genisoimage/sha256.c

   1 /* Functions to compute SHA256 message digest of files or memory blocks.
   2    according to the definition of SHA256 in FIPS 180-2.
   3    Copyright (C) 2007 Free Software Foundation, Inc.
   4
   5    Copied here from the GNU C Library version 2.7 on the 10 May 2009
   6    by Steve McIntyre <93sam@debian.org>. This code was under LGPL v2.1
   7    in glibc, and that license gives us the option to use and
   8    distribute the code under the terms of the GPL v2 instead. I'm
   9    taking that option.
  10
  11    This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
  12    under the terms of the GNU General Public License as published by the
  13    Free Software Foundation; either version 2, or (at your option) any
  14    later version.
  15
  16    This program is distributed in the hope that it will be useful,
  17    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  18    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  19    GNU General Public License for more details.
  20
  21    You should have received a copy of the GNU General Public License
  22    along with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
  23    Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301, USA.  */
  24
  25 /* Written by Ulrich Drepper <drepper@redhat.com>, 2007.  */
  26
  27 #include <endian.h>
  28 #include <stdlib.h>
  29 #include <string.h>
  30 #include <sys/types.h>
  31
  32 #include "sha256.h"
  33
  34 #if __BYTE_ORDER == __LITTLE_ENDIAN
  35 # ifdef _LIBC
  36 #  include <byteswap.h>
  37 #  define SWAP(n) bswap_32 (n)
  38 # else
  39 #  define SWAP(n) \
  40     (((n) << 24) | (((n) & 0xff00) << 8) | (((n) >> 8) & 0xff00) | ((n) >> 24))
  41 # endif
  42 #else
  43 # define SWAP(n) (n)
  44 #endif
  45
  46
  47 /* This array contains the bytes used to pad the buffer to the next
  48    64-byte boundary.  (FIPS 180-2:5.1.1)  */
  49 static const unsigned char fillbuf[64] = { 0x80, 0 /* , 0, 0, ...  */ };
  50
  51
  52 /* Constants for SHA256 from FIPS 180-2:4.2.2.  */
  53 static const uint32_t K[64] =
  54   {
  55     0x428a2f98, 0x71374491, 0xb5c0fbcf, 0xe9b5dba5,
  56     0x3956c25b, 0x59f111f1, 0x923f82a4, 0xab1c5ed5,
  57     0xd807aa98, 0x12835b01, 0x243185be, 0x550c7dc3,
  58     0x72be5d74, 0x80deb1fe, 0x9bdc06a7, 0xc19bf174,
  59     0xe49b69c1, 0xefbe4786, 0x0fc19dc6, 0x240ca1cc,
  60     0x2de92c6f, 0x4a7484aa, 0x5cb0a9dc, 0x76f988da,
  61     0x983e5152, 0xa831c66d, 0xb00327c8, 0xbf597fc7,
  62     0xc6e00bf3, 0xd5a79147, 0x06ca6351, 0x14292967,
  63     0x27b70a85, 0x2e1b2138, 0x4d2c6dfc, 0x53380d13,
  64     0x650a7354, 0x766a0abb, 0x81c2c92e, 0x92722c85,
  65     0xa2bfe8a1, 0xa81a664b, 0xc24b8b70, 0xc76c51a3,
  66     0xd192e819, 0xd6990624, 0xf40e3585, 0x106aa070,
  67     0x19a4c116, 0x1e376c08, 0x2748774c, 0x34b0bcb5,
  68     0x391c0cb3, 0x4ed8aa4a, 0x5b9cca4f, 0x682e6ff3,
  69     0x748f82ee, 0x78a5636f, 0x84c87814, 0x8cc70208,
  70     0x90befffa, 0xa4506ceb, 0xbef9a3f7, 0xc67178f2
  71   };
  72
  73
  74 /* Process LEN bytes of BUFFER, accumulating context into CTX.
  75    It is assumed that LEN % 64 == 0.  */
  76 static void
  77 sha256_process_block (const void *buffer, size_t len, struct sha256_ctx *ctx)
  78 {
  79   const uint32_t *words = buffer;
  80   size_t nwords = len / sizeof (uint32_t);
  81   uint32_t a = ctx->H[0];
  82   uint32_t b = ctx->H[1];
  83   uint32_t c = ctx->H[2];
  84   uint32_t d = ctx->H[3];
  85   uint32_t e = ctx->H[4];
  86   uint32_t f = ctx->H[5];
  87   uint32_t g = ctx->H[6];
  88   uint32_t h = ctx->H[7];
  89
  90   /* First increment the byte count.  FIPS 180-2 specifies the possible
  91      length of the file up to 2^64 bits.  Here we only compute the
  92      number of bytes.  Do a double word increment.  */
  93   ctx->total[0] += len;
  94   if (ctx->total[0] < len)
  95     ++ctx->total[1];
  96
  97   /* Process all bytes in the buffer with 64 bytes in each round of
  98      the loop.  */
  99   while (nwords > 0)
 100     {
 101       uint32_t W[64];
 102       uint32_t a_save = a;
 103       uint32_t b_save = b;
 104       uint32_t c_save = c;
 105       uint32_t d_save = d;
 106       uint32_t e_save = e;
 107       uint32_t f_save = f;
 108       uint32_t g_save = g;
 109       uint32_t h_save = h;
 110
 111       unsigned int t;
 112
 113       /* Operators defined in FIPS 180-2:4.1.2.  */
 114 #define Ch(x, y, z) ((x & y) ^ (~x & z))
 115 #define Maj(x, y, z) ((x & y) ^ (x & z) ^ (y & z))
 116 #define S0(x) (CYCLIC (x, 2) ^ CYCLIC (x, 13) ^ CYCLIC (x, 22))
 117 #define S1(x) (CYCLIC (x, 6) ^ CYCLIC (x, 11) ^ CYCLIC (x, 25))
 118 #define R0(x) (CYCLIC (x, 7) ^ CYCLIC (x, 18) ^ (x >> 3))
 119 #define R1(x) (CYCLIC (x, 17) ^ CYCLIC (x, 19) ^ (x >> 10))
 120
 121       /* It is unfortunate that C does not provide an operator for
 122          cyclic rotation.  Hope the C compiler is smart enough.  */
 123 #define CYCLIC(w, s) ((w >> s) | (w << (32 - s)))
 124
 125       /* Compute the message schedule according to FIPS 180-2:6.2.2 step 2.  */
 126       for (t = 0; t < 16; ++t)
 127         {
 128           W[t] = SWAP (*words);
 129           ++words;
 130         }
 131       for (t = 16; t < 64; ++t)
 132         W[t] = R1 (W[t - 2]) + W[t - 7] + R0 (W[t - 15]) + W[t - 16];
 133
 134       /* The actual computation according to FIPS 180-2:6.2.2 step 3.  */
 135       for (t = 0; t < 64; ++t)
 136         {
 137           uint32_t T1 = h + S1 (e) + Ch (e, f, g) + K[t] + W[t];
 138           uint32_t T2 = S0 (a) + Maj (a, b, c);
 139           h = g;
 140           g = f;
 141           f = e;
 142           e = d + T1;
 143           d = c;
 144           c = b;
 145           b = a;
 146           a = T1 + T2;
 147         }
 148
 149       /* Add the starting values of the context according to FIPS 180-2:6.2.2
 150          step 4.  */
 151       a += a_save;
 152       b += b_save;
 153       c += c_save;
 154       d += d_save;
 155       e += e_save;
 156       f += f_save;
 157       g += g_save;
 158       h += h_save;
 159
 160       /* Prepare for the next round.  */
 161       nwords -= 16;
 162     }
 163
 164   /* Put checksum in context given as argument.  */
 165   ctx->H[0] = a;
 166   ctx->H[1] = b;
 167   ctx->H[2] = c;
 168   ctx->H[3] = d;
 169   ctx->H[4] = e;
 170   ctx->H[5] = f;
 171   ctx->H[6] = g;
 172   ctx->H[7] = h;
 173 }
 174
 175
 176 /* Initialize structure containing state of computation.
 177    (FIPS 180-2:5.3.2)  */
 178 void
 179 sha256_init_ctx (ctx)
 180      struct sha256_ctx *ctx;
 181 {
 182   ctx->H[0] = 0x6a09e667;
 183   ctx->H[1] = 0xbb67ae85;
 184   ctx->H[2] = 0x3c6ef372;
 185   ctx->H[3] = 0xa54ff53a;
 186   ctx->H[4] = 0x510e527f;
 187   ctx->H[5] = 0x9b05688c;
 188   ctx->H[6] = 0x1f83d9ab;
 189   ctx->H[7] = 0x5be0cd19;
 190
 191   ctx->total[0] = ctx->total[1] = 0;
 192   ctx->buflen = 0;
 193 }
 194
 195
 196 /* Process the remaining bytes in the internal buffer and the usual
 197    prolog according to the standard and write the result to RESBUF.
 198
 199    IMPORTANT: On some systems it is required that RESBUF is correctly
 200    aligned for a 32 bits value.  */
 201 void *
 202 sha256_finish_ctx (ctx, resbuf)
 203      struct sha256_ctx *ctx;
 204      void *resbuf;
 205 {
 206   /* Take yet unprocessed bytes into account.  */
 207   uint32_t bytes = ctx->buflen;
 208   size_t pad;
 209   unsigned int i;
 210
 211   /* Now count remaining bytes.  */
 212   ctx->total[0] += bytes;
 213   if (ctx->total[0] < bytes)
 214     ++ctx->total[1];
 215
 216   pad = bytes >= 56 ? 64 + 56 - bytes : 56 - bytes;
 217   memcpy (&ctx->buffer[bytes], fillbuf, pad);
 218
 219   /* Put the 64-bit file length in *bits* at the end of the buffer.  */
 220   *(uint32_t *) &ctx->buffer[bytes + pad + 4] = SWAP (ctx->total[0] << 3);
 221   *(uint32_t *) &ctx->buffer[bytes + pad] = SWAP ((ctx->total[1] << 3) |
 222                                                   (ctx->total[0] >> 29));
 223
 224   /* Process last bytes.  */
 225   sha256_process_block (ctx->buffer, bytes + pad + 8, ctx);
 226
 227   /* Put result from CTX in first 32 bytes following RESBUF.  */
 228   for (i = 0; i < 8; ++i)
 229     ((uint32_t *) resbuf)[i] = SWAP (ctx->H[i]);
 230
 231   return resbuf;
 232 }
 233
 234
 235 void
 236 sha256_process_bytes (buffer, len, ctx)
 237      const void *buffer;
 238      size_t len;
 239      struct sha256_ctx *ctx;
 240 {
 241   /* When we already have some bits in our internal buffer concatenate
 242      both inputs first.  */
 243   if (ctx->buflen != 0)
 244     {
 245       size_t left_over = ctx->buflen;
 246       size_t add = 128 - left_over > len ? len : 128 - left_over;
 247
 248       memcpy (&ctx->buffer[left_over], buffer, add);
 249       ctx->buflen += add;
 250
 251       if (ctx->buflen > 64)
 252         {
 253           sha256_process_block (ctx->buffer, ctx->buflen & ~63, ctx);
 254
 255           ctx->buflen &= 63;
 256           /* The regions in the following copy operation cannot overlap.  */
 257           memcpy (ctx->buffer, &ctx->buffer[(left_over + add) & ~63],
 258                   ctx->buflen);
 259         }
 260
 261       buffer = (const char *) buffer + add;
 262       len -= add;
 263     }
 264
 265   /* Process available complete blocks.  */
 266   if (len >= 64)
 267     {
 268 #if !_STRING_ARCH_unaligned
 269 /* To check alignment gcc has an appropriate operator.  Other
 270    compilers don't.  */
 271 # if __GNUC__ >= 2
 272 #  define UNALIGNED_P(p) (((uintptr_t) p) % __alignof__ (uint32_t) != 0)
 273 # else
 274 #  define UNALIGNED_P(p) (((uintptr_t) p) % sizeof (uint32_t) != 0)
 275 # endif
 276       if (UNALIGNED_P (buffer))
 277         while (len > 64)
 278           {
 279             sha256_process_block (memcpy (ctx->buffer, buffer, 64), 64, ctx);
 280             buffer = (const char *) buffer + 64;
 281             len -= 64;
 282           }
 283       else
 284 #endif
 285         {
 286           sha256_process_block (buffer, len & ~63, ctx);
 287           buffer = (const char *) buffer + (len & ~63);
 288           len &= 63;
 289         }
 290     }
 291
 292   /* Move remaining bytes into internal buffer.  */
 293   if (len > 0)
 294     {
 295       size_t left_over = ctx->buflen;
 296
 297       memcpy (&ctx->buffer[left_over], buffer, len);
 298       left_over += len;
 299       if (left_over >= 64)
 300         {
 301           sha256_process_block (ctx->buffer, 64, ctx);
 302           left_over -= 64;
 303           memcpy (ctx->buffer, &ctx->buffer[64], left_over);
 304         }
 305       ctx->buflen = left_over;
 306     }
 307 }