src/sha1.c

   1 /*
   2 SHA-1 in C
   3 By Steve Reid <sreid@sea-to-sky.net>
   4 100% Public Domain
   5
   6 -----------------
   7 Modified 7/98
   8 By James H. Brown <jbrown@burgoyne.com>
   9 Still 100% Public Domain
  10
  11 Corrected a problem which generated improper hash values on 16 bit machines
  12 Routine SHA1Update changed from
  13         void SHA1Update(SHA1_CTX* context, unsigned char* data, unsigned int
  14 len)
  15 to
  16         void SHA1Update(SHA1_CTX* context, unsigned char* data, unsigned
  17 long len)
  18
  19 The 'len' parameter was declared an int which works fine on 32 bit machines.
  20 However, on 16 bit machines an int is too small for the shifts being done
  21 against
  22 it.  This caused the hash function to generate incorrect values if len was
  23 greater than 8191 (8K - 1) due to the 'len << 3' on line 3 of SHA1Update().
  24
  25 Since the file IO in main() reads 16K at a time, any file 8K or larger would
  26 be guaranteed to generate the wrong hash (e.g. Test Vector #3, a million
  27 "a"s).
  28
  29 I also changed the declaration of variables i & j in SHA1Update to
  30 unsigned long from unsigned int for the same reason.
  31
  32 These changes should make no difference to any 32 bit implementations since
  33 an
  34 int and a long are the same size in those environments.
  35
  36 --
  37 I also corrected a few compiler warnings generated by Borland C.
  38 1. Added #include <process.h> for exit() prototype
  39 2. Removed unused variable 'j' in SHA1Final
  40 3. Changed exit(0) to return(0) at end of main.
  41
  42 ALL changes I made can be located by searching for comments containing 'JHB'
  43 -----------------
  44 Modified 8/98
  45 By Steve Reid <sreid@sea-to-sky.net>
  46 Still 100% public domain
  47
  48 1- Removed #include <process.h> and used return() instead of exit()
  49 2- Fixed overwriting of finalcount in SHA1Final() (discovered by Chris Hall)
  50 3- Changed email address from steve@edmweb.com to sreid@sea-to-sky.net
  51
  52 -----------------
  53 Modified 4/01
  54 By Saul Kravitz <Saul.Kravitz@celera.com>
  55 Still 100% PD
  56 Modified to run on Compaq Alpha hardware.
  57
  58 -----------------
  59 Modified 07/2002
  60 By Ralph Giles <giles@ghostscript.com>
  61 Still 100% public domain
  62 modified for use with stdint types, autoconf
  63 code cleanup, removed attribution comments
  64 switched SHA1Final() argument order for consistency
  65 use SHA1_ prefix for public api
  66 move public api to sha1.h
  67 */
  68
  69 /*
  70 Test Vectors (from FIPS PUB 180-1)
  71 "abc"
  72   A9993E36 4706816A BA3E2571 7850C26C 9CD0D89D
  73 "abcdbcdecdefdefgefghfghighijhijkijkljklmklmnlmnomnopnopq"
  74   84983E44 1C3BD26E BAAE4AA1 F95129E5 E54670F1
  75 A million repetitions of "a"
  76   34AA973C D4C4DAA4 F61EEB2B DBAD2731 6534016F
  77 */
  78
  79 #include <stdio.h>
  80 #include <string.h>
  81 #include <endian.h>
  82 #include "sha1.h"
  83
  84
  85 static void SHA1_Transform(uint32_t state[5], const uint8_t buffer[64]);
  86
  87 #define rol(value, bits) (((value) << (bits)) | ((value) >> (32 - (bits))))
  88
  89 /* blk0() and blk() perform the initial expand. */
  90 /* I got the idea of expanding during the round function from SSLeay */
  91 /* FIXME: can we do this in an endian-proof way? */
  92 #if __BYTE_ORDER == __BIG_ENDIAN
  93 #define blk0(i) block.l[i]
  94 #else
  95 #define blk0(i) (block.l[i] = (rol(block.l[i],24)&0xFF00FF00) \
  96     |(rol(block.l[i],8)&0x00FF00FF))
  97 #endif
  98 #define blk(i) (block.l[i&15] = rol(block.l[(i+13)&15]^block.l[(i+8)&15] \
  99     ^block.l[(i+2)&15]^block.l[i&15],1))
 100
 101 /* (R0+R1), R2, R3, R4 are the different operations used in SHA1 */
 102 #define R0(v,w,x,y,z,i) z+=((w&(x^y))^y)+blk0(i)+0x5A827999+rol(v,5);w=rol(w,30);
 103 #define R1(v,w,x,y,z,i) z+=((w&(x^y))^y)+blk(i)+0x5A827999+rol(v,5);w=rol(w,30);
 104 #define R2(v,w,x,y,z,i) z+=(w^x^y)+blk(i)+0x6ED9EBA1+rol(v,5);w=rol(w,30);
 105 #define R3(v,w,x,y,z,i) z+=(((w|x)&y)|(w&x))+blk(i)+0x8F1BBCDC+rol(v,5);w=rol(w,30);
 106 #define R4(v,w,x,y,z,i) z+=(w^x^y)+blk(i)+0xCA62C1D6+rol(v,5);w=rol(w,30);
 107
 108
 109 /* Hash a single 512-bit block. This is the core of the algorithm. */
 110 static void SHA1_Transform(uint32_t state[5], const uint8_t buffer[64])
 111 {
 112     uint32_t a, b, c, d, e;
 113     typedef union {
 114         uint8_t c[64];
 115         uint32_t l[16];
 116     } CHAR64LONG16;
 117     CHAR64LONG16 block;
 118
 119     memcpy(&block, buffer, 64);
 120
 121     /* Copy context->state[] to working vars */
 122     a = state[0];
 123     b = state[1];
 124     c = state[2];
 125     d = state[3];
 126     e = state[4];
 127
 128     /* 4 rounds of 20 operations each. Loop unrolled. */
 129     R0(a,b,c,d,e, 0); R0(e,a,b,c,d, 1); R0(d,e,a,b,c, 2); R0(c,d,e,a,b, 3);
 130     R0(b,c,d,e,a, 4); R0(a,b,c,d,e, 5); R0(e,a,b,c,d, 6); R0(d,e,a,b,c, 7);
 131     R0(c,d,e,a,b, 8); R0(b,c,d,e,a, 9); R0(a,b,c,d,e,10); R0(e,a,b,c,d,11);
 132     R0(d,e,a,b,c,12); R0(c,d,e,a,b,13); R0(b,c,d,e,a,14); R0(a,b,c,d,e,15);
 133     R1(e,a,b,c,d,16); R1(d,e,a,b,c,17); R1(c,d,e,a,b,18); R1(b,c,d,e,a,19);
 134     R2(a,b,c,d,e,20); R2(e,a,b,c,d,21); R2(d,e,a,b,c,22); R2(c,d,e,a,b,23);
 135     R2(b,c,d,e,a,24); R2(a,b,c,d,e,25); R2(e,a,b,c,d,26); R2(d,e,a,b,c,27);
 136     R2(c,d,e,a,b,28); R2(b,c,d,e,a,29); R2(a,b,c,d,e,30); R2(e,a,b,c,d,31);
 137     R2(d,e,a,b,c,32); R2(c,d,e,a,b,33); R2(b,c,d,e,a,34); R2(a,b,c,d,e,35);
 138     R2(e,a,b,c,d,36); R2(d,e,a,b,c,37); R2(c,d,e,a,b,38); R2(b,c,d,e,a,39);
 139     R3(a,b,c,d,e,40); R3(e,a,b,c,d,41); R3(d,e,a,b,c,42); R3(c,d,e,a,b,43);
 140     R3(b,c,d,e,a,44); R3(a,b,c,d,e,45); R3(e,a,b,c,d,46); R3(d,e,a,b,c,47);
 141     R3(c,d,e,a,b,48); R3(b,c,d,e,a,49); R3(a,b,c,d,e,50); R3(e,a,b,c,d,51);
 142     R3(d,e,a,b,c,52); R3(c,d,e,a,b,53); R3(b,c,d,e,a,54); R3(a,b,c,d,e,55);
 143     R3(e,a,b,c,d,56); R3(d,e,a,b,c,57); R3(c,d,e,a,b,58); R3(b,c,d,e,a,59);
 144     R4(a,b,c,d,e,60); R4(e,a,b,c,d,61); R4(d,e,a,b,c,62); R4(c,d,e,a,b,63);
 145     R4(b,c,d,e,a,64); R4(a,b,c,d,e,65); R4(e,a,b,c,d,66); R4(d,e,a,b,c,67);
 146     R4(c,d,e,a,b,68); R4(b,c,d,e,a,69); R4(a,b,c,d,e,70); R4(e,a,b,c,d,71);
 147     R4(d,e,a,b,c,72); R4(c,d,e,a,b,73); R4(b,c,d,e,a,74); R4(a,b,c,d,e,75);
 148     R4(e,a,b,c,d,76); R4(d,e,a,b,c,77); R4(c,d,e,a,b,78); R4(b,c,d,e,a,79);
 149
 150     /* Add the working vars back into context.state[] */
 151     state[0] += a;
 152     state[1] += b;
 153     state[2] += c;
 154     state[3] += d;
 155     state[4] += e;
 156
 157     /* Wipe variables */
 158     a = b = c = d = e = 0;
 159 }
 160
 161
 162 /* SHA1Init - Initialize new context */
 163 void sat_SHA1_Init(SHA1_CTX* context)
 164 {
 165     /* SHA1 initialization constants */
 166     context->state[0] = 0x67452301;
 167     context->state[1] = 0xEFCDAB89;
 168     context->state[2] = 0x98BADCFE;
 169     context->state[3] = 0x10325476;
 170     context->state[4] = 0xC3D2E1F0;
 171     context->count[0] = context->count[1] = 0;
 172 }
 173
 174
 175 /* Run your data through this. */
 176 void sat_SHA1_Update(SHA1_CTX* context, const uint8_t* data, const size_t len)
 177 {
 178     size_t i, j;
 179
 180 #ifdef VERBOSE
 181     SHAPrintContext(context, "before");
 182 #endif
 183
 184     j = (context->count[0] >> 3) & 63;
 185     if ((context->count[0] += len << 3) < (len << 3)) context->count[1]++;
 186     context->count[1] += (len >> 29);
 187     if ((j + len) > 63) {
 188         memcpy(&context->buffer[j], data, (i = 64-j));
 189         SHA1_Transform(context->state, context->buffer);
 190         for ( ; i + 63 < len; i += 64) {
 191             SHA1_Transform(context->state, data + i);
 192         }
 193         j = 0;
 194     }
 195     else i = 0;
 196     memcpy(&context->buffer[j], &data[i], len - i);
 197
 198 #ifdef VERBOSE
 199     SHAPrintContext(context, "after ");
 200 #endif
 201 }
 202
 203
 204 /* Add padding and return the message digest. */
 205 void sat_SHA1_Final(SHA1_CTX* context, uint8_t digest[SHA1_DIGEST_SIZE])
 206 {
 207     uint32_t i;
 208     uint8_t  finalcount[8];
 209
 210     for (i = 0; i < 8; i++) {
 211         finalcount[i] = (unsigned char)((context->count[(i >= 4 ? 0 : 1)]
 212          >> ((3-(i & 3)) * 8) ) & 255);  /* Endian independent */
 213     }
 214     sat_SHA1_Update(context, (uint8_t *)"\200", 1);
 215     while ((context->count[0] & 504) != 448) {
 216         sat_SHA1_Update(context, (uint8_t *)"\0", 1);
 217     }
 218     sat_SHA1_Update(context, finalcount, 8);  /* Should cause a SHA1_Transform() */
 219     for (i = 0; i < SHA1_DIGEST_SIZE; i++) {
 220         digest[i] = (uint8_t)
 221          ((context->state[i>>2] >> ((3-(i & 3)) * 8) ) & 255);
 222     }
 223
 224     /* Wipe variables */
 225     i = 0;
 226     memset(context->buffer, 0, 64);
 227     memset(context->state, 0, 20);
 228     memset(context->count, 0, 8);
 229     memset(finalcount, 0, 8);   /* SWR */
 230 }