chiark - git - mdw - catacomb/blob - sha.c

   1 /* -*-c-*-
   2  *
   3  * $Id: sha.c,v 1.4 2004/04/08 01:36:15 mdw Exp $
   4  *
   5  * Implementation of the SHA-1 hash function
   6  *
   7  * (c) 1999 Straylight/Edgeware
   8  */
   9
  10 /*----- Licensing notice --------------------------------------------------*
  11  *
  12  * This file is part of Catacomb.
  13  *
  14  * Catacomb is free software; you can redistribute it and/or modify
  15  * it under the terms of the GNU Library General Public License as
  16  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  17  * License, or (at your option) any later version.
  18  *
  19  * Catacomb is distributed in the hope that it will be useful,
  20  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  21  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  22  * GNU Library General Public License for more details.
  23  *
  24  * You should have received a copy of the GNU Library General Public
  25  * License along with Catacomb; if not, write to the Free
  26  * Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston,
  27  * MA 02111-1307, USA.
  28  */
  29
  30 /*----- Header files ------------------------------------------------------*/
  31
  32 #include <mLib/bits.h>
  33
  34 #include "ghash.h"
  35 #include "ghash-def.h"
  36 #include "hash.h"
  37 #include "sha.h"
  38
  39 /*----- Main code ---------------------------------------------------------*/
  40
  41 /* --- @sha_compress@ --- *
  42  *
  43  * Arguments:   @sha_ctx *ctx@ = pointer to context block
  44  *              @const void *sbuf@ = pointer to buffer of appropriate size
  45  *
  46  * Returns:     ---
  47  *
  48  * Use:         SHA-1 compression function.
  49  */
  50
  51 void sha_compress(sha_ctx *ctx, const void *sbuf)
  52 {
  53   uint32 a, b, c, d, e;
  54   uint32 buf[80];
  55
  56   /* --- Fetch the chaining variables --- */
  57
  58   a = ctx->a;
  59   b = ctx->b;
  60   c = ctx->c;
  61   d = ctx->d;
  62   e = ctx->e;
  63
  64   /* --- Fetch and expand the buffer contents --- */
  65
  66   {
  67     int i;
  68     const octet *p;
  69
  70     for (i = 0, p = sbuf; i < 16; i++, p += 4)
  71       buf[i] = LOAD32(p);
  72     for (i = 16; i < 80; i++) {
  73       uint32 x = buf[i - 3] ^ buf[i - 8] ^ buf[i - 14] ^ buf[i - 16];
  74       buf[i] = ROL32(x, 1);
  75     }
  76   }
  77
  78   /* --- Definitions for round functions --- */
  79
  80 #define F(x, y, z) (((x) & (y)) | (~(x) & (z)))
  81 #define G(x, y, z) ((x) ^ (y) ^ (z))
  82 #define H(x, y, z) (((x) & (y)) | ((x) & (z)) | ((y) & (z)))
  83
  84 #define T(v, w, x, y, z, i, f, k) do {                                  \
  85   z = ROL32(v, 5) + f(w, x, y) + z + buf[i] + k;                        \
  86   w = ROR32(w, 2);                                                      \
  87 } while (0)
  88
  89 #define FF(v, w, x, y, z, i) T(v, w, x, y, z, i, F, 0x5a827999)
  90 #define GG(v, w, x, y, z, i) T(v, w, x, y, z, i, G, 0x6ed9eba1)
  91 #define HH(v, w, x, y, z, i) T(v, w, x, y, z, i, H, 0x8f1bbcdc)
  92 #define II(v, w, x, y, z, i) T(v, w, x, y, z, i, G, 0xca62c1d6)
  93
  94   /* --- The main compression function --- */
  95
  96   FF(a, b, c, d, e,  0);
  97   FF(e, a, b, c, d,  1);
  98   FF(d, e, a, b, c,  2);
  99   FF(c, d, e, a, b,  3);
 100   FF(b, c, d, e, a,  4);
 101   FF(a, b, c, d, e,  5);
 102   FF(e, a, b, c, d,  6);
 103   FF(d, e, a, b, c,  7);
 104   FF(c, d, e, a, b,  8);
 105   FF(b, c, d, e, a,  9);
 106   FF(a, b, c, d, e, 10);
 107   FF(e, a, b, c, d, 11);
 108   FF(d, e, a, b, c, 12);
 109   FF(c, d, e, a, b, 13);
 110   FF(b, c, d, e, a, 14);
 111   FF(a, b, c, d, e, 15);
 112   FF(e, a, b, c, d, 16);
 113   FF(d, e, a, b, c, 17);
 114   FF(c, d, e, a, b, 18);
 115   FF(b, c, d, e, a, 19);
 116
 117   GG(a, b, c, d, e, 20);
 118   GG(e, a, b, c, d, 21);
 119   GG(d, e, a, b, c, 22);
 120   GG(c, d, e, a, b, 23);
 121   GG(b, c, d, e, a, 24);
 122   GG(a, b, c, d, e, 25);
 123   GG(e, a, b, c, d, 26);
 124   GG(d, e, a, b, c, 27);
 125   GG(c, d, e, a, b, 28);
 126   GG(b, c, d, e, a, 29);
 127   GG(a, b, c, d, e, 30);
 128   GG(e, a, b, c, d, 31);
 129   GG(d, e, a, b, c, 32);
 130   GG(c, d, e, a, b, 33);
 131   GG(b, c, d, e, a, 34);
 132   GG(a, b, c, d, e, 35);
 133   GG(e, a, b, c, d, 36);
 134   GG(d, e, a, b, c, 37);
 135   GG(c, d, e, a, b, 38);
 136   GG(b, c, d, e, a, 39);
 137
 138   HH(a, b, c, d, e, 40);
 139   HH(e, a, b, c, d, 41);
 140   HH(d, e, a, b, c, 42);
 141   HH(c, d, e, a, b, 43);
 142   HH(b, c, d, e, a, 44);
 143   HH(a, b, c, d, e, 45);
 144   HH(e, a, b, c, d, 46);
 145   HH(d, e, a, b, c, 47);
 146   HH(c, d, e, a, b, 48);
 147   HH(b, c, d, e, a, 49);
 148   HH(a, b, c, d, e, 50);
 149   HH(e, a, b, c, d, 51);
 150   HH(d, e, a, b, c, 52);
 151   HH(c, d, e, a, b, 53);
 152   HH(b, c, d, e, a, 54);
 153   HH(a, b, c, d, e, 55);
 154   HH(e, a, b, c, d, 56);
 155   HH(d, e, a, b, c, 57);
 156   HH(c, d, e, a, b, 58);
 157   HH(b, c, d, e, a, 59);
 158
 159   II(a, b, c, d, e, 60);
 160   II(e, a, b, c, d, 61);
 161   II(d, e, a, b, c, 62);
 162   II(c, d, e, a, b, 63);
 163   II(b, c, d, e, a, 64);
 164   II(a, b, c, d, e, 65);
 165   II(e, a, b, c, d, 66);
 166   II(d, e, a, b, c, 67);
 167   II(c, d, e, a, b, 68);
 168   II(b, c, d, e, a, 69);
 169   II(a, b, c, d, e, 70);
 170   II(e, a, b, c, d, 71);
 171   II(d, e, a, b, c, 72);
 172   II(c, d, e, a, b, 73);
 173   II(b, c, d, e, a, 74);
 174   II(a, b, c, d, e, 75);
 175   II(e, a, b, c, d, 76);
 176   II(d, e, a, b, c, 77);
 177   II(c, d, e, a, b, 78);
 178   II(b, c, d, e, a, 79);
 179
 180   /* --- Update the chaining variables --- */
 181
 182   ctx->a += a;
 183   ctx->b += b;
 184   ctx->c += c;
 185   ctx->d += d;
 186   ctx->e += e;
 187 }
 188
 189 /* --- @sha_init@ --- *
 190  *
 191  * Arguments:   @sha_ctx *ctx@ = pointer to context block to initialize
 192  *
 193  * Returns:     ---
 194  *
 195  * Use:         Initializes a context block ready for hashing.
 196  */
 197
 198 void sha_init(sha_ctx *ctx)
 199 {
 200   ctx->a = 0x67452301;
 201   ctx->b = 0xefcdab89;
 202   ctx->c = 0x98badcfe;
 203   ctx->d = 0x10325476;
 204   ctx->e = 0xc3d2e1f0;
 205   ctx->off = 0;
 206   ctx->nl = ctx->nh = 0;
 207 }
 208
 209 /* --- @sha_set@ --- *
 210  *
 211  * Arguments:   @sha_ctx *ctx@ = pointer to context block
 212  *              @const void *buf@ = pointer to state buffer
 213  *              @unsigned long count@ = current count of bytes processed
 214  *
 215  * Returns:     ---
 216  *
 217  * Use:         Initializes a context block from a given state.  This is
 218  *              useful in cases where the initial hash state is meant to be
 219  *              secret, e.g., for NMAC and HMAC support.
 220  */
 221
 222 void sha_set(sha_ctx *ctx, const void *buf, unsigned long count)
 223 {
 224   const octet *p = buf;
 225   ctx->a = LOAD32(p +  0);
 226   ctx->b = LOAD32(p +  4);
 227   ctx->c = LOAD32(p +  8);
 228   ctx->d = LOAD32(p + 12);
 229   ctx->e = LOAD32(p + 16);
 230   ctx->off = 0;
 231   ctx->nl = U32(count);
 232   ctx->nh = U32(((count & ~MASK32) >> 16) >> 16);
 233 }
 234
 235 /* --- @sha_hash@ --- *
 236  *
 237  * Arguments:   @sha_ctx *ctx@ = pointer to context block
 238  *              @const void *buf@ = buffer of data to hash
 239  *              @size_t sz@ = size of buffer to hash
 240  *
 241  * Returns:     ---
 242  *
 243  * Use:         Hashes a buffer of data.  The buffer may be of any size and
 244  *              alignment.
 245  */
 246
 247 void sha_hash(sha_ctx *ctx, const void *buf, size_t sz)
 248 {
 249   HASH_BUFFER(SHA, sha, ctx, buf, sz);
 250 }
 251
 252 /* --- @sha_done@ --- *
 253  *
 254  * Arguments:   @sha_ctx *ctx@ = pointer to context block
 255  *              @void *hash@ = pointer to output buffer
 256  *
 257  * Returns:     ---
 258  *
 259  * Use:         Returns the hash of the data read so far.
 260  */
 261
 262 void sha_done(sha_ctx *ctx, void *hash)
 263 {
 264   octet *p = hash;
 265   HASH_PAD(SHA, sha, ctx, 0x80, 0, 8);
 266   STORE32(ctx->buf + SHA_BUFSZ - 8, (ctx->nl >> 29) | (ctx->nh << 3));
 267   STORE32(ctx->buf + SHA_BUFSZ - 4, ctx->nl << 3);
 268   sha_compress(ctx, ctx->buf);
 269   STORE32(p +  0, ctx->a);
 270   STORE32(p +  4, ctx->b);
 271   STORE32(p +  8, ctx->c);
 272   STORE32(p + 12, ctx->d);
 273   STORE32(p + 16, ctx->e);
 274 }
 275
 276 /* --- @sha_state@ --- *
 277  *
 278  * Arguments:   @sha_ctx *ctx@ = pointer to context
 279  *              @void *state@ = pointer to buffer for current state
 280  *
 281  * Returns:     Number of bytes written to the hash function so far.
 282  *
 283  * Use:         Returns the current state of the hash function such that
 284  *              it can be passed to @sha_set@.
 285  */
 286
 287 unsigned long sha_state(sha_ctx *ctx, void *state)
 288 {
 289   octet *p = state;
 290   STORE32(p +  0, ctx->a);
 291   STORE32(p +  4, ctx->b);
 292   STORE32(p +  8, ctx->c);
 293   STORE32(p + 12, ctx->d);
 294   STORE32(p + 16, ctx->e);
 295   return (ctx->nl | ((ctx->nh << 16) << 16));
 296 }
 297
 298 /* --- Generic interface --- */
 299
 300 GHASH_DEF(SHA, sha)
 301
 302 /* --- Test code --- */
 303
 304 HASH_TEST(SHA, sha)
 305
 306 /*----- That's all, folks -------------------------------------------------*/