lib/sha256.c

   1 /*
   2  * SHA-256, as specified in
   3  * http://csrc.nist.gov/groups/STM/cavp/documents/shs/sha256-384-512.pdf
   4  *
   5  * SHA-256 code by Jean-Luc Cooke <jlcooke@certainkey.com>.
   6  *
   7  * Copyright (c) Jean-Luc Cooke <jlcooke@certainkey.com>
   8  * Copyright (c) Andrew McDonald <andrew@mcdonald.org.uk>
   9  * Copyright (c) 2002 James Morris <jmorris@intercode.com.au>
  10  * Copyright (c) 2014 Red Hat Inc.
  11  *
  12  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
  13  * under the terms of the GNU General Public License as published by the Free
  14  * Software Foundation; either version 2 of the License, or (at your option)
  15  * any later version.
  16  */
  17
  18 #include <linux/bitops.h>
  19 #include <linux/sha256.h>
  20 #include <linux/string.h>
  21 #include <asm/byteorder.h>
  22
  23 static inline u32 Ch(u32 x, u32 y, u32 z)
  24 {
  25         return z ^ (x & (y ^ z));
  26 }
  27
  28 static inline u32 Maj(u32 x, u32 y, u32 z)
  29 {
  30         return (x & y) | (z & (x | y));
  31 }
  32
  33 #define e0(x)       (ror32(x, 2) ^ ror32(x, 13) ^ ror32(x, 22))
  34 #define e1(x)       (ror32(x, 6) ^ ror32(x, 11) ^ ror32(x, 25))
  35 #define s0(x)       (ror32(x, 7) ^ ror32(x, 18) ^ (x >> 3))
  36 #define s1(x)       (ror32(x, 17) ^ ror32(x, 19) ^ (x >> 10))
  37
  38 static inline void LOAD_OP(int I, u32 *W, const u8 *input)
  39 {
  40         W[I] = __be32_to_cpu(((__be32 *)(input))[I]);
  41 }
  42
  43 static inline void BLEND_OP(int I, u32 *W)
  44 {
  45         W[I] = s1(W[I-2]) + W[I-7] + s0(W[I-15]) + W[I-16];
  46 }
  47
  48 static void sha256_transform(u32 *state, const u8 *input)
  49 {
  50         u32 a, b, c, d, e, f, g, h, t1, t2;
  51         u32 W[64];
  52         int i;
  53
  54         /* load the input */
  55         for (i = 0; i < 16; i++)
  56                 LOAD_OP(i, W, input);
  57
  58         /* now blend */
  59         for (i = 16; i < 64; i++)
  60                 BLEND_OP(i, W);
  61
  62         /* load the state into our registers */
  63         a = state[0];  b = state[1];  c = state[2];  d = state[3];
  64         e = state[4];  f = state[5];  g = state[6];  h = state[7];
  65
  66         /* now iterate */
  67         t1 = h + e1(e) + Ch(e, f, g) + 0x428a2f98 + W[0];
  68         t2 = e0(a) + Maj(a, b, c);    d += t1;    h = t1 + t2;
  69         t1 = g + e1(d) + Ch(d, e, f) + 0x71374491 + W[1];
  70         t2 = e0(h) + Maj(h, a, b);    c += t1;    g = t1 + t2;
  71         t1 = f + e1(c) + Ch(c, d, e) + 0xb5c0fbcf + W[2];
  72         t2 = e0(g) + Maj(g, h, a);    b += t1;    f = t1 + t2;
  73         t1 = e + e1(b) + Ch(b, c, d) + 0xe9b5dba5 + W[3];
  74         t2 = e0(f) + Maj(f, g, h);    a += t1;    e = t1 + t2;
  75         t1 = d + e1(a) + Ch(a, b, c) + 0x3956c25b + W[4];
  76         t2 = e0(e) + Maj(e, f, g);    h += t1;    d = t1 + t2;
  77         t1 = c + e1(h) + Ch(h, a, b) + 0x59f111f1 + W[5];
  78         t2 = e0(d) + Maj(d, e, f);    g += t1;    c = t1 + t2;
  79         t1 = b + e1(g) + Ch(g, h, a) + 0x923f82a4 + W[6];
  80         t2 = e0(c) + Maj(c, d, e);    f += t1;    b = t1 + t2;
  81         t1 = a + e1(f) + Ch(f, g, h) + 0xab1c5ed5 + W[7];
  82         t2 = e0(b) + Maj(b, c, d);    e += t1;    a = t1 + t2;
  83
  84         t1 = h + e1(e) + Ch(e, f, g) + 0xd807aa98 + W[8];
  85         t2 = e0(a) + Maj(a, b, c);    d += t1;    h = t1 + t2;
  86         t1 = g + e1(d) + Ch(d, e, f) + 0x12835b01 + W[9];
  87         t2 = e0(h) + Maj(h, a, b);    c += t1;    g = t1 + t2;
  88         t1 = f + e1(c) + Ch(c, d, e) + 0x243185be + W[10];
  89         t2 = e0(g) + Maj(g, h, a);    b += t1;    f = t1 + t2;
  90         t1 = e + e1(b) + Ch(b, c, d) + 0x550c7dc3 + W[11];
  91         t2 = e0(f) + Maj(f, g, h);    a += t1;    e = t1 + t2;
  92         t1 = d + e1(a) + Ch(a, b, c) + 0x72be5d74 + W[12];
  93         t2 = e0(e) + Maj(e, f, g);    h += t1;    d = t1 + t2;
  94         t1 = c + e1(h) + Ch(h, a, b) + 0x80deb1fe + W[13];
  95         t2 = e0(d) + Maj(d, e, f);    g += t1;    c = t1 + t2;
  96         t1 = b + e1(g) + Ch(g, h, a) + 0x9bdc06a7 + W[14];
  97         t2 = e0(c) + Maj(c, d, e);    f += t1;    b = t1 + t2;
  98         t1 = a + e1(f) + Ch(f, g, h) + 0xc19bf174 + W[15];
  99         t2 = e0(b) + Maj(b, c, d);    e += t1;    a = t1+t2;
 100
 101         t1 = h + e1(e) + Ch(e, f, g) + 0xe49b69c1 + W[16];
 102         t2 = e0(a) + Maj(a, b, c);    d += t1;    h = t1+t2;
 103         t1 = g + e1(d) + Ch(d, e, f) + 0xefbe4786 + W[17];
 104         t2 = e0(h) + Maj(h, a, b);    c += t1;    g = t1+t2;
 105         t1 = f + e1(c) + Ch(c, d, e) + 0x0fc19dc6 + W[18];
 106         t2 = e0(g) + Maj(g, h, a);    b += t1;    f = t1+t2;
 107         t1 = e + e1(b) + Ch(b, c, d) + 0x240ca1cc + W[19];
 108         t2 = e0(f) + Maj(f, g, h);    a += t1;    e = t1+t2;
 109         t1 = d + e1(a) + Ch(a, b, c) + 0x2de92c6f + W[20];
 110         t2 = e0(e) + Maj(e, f, g);    h += t1;    d = t1+t2;
 111         t1 = c + e1(h) + Ch(h, a, b) + 0x4a7484aa + W[21];
 112         t2 = e0(d) + Maj(d, e, f);    g += t1;    c = t1+t2;
 113         t1 = b + e1(g) + Ch(g, h, a) + 0x5cb0a9dc + W[22];
 114         t2 = e0(c) + Maj(c, d, e);    f += t1;    b = t1+t2;
 115         t1 = a + e1(f) + Ch(f, g, h) + 0x76f988da + W[23];
 116         t2 = e0(b) + Maj(b, c, d);    e += t1;    a = t1+t2;
 117
 118         t1 = h + e1(e) + Ch(e, f, g) + 0x983e5152 + W[24];
 119         t2 = e0(a) + Maj(a, b, c);    d += t1;    h = t1+t2;
 120         t1 = g + e1(d) + Ch(d, e, f) + 0xa831c66d + W[25];
 121         t2 = e0(h) + Maj(h, a, b);    c += t1;    g = t1+t2;
 122         t1 = f + e1(c) + Ch(c, d, e) + 0xb00327c8 + W[26];
 123         t2 = e0(g) + Maj(g, h, a);    b += t1;    f = t1+t2;
 124         t1 = e + e1(b) + Ch(b, c, d) + 0xbf597fc7 + W[27];
 125         t2 = e0(f) + Maj(f, g, h);    a += t1;    e = t1+t2;
 126         t1 = d + e1(a) + Ch(a, b, c) + 0xc6e00bf3 + W[28];
 127         t2 = e0(e) + Maj(e, f, g);    h += t1;    d = t1+t2;
 128         t1 = c + e1(h) + Ch(h, a, b) + 0xd5a79147 + W[29];
 129         t2 = e0(d) + Maj(d, e, f);    g += t1;    c = t1+t2;
 130         t1 = b + e1(g) + Ch(g, h, a) + 0x06ca6351 + W[30];
 131         t2 = e0(c) + Maj(c, d, e);    f += t1;    b = t1+t2;
 132         t1 = a + e1(f) + Ch(f, g, h) + 0x14292967 + W[31];
 133         t2 = e0(b) + Maj(b, c, d);    e += t1;    a = t1+t2;
 134
 135         t1 = h + e1(e) + Ch(e, f, g) + 0x27b70a85 + W[32];
 136         t2 = e0(a) + Maj(a, b, c);    d += t1;    h = t1+t2;
 137         t1 = g + e1(d) + Ch(d, e, f) + 0x2e1b2138 + W[33];
 138         t2 = e0(h) + Maj(h, a, b);    c += t1;    g = t1+t2;
 139         t1 = f + e1(c) + Ch(c, d, e) + 0x4d2c6dfc + W[34];
 140         t2 = e0(g) + Maj(g, h, a);    b += t1;    f = t1+t2;
 141         t1 = e + e1(b) + Ch(b, c, d) + 0x53380d13 + W[35];
 142         t2 = e0(f) + Maj(f, g, h);    a += t1;    e = t1+t2;
 143         t1 = d + e1(a) + Ch(a, b, c) + 0x650a7354 + W[36];
 144         t2 = e0(e) + Maj(e, f, g);    h += t1;    d = t1+t2;
 145         t1 = c + e1(h) + Ch(h, a, b) + 0x766a0abb + W[37];
 146         t2 = e0(d) + Maj(d, e, f);    g += t1;    c = t1+t2;
 147         t1 = b + e1(g) + Ch(g, h, a) + 0x81c2c92e + W[38];
 148         t2 = e0(c) + Maj(c, d, e);    f += t1;    b = t1+t2;
 149         t1 = a + e1(f) + Ch(f, g, h) + 0x92722c85 + W[39];
 150         t2 = e0(b) + Maj(b, c, d);    e += t1;    a = t1+t2;
 151
 152         t1 = h + e1(e) + Ch(e, f, g) + 0xa2bfe8a1 + W[40];
 153         t2 = e0(a) + Maj(a, b, c);    d += t1;    h = t1+t2;
 154         t1 = g + e1(d) + Ch(d, e, f) + 0xa81a664b + W[41];
 155         t2 = e0(h) + Maj(h, a, b);    c += t1;    g = t1+t2;
 156         t1 = f + e1(c) + Ch(c, d, e) + 0xc24b8b70 + W[42];
 157         t2 = e0(g) + Maj(g, h, a);    b += t1;    f = t1+t2;
 158         t1 = e + e1(b) + Ch(b, c, d) + 0xc76c51a3 + W[43];
 159         t2 = e0(f) + Maj(f, g, h);    a += t1;    e = t1+t2;
 160         t1 = d + e1(a) + Ch(a, b, c) + 0xd192e819 + W[44];
 161         t2 = e0(e) + Maj(e, f, g);    h += t1;    d = t1+t2;
 162         t1 = c + e1(h) + Ch(h, a, b) + 0xd6990624 + W[45];
 163         t2 = e0(d) + Maj(d, e, f);    g += t1;    c = t1+t2;
 164         t1 = b + e1(g) + Ch(g, h, a) + 0xf40e3585 + W[46];
 165         t2 = e0(c) + Maj(c, d, e);    f += t1;    b = t1+t2;
 166         t1 = a + e1(f) + Ch(f, g, h) + 0x106aa070 + W[47];
 167         t2 = e0(b) + Maj(b, c, d);    e += t1;    a = t1+t2;
 168
 169         t1 = h + e1(e) + Ch(e, f, g) + 0x19a4c116 + W[48];
 170         t2 = e0(a) + Maj(a, b, c);    d += t1;    h = t1+t2;
 171         t1 = g + e1(d) + Ch(d, e, f) + 0x1e376c08 + W[49];
 172         t2 = e0(h) + Maj(h, a, b);    c += t1;    g = t1+t2;
 173         t1 = f + e1(c) + Ch(c, d, e) + 0x2748774c + W[50];
 174         t2 = e0(g) + Maj(g, h, a);    b += t1;    f = t1+t2;
 175         t1 = e + e1(b) + Ch(b, c, d) + 0x34b0bcb5 + W[51];
 176         t2 = e0(f) + Maj(f, g, h);    a += t1;    e = t1+t2;
 177         t1 = d + e1(a) + Ch(a, b, c) + 0x391c0cb3 + W[52];
 178         t2 = e0(e) + Maj(e, f, g);    h += t1;    d = t1+t2;
 179         t1 = c + e1(h) + Ch(h, a, b) + 0x4ed8aa4a + W[53];
 180         t2 = e0(d) + Maj(d, e, f);    g += t1;    c = t1+t2;
 181         t1 = b + e1(g) + Ch(g, h, a) + 0x5b9cca4f + W[54];
 182         t2 = e0(c) + Maj(c, d, e);    f += t1;    b = t1+t2;
 183         t1 = a + e1(f) + Ch(f, g, h) + 0x682e6ff3 + W[55];
 184         t2 = e0(b) + Maj(b, c, d);    e += t1;    a = t1+t2;
 185
 186         t1 = h + e1(e) + Ch(e, f, g) + 0x748f82ee + W[56];
 187         t2 = e0(a) + Maj(a, b, c);    d += t1;    h = t1+t2;
 188         t1 = g + e1(d) + Ch(d, e, f) + 0x78a5636f + W[57];
 189         t2 = e0(h) + Maj(h, a, b);    c += t1;    g = t1+t2;
 190         t1 = f + e1(c) + Ch(c, d, e) + 0x84c87814 + W[58];
 191         t2 = e0(g) + Maj(g, h, a);    b += t1;    f = t1+t2;
 192         t1 = e + e1(b) + Ch(b, c, d) + 0x8cc70208 + W[59];
 193         t2 = e0(f) + Maj(f, g, h);    a += t1;    e = t1+t2;
 194         t1 = d + e1(a) + Ch(a, b, c) + 0x90befffa + W[60];
 195         t2 = e0(e) + Maj(e, f, g);    h += t1;    d = t1+t2;
 196         t1 = c + e1(h) + Ch(h, a, b) + 0xa4506ceb + W[61];
 197         t2 = e0(d) + Maj(d, e, f);    g += t1;    c = t1+t2;
 198         t1 = b + e1(g) + Ch(g, h, a) + 0xbef9a3f7 + W[62];
 199         t2 = e0(c) + Maj(c, d, e);    f += t1;    b = t1+t2;
 200         t1 = a + e1(f) + Ch(f, g, h) + 0xc67178f2 + W[63];
 201         t2 = e0(b) + Maj(b, c, d);    e += t1;    a = t1+t2;
 202
 203         state[0] += a; state[1] += b; state[2] += c; state[3] += d;
 204         state[4] += e; state[5] += f; state[6] += g; state[7] += h;
 205
 206         /* clear any sensitive info... */
 207         a = b = c = d = e = f = g = h = t1 = t2 = 0;
 208         memset(W, 0, 64 * sizeof(u32));
 209 }
 210
 211 int sha256_init(struct sha256_state *sctx)
 212 {
 213         sctx->state[0] = SHA256_H0;
 214         sctx->state[1] = SHA256_H1;
 215         sctx->state[2] = SHA256_H2;
 216         sctx->state[3] = SHA256_H3;
 217         sctx->state[4] = SHA256_H4;
 218         sctx->state[5] = SHA256_H5;
 219         sctx->state[6] = SHA256_H6;
 220         sctx->state[7] = SHA256_H7;
 221         sctx->count = 0;
 222
 223         return 0;
 224 }
 225
 226 int sha256_update(struct sha256_state *sctx, const u8 *data, unsigned int len)
 227 {
 228         unsigned int partial, done;
 229         const u8 *src;
 230
 231         partial = sctx->count & 0x3f;
 232         sctx->count += len;
 233         done = 0;
 234         src = data;
 235
 236         if ((partial + len) > 63) {
 237                 if (partial) {
 238                         done = -partial;
 239                         memcpy(sctx->buf + partial, data, done + 64);
 240                         src = sctx->buf;
 241                 }
 242
 243                 do {
 244                         sha256_transform(sctx->state, src);
 245                         done += 64;
 246                         src = data + done;
 247                 } while (done + 63 < len);
 248
 249                 partial = 0;
 250         }
 251         memcpy(sctx->buf + partial, src, len - done);
 252
 253         return 0;
 254 }
 255
 256 int sha256_final(struct sha256_state *sctx, u8 *out)
 257 {
 258         __be32 *dst = (__be32 *)out;
 259         __be64 bits;
 260         unsigned int index, pad_len;
 261         int i;
 262         static const u8 padding[64] = { 0x80, };
 263
 264         /* Save number of bits */
 265         bits = cpu_to_be64(sctx->count << 3);
 266
 267         /* Pad out to 56 mod 64. */
 268         index = sctx->count & 0x3f;
 269         pad_len = (index < 56) ? (56 - index) : ((64+56) - index);
 270         sha256_update(sctx, padding, pad_len);
 271
 272         /* Append length (before padding) */
 273         sha256_update(sctx, (const u8 *)&bits, sizeof(bits));
 274
 275         /* Store state in digest */
 276         for (i = 0; i < 8; i++)
 277                 dst[i] = cpu_to_be32(sctx->state[i]);
 278
 279         /* Zeroize sensitive information. */
 280         memset(sctx, 0, sizeof(*sctx));
 281
 282         return 0;
 283 }