
 184         for (t = 20; t < 40; t++) {
 185                 s = t & 0x0f;
 186                 W(s) = S(1, W((s+13) & 0x0f) ^ W((s+8) & 0x0f) ^
 187                                                         W((s+2) & 0x0f) ^ W(s));
 188                 tmp = S(5, a) + F1(b, c, d) + e + W(s) + K(t);
 189                 e = d; d = c; c = S(30, b); b = a; a = tmp;
 190         }
 191         for (t = 40; t < 60; t++) {
 192                 s = t & 0x0f;
 193                 W(s) = S(1, W((s+13) & 0x0f) ^ W((s+8) & 0x0f) ^
 194                                                         W((s+2) & 0x0f) ^ W(s));
 195                 tmp = S(5, a) + F2(b, c, d) + e + W(s) + K(t);
 196                 e = d; d = c; c = S(30, b); b = a; a = tmp;
 197         }
 198         for (t = 60; t < 80; t++) {
 199                 s = t & 0x0f;
 200                 W(s) = S(1, W((s+13) & 0x0f) ^ W((s+8) & 0x0f) ^
 201                                                         W((s+2) & 0x0f) ^ W(s));
 202                 tmp = S(5, a) + F3(b, c, d) + e + W(s) + K(t);
 203                 e = d; d = c; c = S(30, b); b = a; a = tmp;
 204         }
 205
 206         H(0) = H(0) + a;
 207         H(1) = H(1) + b;
 208         H(2) = H(2) + c;
 209         H(3) = H(3) + d;
 210         H(4) = H(4) + e;
 211
 212         bzero(&ctxt->m.b8[0], 64);
 213 }
 214
 215 /*------------------------------------------------------------*/
 216
 217 void
 218 sha1_init(struct sha1_ctxt *ctxt)
 219 {
 220         bzero(ctxt, sizeof(struct sha1_ctxt));
 221         H(0) = 0x67452301;
 222         H(1) = 0xefcdab89;
 223         H(2) = 0x98badcfe;
 224         H(3) = 0x10325476;
 225         H(4) = 0xc3d2e1f0;
 226 }
 227
 228 void
 229 sha1_pad(struct sha1_ctxt *ctxt)
 230 {
 231         size_t padlen;          /*pad length in bytes*/
 232         size_t padstart;
 233
 234         PUTPAD(0x80);
 235
 236         padstart = COUNT % 64;
 237         padlen = 64 - padstart;
 238         if (padlen < 8) {
 239                 bzero(&ctxt->m.b8[padstart], padlen);
 240                 COUNT += padlen;
 241                 COUNT %= 64;
 242                 sha1_step(ctxt);
 243                 padstart = COUNT % 64;  /* should be 0 */
 244                 padlen = 64 - padstart; /* should be 64 */
 245         }
 246         bzero(&ctxt->m.b8[padstart], padlen - 8);
 247         COUNT += (padlen - 8);
 248         COUNT %= 64;
 249 #if BYTE_ORDER == BIG_ENDIAN
 250         PUTPAD(ctxt->c.b8[0]); PUTPAD(ctxt->c.b8[1]);
 251         PUTPAD(ctxt->c.b8[2]); PUTPAD(ctxt->c.b8[3]);
 252         PUTPAD(ctxt->c.b8[4]); PUTPAD(ctxt->c.b8[5]);
 253         PUTPAD(ctxt->c.b8[6]); PUTPAD(ctxt->c.b8[7]);
 254 #else
 255         PUTPAD(ctxt->c.b8[7]); PUTPAD(ctxt->c.b8[6]);
 256         PUTPAD(ctxt->c.b8[5]); PUTPAD(ctxt->c.b8[4]);
 257         PUTPAD(ctxt->c.b8[3]); PUTPAD(ctxt->c.b8[2]);
 258         PUTPAD(ctxt->c.b8[1]); PUTPAD(ctxt->c.b8[0]);
 259 #endif
 260 }
 261
 262 void
 263 sha1_loop(struct sha1_ctxt *ctxt, const unsigned char *input, size_t len)
 264 {
 265         size_t gaplen;
 266         size_t gapstart;
 267         size_t off;
 268         size_t copysiz;
 269
 270         off = 0;
 271
 272         while (off < len) {
 273                 gapstart = COUNT % 64;
 274                 gaplen = 64 - gapstart;
 275
 276                 copysiz = (gaplen < len - off) ? gaplen : len - off;
 277                 memcpy(&ctxt->m.b8[gapstart], &input[off], copysiz);
 278                 COUNT += copysiz;
 279                 COUNT %= 64;
 280                 ctxt->c.b64[0] += copysiz * 8;
 281                 if (COUNT % 64 == 0)
 282                         sha1_step(ctxt);
 283                 off += copysiz;
 284         }
 285 }
 286
 287 void
 288 sha1_result(struct sha1_ctxt *ctxt, void *digest0)
 289 {
 290         unsigned char *digest;
 291
 292         digest = (unsigned char *)digest0;
 293         sha1_pad(ctxt);
 294 #if BYTE_ORDER == BIG_ENDIAN
 295         memcpy(digest, &ctxt->h.b8[0], 20);
 296 #else
 297         digest[0] = ctxt->h.b8[3]; digest[1] = ctxt->h.b8[2];
 298         digest[2] = ctxt->h.b8[1]; digest[3] = ctxt->h.b8[0];
 299         digest[4] = ctxt->h.b8[7]; digest[5] = ctxt->h.b8[6];
 300         digest[6] = ctxt->h.b8[5]; digest[7] = ctxt->h.b8[4];
 301         digest[8] = ctxt->h.b8[11]; digest[9] = ctxt->h.b8[10];
 302         digest[10] = ctxt->h.b8[9]; digest[11] = ctxt->h.b8[8];
 303         digest[12] = ctxt->h.b8[15]; digest[13] = ctxt->h.b8[14];
 304         digest[14] = ctxt->h.b8[13]; digest[15] = ctxt->h.b8[12];
 305         digest[16] = ctxt->h.b8[19]; digest[17] = ctxt->h.b8[18];
 306         digest[18] = ctxt->h.b8[17]; digest[19] = ctxt->h.b8[16];
 307 #endif
 308 }
 309
 310 /*
 311  * This should look and work like the libcrypto implementation
 312  */
 313
 314 unsigned char *
 315 SHA1(const unsigned char *d, size_t n, unsigned char *md)
 316 {
 317         struct sha1_ctxt ctx;
 318
 319         sha1_init(&ctx);
 320         sha1_loop(&ctx, d, n);
 321         sha1_result(&ctx, (void *)md);
 322
 323         return md;
 324 }
 325
 326 #endif /*unsupported*/