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