chiark - git - mdw - become/blob - src/md5.c

   1 /* -*-c-*-
   2  *
   3  * $Id: md5.c,v 1.2 1997/08/04 10:24:23 mdw Exp $
   4  *
   5  * MD-5 secure hash routines
   6  *  Based on RSA MD-5 code
   7  *
   8  * (c) 1996, 1997 Mark Wooding
   9  */
  10
  11 /*----- Licensing notice --------------------------------------------------*
  12  *
  13  * This file is part of `become'
  14  *
  15  * `Become' is free software; you can redistribute it and/or modify
  16  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  17  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  18  * (at your option) any later version.
  19  *
  20  * `Become' is distributed in the hope that it will be useful,
  21  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  22  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  23  * GNU General Public License for more details.
  24  *
  25  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  26  * along with `become'; if not, write to the Free Software Foundation,
  27  * Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
  28  */
  29
  30 /*----- Revision history --------------------------------------------------*
  31  *
  32  * $Log: md5.c,v $
  33  * Revision 1.2  1997/08/04 10:24:23  mdw
  34  * Sources placed under CVS control.
  35  *
  36  * Revision 1.1  1997/07/21  13:47:47  mdw
  37  * Initial revision
  38  *
  39  */
  40
  41 /*----- Header files ------------------------------------------------------*/
  42
  43 #include <stdio.h>
  44 #include <string.h>
  45
  46 #include "config.h"
  47 #include "md5.h"
  48 #include "utils.h"
  49
  50 /*----- Define MD-5 transform ---------------------------------------------*/
  51
  52 /* --- Low-level nonlinear functions --- */
  53
  54 #define f(x,y,z) (((x) & (y)) | ((~x) & (z)))
  55 #define g(x,y,z) (((x) & (z)) | ((y) & (~z)))
  56 #define h(x,y,z) ((x) ^ (y) ^ (z))
  57 #define i(x,y,z) ((y) ^ ((x) | (~z)))
  58
  59 #define rol(x,b) (((x) << (b)) | ((x) >> (32-(b))))
  60
  61 /* --- Rotations applied at various stages --- */
  62
  63 #define S11 7u
  64 #define S12 12u
  65 #define S13 17
  66 #define S14 22u
  67 #define S21 5u
  68 #define S22 9u
  69 #define S23 14u
  70 #define S24 20u
  71 #define S31 4u
  72 #define S32 11u
  73 #define S33 16u
  74 #define S34 23u
  75 #define S41 6u
  76 #define S42 10u
  77 #define S43 15u
  78 #define S44 21u
  79
  80 /* --- Higher level nonlinear functions --- */
  81
  82 #define ff(a, b, c, d, x, s, m) ( a += f(b, c, d) + x + m,              \
  83                                   a = rol(a, s), a += b )
  84
  85 #define gg(a, b, c, d, x, s, m) ( a += g(b, c, d) + x + m,              \
  86                                   a = rol(a, s), a += b )
  87
  88 #define hh(a, b, c, d, x, s, m) ( a += h(b, c, d) + x + m,              \
  89                                   a = rol(a, s), a += b )
  90
  91 #define ii(a, b, c, d, x, s, m) ( a += i(b, c, d) + x + m,              \
  92                                   a = rol(a, s), a += b )
  93
  94 /*----- Main code ---------------------------------------------------------*/
  95
  96 /* --- @md5__trans@ --- *
  97  *
  98  * Arguments:   @uint_32 *v@ = pointer to chaining variables (updated)
  99  *              @const unsigned char *buf@ = pointer to a 64-byte block
 100  *
 101  * Returns:     ---
 102  *
 103  * Use:         Performs the main MD5 transform on a block of data.
 104  */
 105
 106 static void md5__trans(uint_32 *v, const unsigned char *buf)
 107 {
 108   uint_32 a, b, c, d;
 109   uint_32 ib[16];
 110   size_t i;
 111
 112   /* --- Initialise my internal registers --- */
 113
 114   a = v[0], b = v[1], c = v[2], d = v[3];
 115
 116   /* --- Turn the buffer into 32-bit words --- */
 117
 118   for (i = 0; i < 16; i++)
 119     ib[i] = load32_l(buf + (i << 2));
 120
 121   /* --- Round one --- */
 122
 123   ff(a, b, c, d, ib[ 0], S11, 0xd76aa478);      /* 1 */
 124   ff(d, a, b, c, ib[ 1], S12, 0xe8c7b756);      /* 2 */
 125   ff(c, d, a, b, ib[ 2], S13, 0x242070db);      /* 3 */
 126   ff(b, c, d, a, ib[ 3], S14, 0xc1bdceee);      /* 4 */
 127   ff(a, b, c, d, ib[ 4], S11, 0xf57c0faf);      /* 5 */
 128   ff(d, a, b, c, ib[ 5], S12, 0x4787c62a);      /* 6 */
 129   ff(c, d, a, b, ib[ 6], S13, 0xa8304613);      /* 7 */
 130   ff(b, c, d, a, ib[ 7], S14, 0xfd469501);      /* 8 */
 131   ff(a, b, c, d, ib[ 8], S11, 0x698098d8);      /* 9 */
 132   ff(d, a, b, c, ib[ 9], S12, 0x8b44f7af);      /* 10 */
 133   ff(c, d, a, b, ib[10], S13, 0xffff5bb1);      /* 11 */
 134   ff(b, c, d, a, ib[11], S14, 0x895cd7be);      /* 12 */
 135   ff(a, b, c, d, ib[12], S11, 0x6b901122);      /* 13 */
 136   ff(d, a, b, c, ib[13], S12, 0xfd987193);      /* 14 */
 137   ff(c, d, a, b, ib[14], S13, 0xa679438e);      /* 15 */
 138   ff(b, c, d, a, ib[15], S14, 0x49b40821);      /* 16 */
 139
 140   /* --- Round two --- */
 141
 142   gg(a, b, c, d, ib[ 1], S21, 0xf61e2562);      /* 17 */
 143   gg(d, a, b, c, ib[ 6], S22, 0xc040b340);      /* 18 */
 144   gg(c, d, a, b, ib[11], S23, 0x265e5a51);      /* 19 */
 145   gg(b, c, d, a, ib[ 0], S24, 0xe9b6c7aa);      /* 20 */
 146   gg(a, b, c, d, ib[ 5], S21, 0xd62f105d);      /* 21 */
 147   gg(d, a, b, c, ib[10], S22, 0x02441453);      /* 22 */
 148   gg(c, d, a, b, ib[15], S23, 0xd8a1e681);      /* 23 */
 149   gg(b, c, d, a, ib[ 4], S24, 0xe7d3fbc8);      /* 24 */
 150   gg(a, b, c, d, ib[ 9], S21, 0x21e1cde6);      /* 25 */
 151   gg(d, a, b, c, ib[14], S22, 0xc33707d6);      /* 26 */
 152   gg(c, d, a, b, ib[ 3], S23, 0xf4d50d87);      /* 27 */
 153   gg(b, c, d, a, ib[ 8], S24, 0x455a14ed);      /* 28 */
 154   gg(a, b, c, d, ib[13], S21, 0xa9e3e905);      /* 29 */
 155   gg(d, a, b, c, ib[ 2], S22, 0xfcefa3f8);      /* 30 */
 156   gg(c, d, a, b, ib[ 7], S23, 0x676f02d9);      /* 31 */
 157   gg(b, c, d, a, ib[12], S24, 0x8d2a4c8a);      /* 32 */
 158
 159   /* --- Round three --- */
 160
 161   hh(a, b, c, d, ib[ 5], S31, 0xfffa3942);      /* 33 */
 162   hh(d, a, b, c, ib[ 8], S32, 0x8771f681);      /* 34 */
 163   hh(c, d, a, b, ib[11], S33, 0x6d9d6122);      /* 35 */
 164   hh(b, c, d, a, ib[14], S34, 0xfde5380c);      /* 36 */
 165   hh(a, b, c, d, ib[ 1], S31, 0xa4beea44);      /* 37 */
 166   hh(d, a, b, c, ib[ 4], S32, 0x4bdecfa9);      /* 38 */
 167   hh(c, d, a, b, ib[ 7], S33, 0xf6bb4b60);      /* 39 */
 168   hh(b, c, d, a, ib[10], S34, 0xbebfbc70);      /* 40 */
 169   hh(a, b, c, d, ib[13], S31, 0x289b7ec6);      /* 41 */
 170   hh(d, a, b, c, ib[ 0], S32, 0xeaa127fa);      /* 42 */
 171   hh(c, d, a, b, ib[ 3], S33, 0xd4ef3085);      /* 43 */
 172   hh(b, c, d, a, ib[ 6], S34, 0x04881d05);      /* 44 */
 173   hh(a, b, c, d, ib[ 9], S31, 0xd9d4d039);      /* 45 */
 174   hh(d, a, b, c, ib[12], S32, 0xe6db99e5);      /* 46 */
 175   hh(c, d, a, b, ib[15], S33, 0x1fa27cf8);      /* 47 */
 176   hh(b, c, d, a, ib[ 2], S34, 0xc4ac5665);      /* 48 */
 177
 178   /* --- Round four --- */
 179
 180   ii(a, b, c, d, ib[ 0], S41, 0xf4292244);      /* 49 */
 181   ii(d, a, b, c, ib[ 7], S42, 0x432aff97);      /* 50 */
 182   ii(c, d, a, b, ib[14], S43, 0xab9423a7);      /* 51 */
 183   ii(b, c, d, a, ib[ 5], S44, 0xfc93a039);      /* 52 */
 184   ii(a, b, c, d, ib[12], S41, 0x655b59c3);      /* 53 */
 185   ii(d, a, b, c, ib[ 3], S42, 0x8f0ccc92);      /* 54 */
 186   ii(c, d, a, b, ib[10], S43, 0xffeff47d);      /* 55 */
 187   ii(b, c, d, a, ib[ 1], S44, 0x85845dd1);      /* 56 */
 188   ii(a, b, c, d, ib[ 8], S41, 0x6fa87e4f);      /* 57 */
 189   ii(d, a, b, c, ib[15], S42, 0xfe2ce6e0);      /* 58 */
 190   ii(c, d, a, b, ib[ 6], S43, 0xa3014314);      /* 59 */
 191   ii(b, c, d, a, ib[13], S44, 0x4e0811a1);      /* 60 */
 192   ii(a, b, c, d, ib[ 4], S41, 0xf7537e82);      /* 61 */
 193   ii(d, a, b, c, ib[11], S42, 0xbd3af235);      /* 62 */
 194   ii(c, d, a, b, ib[ 2], S43, 0x2ad7d2bb);      /* 63 */
 195   ii(b, c, d, a, ib[ 9], S44, 0xeb86d391);      /* 64 */
 196
 197   /* --- Update the context --- */
 198
 199   v[0] += a, v[1] += b, v[2] += c, v[3] += d;
 200 }
 201
 202 /* --- @md5_trans@ --- *
 203  *
 204  * Arguments:   @unsigned char *v@ = pointer to chaining block (updated)
 205  *              @const unsigned char *buf@ = pointer to input buffer
 206  *
 207  * Returns:     ---
 208  *
 209  * Use:         Performs the MD5 transformation on a chunk of data.  This may
 210  *              be useful for using MD5 in MDC-type cipher constructions.
 211  */
 212
 213 void md5_trans(unsigned char *v, const unsigned char *buf)
 214 {
 215   uint_32 vv[4];
 216
 217   vv[0] = load32_l(v +  0);
 218   vv[1] = load32_l(v +  4);
 219   vv[2] = load32_l(v +  8);
 220   vv[3] = load32_l(v + 12);
 221   md5__trans(vv, buf);
 222   store32_l(v +  0, vv[0]);
 223   store32_l(v +  4, vv[1]);
 224   store32_l(v +  8, vv[2]);
 225   store32_l(v + 12, vv[3]);
 226 }
 227
 228 /* --- @md5_buffer@ --- *
 229  *
 230  * Arguments:   @md5 *m@ = pointer to an MD5 context
 231  *              @const void *buff@ = pointer to buffer of data
 232  *              @size_t size@ = size of buffer
 233  *
 234  * Returns:     ---
 235  *
 236  * Use:         Hashes the buffer of data.  You can call @md5_buffer@
 237  *              lots of times during an MD5 job, to allow big files to be
 238  *              split into little ones.
 239  */
 240
 241 void md5_buffer(md5 *m, const void *buff, size_t size)
 242 {
 243   long int s = size;
 244   const unsigned char *b = buff;
 245   unsigned long x, y;
 246
 247   /* --- Maybe there's some data already in the buffer --- */
 248
 249   if (x = m->size & 63, x) {
 250     y = 64 - x;
 251     if (y > s) {
 252       memcpy(x + m->buf, b, s);
 253       m->size += s;
 254       return;
 255     }
 256     memcpy(x + m->buf, b, y);
 257     md5__trans(m->val, m->buf);
 258     s -= y, b += y;
 259   }
 260
 261   /* --- Now do whole buffers-full --- */
 262
 263   while (s >= 64) {
 264     md5__trans(m->val, b);
 265     s -= 64, b += 64;
 266   }
 267
 268   /* --- Tidy up the tail end --- */
 269
 270   if (s)
 271     memcpy(m->buf, b, s);
 272   m->size += size;
 273 }
 274
 275 /* --- @md5_key@ --- *
 276  *
 277  * Arguments:   @md5 *m@ = pointer to an MD5 context
 278  *              @const unsigned char *k@ = pointer to a 4-word `key'
 279  *
 280  * Returns:     ---
 281  *
 282  * Use:         Initialises a context buffer, with a chosen initialisation
 283  *              string (instead of the standard MD5 value).  This allows you
 284  *              to use NMAC message authentication, should the urge take you.
 285  */
 286
 287 void md5_key(md5 *m, const unsigned char *k)
 288 {
 289   m->size = 0;
 290   m->val[0] = load32_l(k +  0);
 291   m->val[0] = load32_l(k +  4);
 292   m->val[0] = load32_l(k +  8);
 293   m->val[0] = load32_l(k + 12);
 294 }
 295
 296 /* --- @md5_init@ --- *
 297  *
 298  * Arguments:   @md5 *m@ = pointer to an MD5 context
 299  *
 300  * Returns:     ---
 301  *
 302  * Use:         Initialises the context buffer, so that you can do an
 303  *              MD5 job.
 304  */
 305
 306 void md5_init(md5 *m)
 307 {
 308   m->size = 0;
 309   m->val[0] = 0x67452301;
 310   m->val[1] = 0xefcdab89;
 311   m->val[2] = 0x98badcfe;
 312   m->val[3] = 0x10325476;
 313 }
 314
 315 /* --- @md5_final@ --- *
 316  *
 317  * Arguments:   @md5 *m@ = pointer to context buffer
 318  *              @unsigned char *v@ = where to store the value
 319  *
 320  * Returns:     ---
 321  *
 322  * Use:         Finalises an MD5 buffer, so that you can use the result.
 323  */
 324
 325 void md5_final(md5 *m, unsigned char *v)
 326 {
 327   int s = m->size;
 328
 329   /* --- Pad out the block --- */
 330
 331   {
 332     const static unsigned char pad[64] = { 0x80 };
 333     int p = m->size & 63;
 334     p = (p < 56) ? (p = 56 - p) : (p = 120 - p);
 335     md5_buffer(m, pad, p);
 336   }
 337
 338   /* --- Append the length --- */
 339
 340   {
 341     unsigned char b[8];
 342
 343     store32_l(b + 0, s << 3);
 344     store32_l(b + 4, s >> 29);
 345     md5_buffer(m, b, 8);
 346   }
 347
 348   /* --- Write out the value --- */
 349
 350   if (v) {
 351     store32_l(v +  0, m->val[0]);
 352     store32_l(v +  4, m->val[1]);
 353     store32_l(v +  8, m->val[2]);
 354     store32_l(v + 12, m->val[3]);
 355   }
 356 }
 357
 358 /*----- Test driver -------------------------------------------------------*/
 359
 360 #ifdef TEST_RIG
 361
 362 int main(int argc, char *argv[])
 363 {
 364   if (argc > 1 && strcmp(argv[1], "-x") == 0) {
 365
 366     static struct {
 367       const char *string;
 368       uint_32 md[4];
 369     } table[] = {
 370       "",               { 0xd98c1dd4, 0x04b2008f, 0x980980e9, 0x7e42f8ec },
 371       "a",              { 0xb975c10c, 0xa8b6f1c0, 0xe299c331, 0x61267769 },
 372       "abc",            { 0x98500190, 0xb04fd23c, 0x7d3f96d6, 0x727fe128 },
 373       "message digest", { 0x7d696bf9, 0x8d93b77c, 0x312f5a52, 0xd061f1aa },
 374       "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz",
 375                         { 0xd7d3fcc3, 0x00e49261, 0x6c49fb7d, 0x3be167ca },
 376       "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789",
 377                         { 0x98ab74d1, 0xf5d977d2, 0x2c1c61a5, 0x9f9d419f },
 378       "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789\n"
 379       "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789\n"
 380       "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789\n"
 381       "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789\n"
 382       "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789\n"
 383       "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789\n"
 384       "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789\n"
 385       "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789\n"
 386       "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789\n"
 387       "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789\n"
 388       "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789\n"
 389       "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789\n"
 390       "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789\n"
 391       "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789\n"
 392       "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789\n"
 393       "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789\n"
 394       "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789\n"
 395       "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789\n"
 396       "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789\n"
 397       "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789\n"
 398       "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789\n"
 399       "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789\n"
 400       "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789\n",
 401                         { 0xbaa7652b, 0x5e10cd4a, 0xde9acbf2, 0xfa0b9fbd }
 402     };
 403     int steptbl[] = { 3, 18, 32, 37, 63, 64, 65, 256, 1024, -1 };
 404
 405     md5 m;
 406     int i, j;
 407     const char *p;
 408     size_t sz, a, d;
 409     int f = 1;
 410
 411     for (i = 0; i < sizeof(table) / sizeof(table[0]); i++) {
 412       sz = strlen(table[i].string);
 413       for (j = 0; steptbl[j] < sz && steptbl[j] != -1; j++) {
 414         p = table[i].string;
 415         d = steptbl[j];
 416         md5_init(&m);
 417         for (a = sz; a > d; a -= d) {
 418           md5_buffer(&m, p, d);
 419           p += d;
 420         }
 421         md5_buffer(&m, p, a);
 422         md5_final(&m, 0);
 423         if (m.val[0] != table[i].md[0] ||
 424             m.val[1] != table[i].md[1] ||
 425             m.val[2] != table[i].md[2] ||
 426             m.val[3] != table[i].md[3]) {
 427           printf("!!! bad value, string == `%s', step size == %i\n"
 428                  "!!! expected %08lx-%08lx-%08lx-%08lx, found "
 429                  "%08lx-%08lx-%08lx-%08lx\n\n",
 430                  table[i].string, d,
 431                  (unsigned long)table[i].md[0],
 432                  (unsigned long)table[i].md[1],
 433                  (unsigned long)table[i].md[2],
 434                  (unsigned long)table[i].md[3],
 435                  (unsigned long)m.val[0],
 436                  (unsigned long)m.val[1],
 437                  (unsigned long)m.val[2],
 438                  (unsigned long)m.val[3]);
 439           f = 0;
 440         }
 441       }
 442       md5_init(&m);
 443       md5_buffer(&m, table[i].string, sz);
 444       md5_final(&m, 0);
 445       if (m.val[0] != table[i].md[0] ||
 446           m.val[1] != table[i].md[1] ||
 447           m.val[2] != table[i].md[2] ||
 448           m.val[3] != table[i].md[3]) {
 449         printf("!!! bad value, string == `%s', step size == entire string\n"
 450                "!!! expected %08lx-%08lx-%08lx-%08lx, found "
 451                "%08lx-%08lx-%08lx-%08lx\n\n",
 452                table[i].string,
 453                (unsigned long)table[i].md[0],
 454                (unsigned long)table[i].md[1],
 455                (unsigned long)table[i].md[2],
 456                (unsigned long)table[i].md[3],
 457                (unsigned long)m.val[0],
 458                (unsigned long)m.val[1],
 459                (unsigned long)m.val[2],
 460                (unsigned long)m.val[3]);
 461         f = 0;
 462       } else {
 463         printf("`%s' => %08lx-%08lx-%08lx-%08lx\n",
 464                table[i].string,
 465                (unsigned long)m.val[0],
 466                (unsigned long)m.val[1],
 467                (unsigned long)m.val[2],
 468                (unsigned long)m.val[3]);
 469       }
 470     }
 471
 472   } else {
 473
 474     char buff[4096];
 475     md5 m;
 476     int i;
 477     int read;
 478
 479     md5_init(&m);
 480     while (read = fread(buff, 1, 4096, stdin), read)
 481       md5_buffer(&m, buff, read);
 482     md5_final(&m, 0);
 483
 484     for (i = 0; i < 4; i++)
 485       printf("%02lx%02lx%02lx%02lx",
 486              (unsigned long)( (m.val[i] & 0x000000FF) >>  0 ),
 487              (unsigned long)( (m.val[i] & 0x0000FF00) >>  8 ),
 488              (unsigned long)( (m.val[i] & 0x00FF0000) >> 16 ),
 489              (unsigned long)( (m.val[i] & 0xFF000000) >> 24 ));
 490     putc('\n', stdout);
 491
 492   }
 493
 494   return (0);
 495 }
 496
 497 #endif
 498
 499 /*----- That's all, folks -------------------------------------------------*/