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