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 char u_int8_t;
  49 typedef unsigned int u_int32_t;
  50 typedef unsigned __int64 u_int64_t;
  51 typedef void* caddr_t;
  52
  53 #undef __P
  54 #ifndef __P
  55 #if __STDC__
  56 #define __P(protos) protos
  57 #else
  58 #define __P(protos) ()
  59 #endif
  60 #endif
  61
  62 #define bzero(b,len) (memset((b), '\0', (len)), (void) 0)
  63
  64 #else
  65 #include <sys/cdefs.h>
  66 #include <sys/time.h>
  67 #endif
  68
  69 #include <string.h>
  70
  71 struct sha1_ctxt {
  72         union {
  73                 u_int8_t        b8[20];
  74                 u_int32_t       b32[5];
  75         } h;
  76         union {
  77                 u_int8_t        b8[8];
  78                 u_int64_t       b64[1];
  79         } c;
  80         union {
  81                 u_int8_t        b8[64];
  82                 u_int32_t       b32[16];
  83         } m;
  84         u_int8_t        count;
  85 };
  86
  87 /* sanity check */
  88 #if BYTE_ORDER != BIG_ENDIAN
  89 # if BYTE_ORDER != LITTLE_ENDIAN
  90 #  define unsupported 1
  91 # endif
  92 #endif
  93
  94 #ifndef unsupported
  95
  96 /* constant table */
  97 static u_int32_t _K[] = { 0x5a827999, 0x6ed9eba1, 0x8f1bbcdc, 0xca62c1d6 };
  98 #define K(t)    _K[(t) / 20]
  99
 100 #define F0(b, c, d)     (((b) & (c)) | ((~(b)) & (d)))
 101 #define F1(b, c, d)     (((b) ^ (c)) ^ (d))
 102 #define F2(b, c, d)     (((b) & (c)) | ((b) & (d)) | ((c) & (d)))
 103 #define F3(b, c, d)     (((b) ^ (c)) ^ (d))
 104
 105 #define S(n, x)         (((x) << (n)) | ((x) >> (32 - n)))
 106
 107 #define H(n)    (ctxt->h.b32[(n)])
 108 #define COUNT   (ctxt->count)
 109 #define BCOUNT  (ctxt->c.b64[0] / 8)
 110 #define W(n)    (ctxt->m.b32[(n)])
 111
 112 #define PUTBYTE(x)      { \
 113         ctxt->m.b8[(COUNT % 64)] = (x);         \
 114         COUNT++;                                \
 115         COUNT %= 64;                            \
 116         ctxt->c.b64[0] += 8;                    \
 117         if (COUNT % 64 == 0)                    \
 118                 sha1_step(ctxt);                \
 119      }
 120
 121 #define PUTPAD(x)       { \
 122         ctxt->m.b8[(COUNT % 64)] = (x);         \
 123         COUNT++;                                \
 124         COUNT %= 64;                            \
 125         if (COUNT % 64 == 0)                    \
 126                 sha1_step(ctxt);                \
 127      }
 128
 129 static void sha1_step __P((struct sha1_ctxt *));
 130
 131 static void
 132 sha1_step(struct sha1_ctxt *ctxt)
 133 {
 134         u_int32_t       a, b, c, d, e;
 135         size_t t, s;
 136         u_int32_t       tmp;
 137
 138 #if BYTE_ORDER == LITTLE_ENDIAN
 139         struct sha1_ctxt tctxt;
 140
 141         memcpy(&tctxt.m.b8[0], &ctxt->m.b8[0], 64);
 142         ctxt->m.b8[0] = tctxt.m.b8[3]; ctxt->m.b8[1] = tctxt.m.b8[2];
 143         ctxt->m.b8[2] = tctxt.m.b8[1]; ctxt->m.b8[3] = tctxt.m.b8[0];
 144         ctxt->m.b8[4] = tctxt.m.b8[7]; ctxt->m.b8[5] = tctxt.m.b8[6];
 145         ctxt->m.b8[6] = tctxt.m.b8[5]; ctxt->m.b8[7] = tctxt.m.b8[4];
 146         ctxt->m.b8[8] = tctxt.m.b8[11]; ctxt->m.b8[9] = tctxt.m.b8[10];
 147         ctxt->m.b8[10] = tctxt.m.b8[9]; ctxt->m.b8[11] = tctxt.m.b8[8];
 148         ctxt->m.b8[12] = tctxt.m.b8[15]; ctxt->m.b8[13] = tctxt.m.b8[14];
 149         ctxt->m.b8[14] = tctxt.m.b8[13]; ctxt->m.b8[15] = tctxt.m.b8[12];
 150         ctxt->m.b8[16] = tctxt.m.b8[19]; ctxt->m.b8[17] = tctxt.m.b8[18];
 151         ctxt->m.b8[18] = tctxt.m.b8[17]; ctxt->m.b8[19] = tctxt.m.b8[16];
 152         ctxt->m.b8[20] = tctxt.m.b8[23]; ctxt->m.b8[21] = tctxt.m.b8[22];
 153         ctxt->m.b8[22] = tctxt.m.b8[21]; ctxt->m.b8[23] = tctxt.m.b8[20];
 154         ctxt->m.b8[24] = tctxt.m.b8[27]; ctxt->m.b8[25] = tctxt.m.b8[26];
 155         ctxt->m.b8[26] = tctxt.m.b8[25]; ctxt->m.b8[27] = tctxt.m.b8[24];
 156         ctxt->m.b8[28] = tctxt.m.b8[31]; ctxt->m.b8[29] = tctxt.m.b8[30];
 157         ctxt->m.b8[30] = tctxt.m.b8[29]; ctxt->m.b8[31] = tctxt.m.b8[28];
 158         ctxt->m.b8[32] = tctxt.m.b8[35]; ctxt->m.b8[33] = tctxt.m.b8[34];
 159         ctxt->m.b8[34] = tctxt.m.b8[33]; ctxt->m.b8[35] = tctxt.m.b8[32];
 160         ctxt->m.b8[36] = tctxt.m.b8[39]; ctxt->m.b8[37] = tctxt.m.b8[38];
 161         ctxt->m.b8[38] = tctxt.m.b8[37]; ctxt->m.b8[39] = tctxt.m.b8[36];
 162         ctxt->m.b8[40] = tctxt.m.b8[43]; ctxt->m.b8[41] = tctxt.m.b8[42];
 163         ctxt->m.b8[42] = tctxt.m.b8[41]; ctxt->m.b8[43] = tctxt.m.b8[40];
 164         ctxt->m.b8[44] = tctxt.m.b8[47]; ctxt->m.b8[45] = tctxt.m.b8[46];
 165         ctxt->m.b8[46] = tctxt.m.b8[45]; ctxt->m.b8[47] = tctxt.m.b8[44];
 166         ctxt->m.b8[48] = tctxt.m.b8[51]; ctxt->m.b8[49] = tctxt.m.b8[50];
 167         ctxt->m.b8[50] = tctxt.m.b8[49]; ctxt->m.b8[51] = tctxt.m.b8[48];
 168         ctxt->m.b8[52] = tctxt.m.b8[55]; ctxt->m.b8[53] = tctxt.m.b8[54];
 169         ctxt->m.b8[54] = tctxt.m.b8[53]; ctxt->m.b8[55] = tctxt.m.b8[52];
 170         ctxt->m.b8[56] = tctxt.m.b8[59]; ctxt->m.b8[57] = tctxt.m.b8[58];
 171         ctxt->m.b8[58] = tctxt.m.b8[57]; ctxt->m.b8[59] = tctxt.m.b8[56];
 172         ctxt->m.b8[60] = tctxt.m.b8[63]; ctxt->m.b8[61] = tctxt.m.b8[62];
 173         ctxt->m.b8[62] = tctxt.m.b8[61]; ctxt->m.b8[63] = tctxt.m.b8[60];
 174 #endif
 175
 176         a = H(0); b = H(1); c = H(2); d = H(3); e = H(4);
 177
 178         for (t = 0; t < 20; t++) {
 179                 s = t & 0x0f;
 180                 if (t >= 16)
 181                         W(s) = S(1, W((s+13) & 0x0f) ^ W((s+8) & 0x0f) ^
 182                                                         W((s+2) & 0x0f) ^ W(s));
 183
 184                 tmp = S(5, a) + F0(b, c, d) + e + W(s) + K(t);
 185                 e = d; d = c; c = S(30, b); b = a; a = tmp;
 186         }
 187         for (t = 20; t < 40; t++) {
 188                 s = t & 0x0f;
 189                 W(s) = S(1, W((s+13) & 0x0f) ^ W((s+8) & 0x0f) ^
 190                                                         W((s+2) & 0x0f) ^ W(s));
 191                 tmp = S(5, a) + F1(b, c, d) + e + W(s) + K(t);
 192                 e = d; d = c; c = S(30, b); b = a; a = tmp;
 193         }
 194         for (t = 40; t < 60; t++) {
 195                 s = t & 0x0f;
 196                 W(s) = S(1, W((s+13) & 0x0f) ^ W((s+8) & 0x0f) ^
 197                                                         W((s+2) & 0x0f) ^ W(s));
 198                 tmp = S(5, a) + F2(b, c, d) + e + W(s) + K(t);
 199                 e = d; d = c; c = S(30, b); b = a; a = tmp;
 200         }
 201         for (t = 60; t < 80; t++) {
 202                 s = t & 0x0f;
 203                 W(s) = S(1, W((s+13) & 0x0f) ^ W((s+8) & 0x0f) ^
 204                                                         W((s+2) & 0x0f) ^ W(s));
 205                 tmp = S(5, a) + F3(b, c, d) + e + W(s) + K(t);
 206                 e = d; d = c; c = S(30, b); b = a; a = tmp;
 207         }
 208
 209         H(0) = H(0) + a;
 210         H(1) = H(1) + b;
 211         H(2) = H(2) + c;
 212         H(3) = H(3) + d;
 213         H(4) = H(4) + e;
 214
 215         bzero(&ctxt->m.b8[0], 64);
 216 }
 217
 218 /*------------------------------------------------------------*/
 219
 220 void
 221 sha1_init(struct sha1_ctxt *ctxt)
 222 {
 223         bzero(ctxt, sizeof(struct sha1_ctxt));
 224         H(0) = 0x67452301;
 225         H(1) = 0xefcdab89;
 226         H(2) = 0x98badcfe;
 227         H(3) = 0x10325476;
 228         H(4) = 0xc3d2e1f0;
 229 }
 230
 231 void
 232 sha1_pad(struct sha1_ctxt *ctxt)
 233 {
 234         size_t padlen;          /*pad length in bytes*/
 235         size_t padstart;
 236
 237         PUTPAD(0x80);
 238
 239         padstart = COUNT % 64;
 240         padlen = 64 - padstart;
 241         if (padlen < 8) {
 242                 bzero(&ctxt->m.b8[padstart], padlen);
 243                 COUNT += padlen;
 244                 COUNT %= 64;
 245                 sha1_step(ctxt);
 246                 padstart = COUNT % 64;  /* should be 0 */
 247                 padlen = 64 - padstart; /* should be 64 */
 248         }
 249         bzero(&ctxt->m.b8[padstart], padlen - 8);
 250         COUNT += (padlen - 8);
 251         COUNT %= 64;
 252 #if BYTE_ORDER == BIG_ENDIAN
 253         PUTPAD(ctxt->c.b8[0]); PUTPAD(ctxt->c.b8[1]);
 254         PUTPAD(ctxt->c.b8[2]); PUTPAD(ctxt->c.b8[3]);
 255         PUTPAD(ctxt->c.b8[4]); PUTPAD(ctxt->c.b8[5]);
 256         PUTPAD(ctxt->c.b8[6]); PUTPAD(ctxt->c.b8[7]);
 257 #else
 258         PUTPAD(ctxt->c.b8[7]); PUTPAD(ctxt->c.b8[6]);
 259         PUTPAD(ctxt->c.b8[5]); PUTPAD(ctxt->c.b8[4]);
 260         PUTPAD(ctxt->c.b8[3]); PUTPAD(ctxt->c.b8[2]);
 261         PUTPAD(ctxt->c.b8[1]); PUTPAD(ctxt->c.b8[0]);
 262 #endif
 263 }
 264
 265 void
 266 sha1_loop(struct sha1_ctxt *ctxt, const u_int8_t *input, size_t len)
 267 {
 268         size_t gaplen;
 269         size_t gapstart;
 270         size_t off;
 271         size_t copysiz;
 272
 273         off = 0;
 274
 275         while (off < len) {
 276                 gapstart = COUNT % 64;
 277                 gaplen = 64 - gapstart;
 278
 279                 copysiz = (gaplen < len - off) ? gaplen : len - off;
 280                 memcpy(&ctxt->m.b8[gapstart], &input[off], copysiz);
 281                 COUNT += copysiz;
 282                 COUNT %= 64;
 283                 ctxt->c.b64[0] += copysiz * 8;
 284                 if (COUNT % 64 == 0)
 285                         sha1_step(ctxt);
 286                 off += copysiz;
 287         }
 288 }
 289
 290 void
 291 sha1_result(struct sha1_ctxt *ctxt, caddr_t digest0)
 292 {
 293         u_int8_t *digest;
 294
 295         digest = (u_int8_t *)digest0;
 296         sha1_pad(ctxt);
 297 #if BYTE_ORDER == BIG_ENDIAN
 298         memcpy(digest, &ctxt->h.b8[0], 20);
 299 #else
 300         digest[0] = ctxt->h.b8[3]; digest[1] = ctxt->h.b8[2];
 301         digest[2] = ctxt->h.b8[1]; digest[3] = ctxt->h.b8[0];
 302         digest[4] = ctxt->h.b8[7]; digest[5] = ctxt->h.b8[6];
 303         digest[6] = ctxt->h.b8[5]; digest[7] = ctxt->h.b8[4];
 304         digest[8] = ctxt->h.b8[11]; digest[9] = ctxt->h.b8[10];
 305         digest[10] = ctxt->h.b8[9]; digest[11] = ctxt->h.b8[8];
 306         digest[12] = ctxt->h.b8[15]; digest[13] = ctxt->h.b8[14];
 307         digest[14] = ctxt->h.b8[13]; digest[15] = ctxt->h.b8[12];
 308         digest[16] = ctxt->h.b8[19]; digest[17] = ctxt->h.b8[18];
 309         digest[18] = ctxt->h.b8[17]; digest[19] = ctxt->h.b8[16];
 310 #endif
 311 }
 312
 313 /*
 314  * This should look and work like the libcrypto implementation
 315  */
 316
 317 unsigned char *
 318 SHA1(const unsigned char *d, size_t n, unsigned char *md)
 319 {
 320         struct sha1_ctxt ctx;
 321
 322         sha1_init(&ctx);
 323         sha1_loop(&ctx, d, n);
 324         sha1_result(&ctx, (caddr_t)md);
 325
 326         return md;
 327 }
 328
 329 #endif /*unsupported*/