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

   1 /* -*-c-*-
   2  *
   3  * $Id: sha.c,v 1.3 2000/06/17 11:31:43 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 /*----- Revision history --------------------------------------------------*
  31  *
  32  * $Log: sha.c,v $
  33  * Revision 1.3  2000/06/17 11:31:43  mdw
  34  * Portability fix for broken compilers.
  35  *
  36  * Revision 1.2  1999/12/10 23:20:03  mdw
  37  * New hash interface requirements.
  38  *
  39  * Revision 1.1  1999/09/03 08:41:12  mdw
  40  * Initial import.
  41  *
  42  */
  43
  44 /*----- Header files ------------------------------------------------------*/
  45
  46 #include <mLib/bits.h>
  47
  48 #include "ghash.h"
  49 #include "ghash-def.h"
  50 #include "hash.h"
  51 #include "sha.h"
  52
  53 /*----- Main code ---------------------------------------------------------*/
  54
  55 /* --- @sha_compress@ --- *
  56  *
  57  * Arguments:   @sha_ctx *ctx@ = pointer to context block
  58  *              @const void *sbuf@ = pointer to buffer of appropriate size
  59  *
  60  * Returns:     ---
  61  *
  62  * Use:         SHA-1 compression function.
  63  */
  64
  65 void sha_compress(sha_ctx *ctx, const void *sbuf)
  66 {
  67   uint32 a, b, c, d, e;
  68   uint32 buf[80];
  69
  70   /* --- Fetch the chaining variables --- */
  71
  72   a = ctx->a;
  73   b = ctx->b;
  74   c = ctx->c;
  75   d = ctx->d;
  76   e = ctx->e;
  77
  78   /* --- Fetch and expand the buffer contents --- */
  79
  80   {
  81     int i;
  82     const octet *p;
  83
  84     for (i = 0, p = sbuf; i < 16; i++, p += 4)
  85       buf[i] = LOAD32(p);
  86     for (i = 16; i < 80; i++) {
  87       uint32 x = buf[i - 3] ^ buf[i - 8] ^ buf[i - 14] ^ buf[i - 16];
  88       buf[i] = ROL32(x, 1);
  89     }
  90   }
  91
  92   /* --- Definitions for round functions --- */
  93
  94 #define F(x, y, z) (((x) & (y)) | (~(x) & (z)))
  95 #define G(x, y, z) ((x) ^ (y) ^ (z))
  96 #define H(x, y, z) (((x) & (y)) | ((x) & (z)) | ((y) & (z)))
  97
  98 #define T(v, w, x, y, z, i, f, k) do {                                  \
  99   z = ROL32(v, 5) + f(w, x, y) + z + buf[i] + k;                        \
 100   w = ROR32(w, 2);                                                      \
 101 } while (0)
 102
 103 #define FF(v, w, x, y, z, i) T(v, w, x, y, z, i, F, 0x5a827999)
 104 #define GG(v, w, x, y, z, i) T(v, w, x, y, z, i, G, 0x6ed9eba1)
 105 #define HH(v, w, x, y, z, i) T(v, w, x, y, z, i, H, 0x8f1bbcdc)
 106 #define II(v, w, x, y, z, i) T(v, w, x, y, z, i, G, 0xca62c1d6)
 107
 108   /* --- The main compression function --- */
 109
 110   FF(a, b, c, d, e,  0);
 111   FF(e, a, b, c, d,  1);
 112   FF(d, e, a, b, c,  2);
 113   FF(c, d, e, a, b,  3);
 114   FF(b, c, d, e, a,  4);
 115   FF(a, b, c, d, e,  5);
 116   FF(e, a, b, c, d,  6);
 117   FF(d, e, a, b, c,  7);
 118   FF(c, d, e, a, b,  8);
 119   FF(b, c, d, e, a,  9);
 120   FF(a, b, c, d, e, 10);
 121   FF(e, a, b, c, d, 11);
 122   FF(d, e, a, b, c, 12);
 123   FF(c, d, e, a, b, 13);
 124   FF(b, c, d, e, a, 14);
 125   FF(a, b, c, d, e, 15);
 126   FF(e, a, b, c, d, 16);
 127   FF(d, e, a, b, c, 17);
 128   FF(c, d, e, a, b, 18);
 129   FF(b, c, d, e, a, 19);
 130
 131   GG(a, b, c, d, e, 20);
 132   GG(e, a, b, c, d, 21);
 133   GG(d, e, a, b, c, 22);
 134   GG(c, d, e, a, b, 23);
 135   GG(b, c, d, e, a, 24);
 136   GG(a, b, c, d, e, 25);
 137   GG(e, a, b, c, d, 26);
 138   GG(d, e, a, b, c, 27);
 139   GG(c, d, e, a, b, 28);
 140   GG(b, c, d, e, a, 29);
 141   GG(a, b, c, d, e, 30);
 142   GG(e, a, b, c, d, 31);
 143   GG(d, e, a, b, c, 32);
 144   GG(c, d, e, a, b, 33);
 145   GG(b, c, d, e, a, 34);
 146   GG(a, b, c, d, e, 35);
 147   GG(e, a, b, c, d, 36);
 148   GG(d, e, a, b, c, 37);
 149   GG(c, d, e, a, b, 38);
 150   GG(b, c, d, e, a, 39);
 151
 152   HH(a, b, c, d, e, 40);
 153   HH(e, a, b, c, d, 41);
 154   HH(d, e, a, b, c, 42);
 155   HH(c, d, e, a, b, 43);
 156   HH(b, c, d, e, a, 44);
 157   HH(a, b, c, d, e, 45);
 158   HH(e, a, b, c, d, 46);
 159   HH(d, e, a, b, c, 47);
 160   HH(c, d, e, a, b, 48);
 161   HH(b, c, d, e, a, 49);
 162   HH(a, b, c, d, e, 50);
 163   HH(e, a, b, c, d, 51);
 164   HH(d, e, a, b, c, 52);
 165   HH(c, d, e, a, b, 53);
 166   HH(b, c, d, e, a, 54);
 167   HH(a, b, c, d, e, 55);
 168   HH(e, a, b, c, d, 56);
 169   HH(d, e, a, b, c, 57);
 170   HH(c, d, e, a, b, 58);
 171   HH(b, c, d, e, a, 59);
 172
 173   II(a, b, c, d, e, 60);
 174   II(e, a, b, c, d, 61);
 175   II(d, e, a, b, c, 62);
 176   II(c, d, e, a, b, 63);
 177   II(b, c, d, e, a, 64);
 178   II(a, b, c, d, e, 65);
 179   II(e, a, b, c, d, 66);
 180   II(d, e, a, b, c, 67);
 181   II(c, d, e, a, b, 68);
 182   II(b, c, d, e, a, 69);
 183   II(a, b, c, d, e, 70);
 184   II(e, a, b, c, d, 71);
 185   II(d, e, a, b, c, 72);
 186   II(c, d, e, a, b, 73);
 187   II(b, c, d, e, a, 74);
 188   II(a, b, c, d, e, 75);
 189   II(e, a, b, c, d, 76);
 190   II(d, e, a, b, c, 77);
 191   II(c, d, e, a, b, 78);
 192   II(b, c, d, e, a, 79);
 193
 194   /* --- Update the chaining variables --- */
 195
 196   ctx->a += a;
 197   ctx->b += b;
 198   ctx->c += c;
 199   ctx->d += d;
 200   ctx->e += e;
 201 }
 202
 203 /* --- @sha_init@ --- *
 204  *
 205  * Arguments:   @sha_ctx *ctx@ = pointer to context block to initialize
 206  *
 207  * Returns:     ---
 208  *
 209  * Use:         Initializes a context block ready for hashing.
 210  */
 211
 212 void sha_init(sha_ctx *ctx)
 213 {
 214   ctx->a = 0x67452301;
 215   ctx->b = 0xefcdab89;
 216   ctx->c = 0x98badcfe;
 217   ctx->d = 0x10325476;
 218   ctx->e = 0xc3d2e1f0;
 219   ctx->off = 0;
 220   ctx->nl = ctx->nh = 0;
 221 }
 222
 223 /* --- @sha_set@ --- *
 224  *
 225  * Arguments:   @sha_ctx *ctx@ = pointer to context block
 226  *              @const void *buf@ = pointer to state buffer
 227  *              @unsigned long count@ = current count of bytes processed
 228  *
 229  * Returns:     ---
 230  *
 231  * Use:         Initializes a context block from a given state.  This is
 232  *              useful in cases where the initial hash state is meant to be
 233  *              secret, e.g., for NMAC and HMAC support.
 234  */
 235
 236 void sha_set(sha_ctx *ctx, const void *buf, unsigned long count)
 237 {
 238   const octet *p = buf;
 239   ctx->a = LOAD32(p +  0);
 240   ctx->b = LOAD32(p +  4);
 241   ctx->c = LOAD32(p +  8);
 242   ctx->d = LOAD32(p + 12);
 243   ctx->e = LOAD32(p + 16);
 244   ctx->off = 0;
 245   ctx->nl = U32(count);
 246   ctx->nh = U32(((count & ~MASK32) >> 16) >> 16);
 247 }
 248
 249 /* --- @sha_hash@ --- *
 250  *
 251  * Arguments:   @sha_ctx *ctx@ = pointer to context block
 252  *              @const void *buf@ = buffer of data to hash
 253  *              @size_t sz@ = size of buffer to hash
 254  *
 255  * Returns:     ---
 256  *
 257  * Use:         Hashes a buffer of data.  The buffer may be of any size and
 258  *              alignment.
 259  */
 260
 261 void sha_hash(sha_ctx *ctx, const void *buf, size_t sz)
 262 {
 263   HASH_BUFFER(SHA, sha, ctx, buf, sz);
 264 }
 265
 266 /* --- @sha_done@ --- *
 267  *
 268  * Arguments:   @sha_ctx *ctx@ = pointer to context block
 269  *              @void *hash@ = pointer to output buffer
 270  *
 271  * Returns:     ---
 272  *
 273  * Use:         Returns the hash of the data read so far.
 274  */
 275
 276 void sha_done(sha_ctx *ctx, void *hash)
 277 {
 278   octet *p = hash;
 279   HASH_PAD(SHA, sha, ctx, 0x80, 0, 8);
 280   STORE32(ctx->buf + SHA_BUFSZ - 8, (ctx->nl >> 29) | (ctx->nh << 3));
 281   STORE32(ctx->buf + SHA_BUFSZ - 4, ctx->nl << 3);
 282   sha_compress(ctx, ctx->buf);
 283   STORE32(p +  0, ctx->a);
 284   STORE32(p +  4, ctx->b);
 285   STORE32(p +  8, ctx->c);
 286   STORE32(p + 12, ctx->d);
 287   STORE32(p + 16, ctx->e);
 288 }
 289
 290 /* --- @sha_state@ --- *
 291  *
 292  * Arguments:   @sha_ctx *ctx@ = pointer to context
 293  *              @void *state@ = pointer to buffer for current state
 294  *
 295  * Returns:     Number of bytes written to the hash function so far.
 296  *
 297  * Use:         Returns the current state of the hash function such that
 298  *              it can be passed to @sha_set@.
 299  */
 300
 301 unsigned long sha_state(sha_ctx *ctx, void *state)
 302 {
 303   octet *p = state;
 304   STORE32(p +  0, ctx->a);
 305   STORE32(p +  4, ctx->b);
 306   STORE32(p +  8, ctx->c);
 307   STORE32(p + 12, ctx->d);
 308   STORE32(p + 16, ctx->e);
 309   return (ctx->nl | ((ctx->nh << 16) << 16));
 310 }
 311
 312 /* --- Generic interface --- */
 313
 314 GHASH_DEF(SHA, sha)
 315
 316 /* --- Test code --- */
 317
 318 HASH_TEST(SHA, sha)
 319
 320 /*----- That's all, folks -------------------------------------------------*/