a couple of changes; but some parts are now broken
[gnupg.git] / cipher / sha1.c
1 /* sha1.c - SHA1 hash function
2  *      Copyright (c) 1997 by Werner Koch (dd9jn)
3  *
4  * Please see below for more legal informations!
5  *
6  * This file is part of G10.
7  *
8  * G10 is free software; you can redistribute it and/or modify
9  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
10  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
11  * (at your option) any later version.
12  *
13  * G10 is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
16  * GNU General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU General Public License
19  * along with this program; if not, write to the Free Software
20  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA
21  */
22
23 /* I took the code for transform() from the Linux kernel
24  * (/usr/src/linux/drivers/char/random.c) which has
25  *
26  * a) This notice:
27  * ---------------
28  * SHA transform algorithm, taken from code written by Peter Gutman,
29  * and apparently in the public domain.
30  *
31  * b) This copyright notice:
32  * -------------------------
33  * Version 1.00, last modified 26-May-96
34  *
35  * Copyright Theodore Ts'o, 1994, 1995, 1996.  All rights reserved.
36  *
37  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
38  * modification, are permitted provided that the following conditions
39  * are met:
40  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
41  *    notice, and the entire permission notice in its entirety,
42  *    including the disclaimer of warranties.
43  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
44  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
45  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
46  * 3. The name of the author may not be used to endorse or promote
47  *    products derived from this software without specific prior
48  *    written permission.
49  *
50  * ALTERNATIVELY, this product may be distributed under the terms of
51  * the GNU Public License, in which case the provisions of the GPL are
52  * required INSTEAD OF the above restrictions.  (This clause is
53  * necessary due to a potential bad interaction between the GPL and
54  * the restrictions contained in a BSD-style copyright.)
55  *
56  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED
57  * WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
58  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE
59  * DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT,
60  * INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES
61  * (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR
62  * SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
63  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
64  * STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
65  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED
66  * OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
67  */
68
69
70 /*  Test vectors:
71  *
72  *  "abc"
73  *  A999 3E36 4706 816A BA3E  2571 7850 C26C 9CD0 D89D
74  *
75  *  "abcdbcdecdefdefgefghfghighijhijkijkljklmklmnlmnomnopnopq"
76  *  8498 3E44 1C3B D26E BAAE  4AA1 F951 29E5 E546 70F1
77  */
78
79
80 #include <config.h>
81 #include <stdio.h>
82 #include <stdlib.h>
83 #include <string.h>
84 #include <assert.h>
85 #include "util.h"
86 #include "memory.h"
87 #include "sha1.h"
88
89
90 /* The SHA f()-functions.  */
91 #define f1(x,y,z)   ( z ^ ( x & ( y ^ z ) ) )           /* Rounds  0-19 */
92 #define f2(x,y,z)   ( x ^ y ^ z )                       /* Rounds 20-39 */
93 #define f3(x,y,z)   ( ( x & y ) | ( z & ( x | y ) ) )   /* Rounds 40-59 */
94 #define f4(x,y,z)   ( x ^ y ^ z )                       /* Rounds 60-79 */
95
96 /* The SHA Mysterious Constants */
97 #define K1  0x5A827999L                                 /* Rounds  0-19 */
98 #define K2  0x6ED9EBA1L                                 /* Rounds 20-39 */
99 #define K3  0x8F1BBCDCL                                 /* Rounds 40-59 */
100 #define K4  0xCA62C1D6L                                 /* Rounds 60-79 */
101
102
103 #if defined(__GNUC__) && defined(__i386__)
104 static inline u32
105 rol(int n, u32 x)
106 {
107         __asm__("roll %%cl,%0"
108                 :"=r" (x)
109                 :"0" (x),"c" (n));
110         return x;
111 }
112 #else
113   #define rol(n,x)  ( ((x) << (n)) | ((x) >> (32-(n))) )
114 #endif
115
116
117
118
119
120 #define expand(W,i) ( W[ i & 15 ] = \
121                      rol( 1, ( W[ i & 15 ] ^ W[ (i - 14) & 15 ] ^ \
122                                 W[ (i - 8) & 15 ] ^ W[ (i - 3) & 15 ] ) ) )
123
124 #define subRound(a, b, c, d, e, f, k, data) \
125     ( e += rol( 5, a ) + f( b, c, d ) + k + data, b = rol( 30, b ) )
126
127
128 void
129 sha1_init( SHA1_CONTEXT *hd )
130 {
131     hd->h0 = 0x67452301;
132     hd->h1 = 0xefcdab89;
133     hd->h2 = 0x98badcfe;
134     hd->h3 = 0x10325476;
135     hd->h4 = 0xc3d2e1f0;
136     hd->nblocks = 0;
137     hd->count = 0;
138 }
139
140
141 /****************
142  * Transform the message X which consists of 16 32-bit-words
143  */
144 static void
145 transform( SHA1_CONTEXT *hd, byte *data )
146 {
147     u32 A, B, C, D, E;     /* Local vars */
148     u32 eData[ 16 ];       /* Expanded data */
149
150     /* Set up first buffer and local data buffer */
151     A = hd->h0;
152     B = hd->h1;
153     C = hd->h2;
154     D = hd->h3;
155     E = hd->h4;
156
157   #ifdef BIG_ENDIAN_HOST
158     memcpy( eData, data, 64 );
159   #else
160     { int i;
161       byte *p2;
162       for(i=0, p2=(byte*)eData; i < 16; i++, p2 += 4 ) {
163         p2[3] = *data++;
164         p2[2] = *data++;
165         p2[1] = *data++;
166         p2[0] = *data++;
167       }
168     }
169   #endif
170
171     /* Heavy mangling, in 4 sub-rounds of 20 iterations each. */
172     subRound( A, B, C, D, E, f1, K1, eData[  0 ] );
173     subRound( E, A, B, C, D, f1, K1, eData[  1 ] );
174     subRound( D, E, A, B, C, f1, K1, eData[  2 ] );
175     subRound( C, D, E, A, B, f1, K1, eData[  3 ] );
176     subRound( B, C, D, E, A, f1, K1, eData[  4 ] );
177     subRound( A, B, C, D, E, f1, K1, eData[  5 ] );
178     subRound( E, A, B, C, D, f1, K1, eData[  6 ] );
179     subRound( D, E, A, B, C, f1, K1, eData[  7 ] );
180     subRound( C, D, E, A, B, f1, K1, eData[  8 ] );
181     subRound( B, C, D, E, A, f1, K1, eData[  9 ] );
182     subRound( A, B, C, D, E, f1, K1, eData[ 10 ] );
183     subRound( E, A, B, C, D, f1, K1, eData[ 11 ] );
184     subRound( D, E, A, B, C, f1, K1, eData[ 12 ] );
185     subRound( C, D, E, A, B, f1, K1, eData[ 13 ] );
186     subRound( B, C, D, E, A, f1, K1, eData[ 14 ] );
187     subRound( A, B, C, D, E, f1, K1, eData[ 15 ] );
188     subRound( E, A, B, C, D, f1, K1, expand( eData, 16 ) );
189     subRound( D, E, A, B, C, f1, K1, expand( eData, 17 ) );
190     subRound( C, D, E, A, B, f1, K1, expand( eData, 18 ) );
191     subRound( B, C, D, E, A, f1, K1, expand( eData, 19 ) );
192
193     subRound( A, B, C, D, E, f2, K2, expand( eData, 20 ) );
194     subRound( E, A, B, C, D, f2, K2, expand( eData, 21 ) );
195     subRound( D, E, A, B, C, f2, K2, expand( eData, 22 ) );
196     subRound( C, D, E, A, B, f2, K2, expand( eData, 23 ) );
197     subRound( B, C, D, E, A, f2, K2, expand( eData, 24 ) );
198     subRound( A, B, C, D, E, f2, K2, expand( eData, 25 ) );
199     subRound( E, A, B, C, D, f2, K2, expand( eData, 26 ) );
200     subRound( D, E, A, B, C, f2, K2, expand( eData, 27 ) );
201     subRound( C, D, E, A, B, f2, K2, expand( eData, 28 ) );
202     subRound( B, C, D, E, A, f2, K2, expand( eData, 29 ) );
203     subRound( A, B, C, D, E, f2, K2, expand( eData, 30 ) );
204     subRound( E, A, B, C, D, f2, K2, expand( eData, 31 ) );
205     subRound( D, E, A, B, C, f2, K2, expand( eData, 32 ) );
206     subRound( C, D, E, A, B, f2, K2, expand( eData, 33 ) );
207     subRound( B, C, D, E, A, f2, K2, expand( eData, 34 ) );
208     subRound( A, B, C, D, E, f2, K2, expand( eData, 35 ) );
209     subRound( E, A, B, C, D, f2, K2, expand( eData, 36 ) );
210     subRound( D, E, A, B, C, f2, K2, expand( eData, 37 ) );
211     subRound( C, D, E, A, B, f2, K2, expand( eData, 38 ) );
212     subRound( B, C, D, E, A, f2, K2, expand( eData, 39 ) );
213
214     subRound( A, B, C, D, E, f3, K3, expand( eData, 40 ) );
215     subRound( E, A, B, C, D, f3, K3, expand( eData, 41 ) );
216     subRound( D, E, A, B, C, f3, K3, expand( eData, 42 ) );
217     subRound( C, D, E, A, B, f3, K3, expand( eData, 43 ) );
218     subRound( B, C, D, E, A, f3, K3, expand( eData, 44 ) );
219     subRound( A, B, C, D, E, f3, K3, expand( eData, 45 ) );
220     subRound( E, A, B, C, D, f3, K3, expand( eData, 46 ) );
221     subRound( D, E, A, B, C, f3, K3, expand( eData, 47 ) );
222     subRound( C, D, E, A, B, f3, K3, expand( eData, 48 ) );
223     subRound( B, C, D, E, A, f3, K3, expand( eData, 49 ) );
224     subRound( A, B, C, D, E, f3, K3, expand( eData, 50 ) );
225     subRound( E, A, B, C, D, f3, K3, expand( eData, 51 ) );
226     subRound( D, E, A, B, C, f3, K3, expand( eData, 52 ) );
227     subRound( C, D, E, A, B, f3, K3, expand( eData, 53 ) );
228     subRound( B, C, D, E, A, f3, K3, expand( eData, 54 ) );
229     subRound( A, B, C, D, E, f3, K3, expand( eData, 55 ) );
230     subRound( E, A, B, C, D, f3, K3, expand( eData, 56 ) );
231     subRound( D, E, A, B, C, f3, K3, expand( eData, 57 ) );
232     subRound( C, D, E, A, B, f3, K3, expand( eData, 58 ) );
233     subRound( B, C, D, E, A, f3, K3, expand( eData, 59 ) );
234
235     subRound( A, B, C, D, E, f4, K4, expand( eData, 60 ) );
236     subRound( E, A, B, C, D, f4, K4, expand( eData, 61 ) );
237     subRound( D, E, A, B, C, f4, K4, expand( eData, 62 ) );
238     subRound( C, D, E, A, B, f4, K4, expand( eData, 63 ) );
239     subRound( B, C, D, E, A, f4, K4, expand( eData, 64 ) );
240     subRound( A, B, C, D, E, f4, K4, expand( eData, 65 ) );
241     subRound( E, A, B, C, D, f4, K4, expand( eData, 66 ) );
242     subRound( D, E, A, B, C, f4, K4, expand( eData, 67 ) );
243     subRound( C, D, E, A, B, f4, K4, expand( eData, 68 ) );
244     subRound( B, C, D, E, A, f4, K4, expand( eData, 69 ) );
245     subRound( A, B, C, D, E, f4, K4, expand( eData, 70 ) );
246     subRound( E, A, B, C, D, f4, K4, expand( eData, 71 ) );
247     subRound( D, E, A, B, C, f4, K4, expand( eData, 72 ) );
248     subRound( C, D, E, A, B, f4, K4, expand( eData, 73 ) );
249     subRound( B, C, D, E, A, f4, K4, expand( eData, 74 ) );
250     subRound( A, B, C, D, E, f4, K4, expand( eData, 75 ) );
251     subRound( E, A, B, C, D, f4, K4, expand( eData, 76 ) );
252     subRound( D, E, A, B, C, f4, K4, expand( eData, 77 ) );
253     subRound( C, D, E, A, B, f4, K4, expand( eData, 78 ) );
254     subRound( B, C, D, E, A, f4, K4, expand( eData, 79 ) );
255
256     /* Build message digest */
257     hd->h0 += A;
258     hd->h1 += B;
259     hd->h2 += C;
260     hd->h3 += D;
261     hd->h4 += E;
262 }
263
264
265 /* Update the message digest with the contents
266  * of INBUF with length INLEN.
267  */
268 void
269 sha1_write( SHA1_CONTEXT *hd, byte *inbuf, size_t inlen)
270 {
271     if( hd->count == 64 ) { /* flush the buffer */
272         transform( hd, hd->buf );
273         hd->count = 0;
274         hd->nblocks++;
275     }
276     if( !inbuf )
277         return;
278     if( hd->count ) {
279         for( ; inlen && hd->count < 64; inlen-- )
280             hd->buf[hd->count++] = *inbuf++;
281         sha1_write( hd, NULL, 0 );
282         if( !inlen )
283             return;
284     }
285
286     while( inlen >= 64 ) {
287         transform( hd, inbuf );
288         hd->count = 0;
289         hd->nblocks++;
290         inlen -= 64;
291         inbuf += 64;
292     }
293     for( ; inlen && hd->count < 64; inlen-- )
294         hd->buf[hd->count++] = *inbuf++;
295 }
296
297
298 /* The routine final terminates the computation and
299  * returns the digest.
300  * The handle is prepared for a new cycle, but adding bytes to the
301  * handle will the destroy the returned buffer.
302  * Returns: 20 bytes representing the digest.
303  */
304
305 void
306 sha1_final(SHA1_CONTEXT *hd)
307 {
308     u32 t, msb, lsb;
309     byte *p;
310
311     sha1_write(hd, NULL, 0); /* flush */;
312
313     msb = 0;
314     t = hd->nblocks;
315     if( (lsb = t << 6) < t ) /* multiply by 64 to make a byte count */
316         msb++;
317     msb += t >> 26;
318     t = lsb;
319     if( (lsb = t + hd->count) < t ) /* add the count */
320         msb++;
321     t = lsb;
322     if( (lsb = t << 3) < t ) /* multiply by 8 to make a bit count */
323         msb++;
324     msb += t >> 29;
325
326     if( hd->count < 56 ) { /* enough room */
327         hd->buf[hd->count++] = 0x80; /* pad */
328         while( hd->count < 56 )
329             hd->buf[hd->count++] = 0;  /* pad */
330     }
331     else { /* need one extra block */
332         hd->buf[hd->count++] = 0x80; /* pad character */
333         while( hd->count < 64 )
334             hd->buf[hd->count++] = 0;
335         sha1_write(hd, NULL, 0);  /* flush */;
336         memset(hd->buf, 0, 56 ); /* fill next block with zeroes */
337     }
338     /* append the 64 bit count */
339     hd->buf[56] = msb >> 24;
340     hd->buf[57] = msb >> 16;
341     hd->buf[58] = msb >>  8;
342     hd->buf[59] = msb      ;
343     hd->buf[60] = lsb >> 24;
344     hd->buf[61] = lsb >> 16;
345     hd->buf[62] = lsb >>  8;
346     hd->buf[63] = lsb      ;
347     transform( hd, hd->buf );
348
349     p = hd->buf;
350   #ifdef BIG_ENDIAN_HOST
351     #define X(a) do { *(u32*)p = hd->h##a ; p += 4; } while(0)
352   #else /* little endian */
353     #define X(a) do { *p++ = hd->h##a >> 24; *p++ = hd->h##a >> 16;      \
354                       *p++ = hd->h##a >> 8; *p++ = hd->h##a; } while(0)
355   #endif
356     X(0);
357     X(1);
358     X(2);
359     X(3);
360     X(4);
361   #undef X
362
363 }
364
365