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