Code cleanups.
[libgcrypt.git] / cipher / md4.c
1 /* md4.c - MD4 Message-Digest Algorithm
2  * Copyright (C) 2002, 2003 Free Software Foundation, Inc.
3  *
4  * This file is part of Libgcrypt.
5  *
6  * Libgcrypt is free software; you can redistribute it and/or modify
7  * it under the terms of the GNU Lesser General Public License as
8  * published by the Free Software Foundation; either version 2.1 of
9  * the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * Libgcrypt is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14  * GNU Lesser General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17  * License along with this program; if not, write to the Free Software
18  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA
19  *
20  * Based on md5.c in libgcrypt, but rewritten to compute md4 checksums
21  * using a public domain md4 implementation with the following comments:
22  *
23  * Modified by Wei Dai from Andrew M. Kuchling's md4.c
24  * The original code and all modifications are in the public domain.
25  *
26  * This is the original introductory comment:
27  *
28  *  md4.c : MD4 hash algorithm.
29  *
30  * Part of the Python Cryptography Toolkit, version 1.1
31  *
32  * Distribute and use freely; there are no restrictions on further
33  * dissemination and usage except those imposed by the laws of your
34  * country of residence.
35  *
36  */
37
38 /* MD4 test suite:
39  * MD4 ("") = 31d6cfe0d16ae931b73c59d7e0c089c0
40  * MD4 ("a") = bde52cb31de33e46245e05fbdbd6fb24
41  * MD4 ("abc") = a448017aaf21d8525fc10ae87aa6729d
42  * MD4 ("message digest") = d9130a8164549fe818874806e1c7014b
43  * MD4 ("abcdefghijklmnopqrstuvwxyz") = d79e1c308aa5bbcdeea8ed63df412da9
44  * MD4 ("ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789") =
45  * 043f8582f241db351ce627e153e7f0e4
46  * MD4 ("123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123456
47  * 78901234567890") = e33b4ddc9c38f2199c3e7b164fcc0536
48  */
49
50 #include <config.h>
51 #include <stdio.h>
52 #include <stdlib.h>
53 #include <string.h>
54
55 #include "g10lib.h"
56 #include "memory.h"
57 #include "cipher.h"
58
59 #include "bithelp.h"
60
61
62 typedef struct {
63     u32 A,B,C,D;          /* chaining variables */
64     u32  nblocks;
65     byte buf[64];
66     int  count;
67 } MD4_CONTEXT;
68
69
70 static void
71 md4_init( void *context )
72 {
73   MD4_CONTEXT *ctx = context;
74
75   ctx->A = 0x67452301;
76   ctx->B = 0xefcdab89;
77   ctx->C = 0x98badcfe;
78   ctx->D = 0x10325476;
79
80   ctx->nblocks = 0;
81   ctx->count = 0;
82 }
83
84 #define F(x, y, z) ((z) ^ ((x) & ((y) ^ (z))))
85 #define G(x, y, z) (((x) & (y)) | ((x) & (z)) | ((y) & (z)))
86 #define H(x, y, z) ((x) ^ (y) ^ (z))
87
88
89 /****************
90  * transform 64 bytes
91  */
92 static void
93 transform ( MD4_CONTEXT *ctx, const unsigned char *data )
94 {
95   u32 in[16];
96   register u32 A = ctx->A;
97   register u32 B = ctx->B;
98   register u32 C = ctx->C;
99   register u32 D = ctx->D;
100
101 #ifdef WORDS_BIGENDIAN
102   {
103     int i;
104     byte *p2, *p1;
105     for(i=0, p1=data, p2=(byte*)in; i < 16; i++, p2 += 4 )
106       {
107         p2[3] = *p1++;
108         p2[2] = *p1++;
109         p2[1] = *p1++;
110         p2[0] = *p1++;
111       }
112   }
113 #else
114   memcpy (in, data, 64);
115 #endif
116
117   /* Round 1.  */
118 #define function(a,b,c,d,k,s) a=rol(a+F(b,c,d)+in[k],s);
119   function(A,B,C,D, 0, 3);
120   function(D,A,B,C, 1, 7);
121   function(C,D,A,B, 2,11);
122   function(B,C,D,A, 3,19);
123   function(A,B,C,D, 4, 3);
124   function(D,A,B,C, 5, 7);
125   function(C,D,A,B, 6,11);
126   function(B,C,D,A, 7,19);
127   function(A,B,C,D, 8, 3);
128   function(D,A,B,C, 9, 7);
129   function(C,D,A,B,10,11);
130   function(B,C,D,A,11,19);
131   function(A,B,C,D,12, 3);
132   function(D,A,B,C,13, 7);
133   function(C,D,A,B,14,11);
134   function(B,C,D,A,15,19);
135
136 #undef function
137
138   /* Round 2.  */
139 #define function(a,b,c,d,k,s) a=rol(a+G(b,c,d)+in[k]+0x5a827999,s);
140
141   function(A,B,C,D, 0, 3);
142   function(D,A,B,C, 4, 5);
143   function(C,D,A,B, 8, 9);
144   function(B,C,D,A,12,13);
145   function(A,B,C,D, 1, 3);
146   function(D,A,B,C, 5, 5);
147   function(C,D,A,B, 9, 9);
148   function(B,C,D,A,13,13);
149   function(A,B,C,D, 2, 3);
150   function(D,A,B,C, 6, 5);
151   function(C,D,A,B,10, 9);
152   function(B,C,D,A,14,13);
153   function(A,B,C,D, 3, 3);
154   function(D,A,B,C, 7, 5);
155   function(C,D,A,B,11, 9);
156   function(B,C,D,A,15,13);
157
158 #undef function
159
160   /* Round 3.  */
161 #define function(a,b,c,d,k,s) a=rol(a+H(b,c,d)+in[k]+0x6ed9eba1,s);
162
163   function(A,B,C,D, 0, 3);
164   function(D,A,B,C, 8, 9);
165   function(C,D,A,B, 4,11);
166   function(B,C,D,A,12,15);
167   function(A,B,C,D, 2, 3);
168   function(D,A,B,C,10, 9);
169   function(C,D,A,B, 6,11);
170   function(B,C,D,A,14,15);
171   function(A,B,C,D, 1, 3);
172   function(D,A,B,C, 9, 9);
173   function(C,D,A,B, 5,11);
174   function(B,C,D,A,13,15);
175   function(A,B,C,D, 3, 3);
176   function(D,A,B,C,11, 9);
177   function(C,D,A,B, 7,11);
178   function(B,C,D,A,15,15);
179
180
181   /* Put checksum in context given as argument.  */
182   ctx->A += A;
183   ctx->B += B;
184   ctx->C += C;
185   ctx->D += D;
186 }
187
188
189
190 /* The routine updates the message-digest context to
191  * account for the presence of each of the characters inBuf[0..inLen-1]
192  * in the message whose digest is being computed.
193  */
194 static void
195 md4_write ( void *context, const void *inbuf_arg, size_t inlen)
196 {
197   const unsigned char *inbuf = inbuf_arg;
198   MD4_CONTEXT *hd = context;
199
200   if( hd->count == 64 ) /* flush the buffer */
201     { 
202       transform( hd, hd->buf );
203       _gcry_burn_stack (80+6*sizeof(void*));
204       hd->count = 0;
205       hd->nblocks++;
206     }
207   if( !inbuf )
208     return;
209
210   if( hd->count )
211     {
212       for( ; inlen && hd->count < 64; inlen-- )
213         hd->buf[hd->count++] = *inbuf++;
214       md4_write( hd, NULL, 0 );
215       if( !inlen )
216         return;
217     }
218   _gcry_burn_stack (80+6*sizeof(void*));
219
220   while( inlen >= 64 )
221     {
222       transform( hd, inbuf );
223       hd->count = 0;
224       hd->nblocks++;
225       inlen -= 64;
226       inbuf += 64;
227     }
228   for( ; inlen && hd->count < 64; inlen-- )
229     hd->buf[hd->count++] = *inbuf++;
230 }
231
232
233
234 /* The routine final terminates the message-digest computation and
235  * ends with the desired message digest in mdContext->digest[0...15].
236  * The handle is prepared for a new MD4 cycle.
237  * Returns 16 bytes representing the digest.
238  */
239
240 static void
241 md4_final( void *context )
242 {
243   MD4_CONTEXT *hd = context;
244   u32 t, msb, lsb;
245   byte *p;
246
247   md4_write(hd, NULL, 0); /* flush */;
248
249   t = hd->nblocks;
250   /* multiply by 64 to make a byte count */
251   lsb = t << 6;
252   msb = t >> 26;
253   /* add the count */
254   t = lsb;
255   if( (lsb += hd->count) < t )
256     msb++;
257   /* multiply by 8 to make a bit count */
258   t = lsb;
259   lsb <<= 3;
260   msb <<= 3;
261   msb |= t >> 29;
262   
263   if( hd->count < 56 )  /* enough room */
264     {
265       hd->buf[hd->count++] = 0x80; /* pad */
266       while( hd->count < 56 )
267         hd->buf[hd->count++] = 0;  /* pad */
268     }
269   else /* need one extra block */ 
270     { 
271       hd->buf[hd->count++] = 0x80; /* pad character */
272       while( hd->count < 64 )
273         hd->buf[hd->count++] = 0;
274       md4_write(hd, NULL, 0);  /* flush */;
275       memset(hd->buf, 0, 56 ); /* fill next block with zeroes */
276     }
277   /* append the 64 bit count */
278   hd->buf[56] = lsb        ;
279   hd->buf[57] = lsb >>  8;
280   hd->buf[58] = lsb >> 16;
281   hd->buf[59] = lsb >> 24;
282   hd->buf[60] = msb        ;
283   hd->buf[61] = msb >>  8;
284   hd->buf[62] = msb >> 16;
285   hd->buf[63] = msb >> 24;
286   transform( hd, hd->buf );
287   _gcry_burn_stack (80+6*sizeof(void*));
288
289   p = hd->buf;
290 #ifdef WORDS_BIGENDIAN
291 #define X(a) do { *p++ = hd->a      ; *p++ = hd->a >> 8;      \
292                   *p++ = hd->a >> 16; *p++ = hd->a >> 24; } while(0)
293 #else /* little endian */
294 #define X(a) do { *(u32*)p = (*hd).a ; p += 4; } while(0)
295 #endif
296   X(A);
297   X(B);
298   X(C);
299   X(D);
300 #undef X
301
302 }
303
304 static byte *
305 md4_read (void *context)
306 {
307   MD4_CONTEXT *hd = context;
308   return hd->buf;
309 }
310
311 static byte asn[18] = /* Object ID is 1.2.840.113549.2.4 */
312   { 0x30, 0x20, 0x30, 0x0c, 0x06, 0x08, 0x2a, 0x86,0x48,
313     0x86, 0xf7, 0x0d, 0x02, 0x04, 0x05, 0x00, 0x04, 0x10 };
314
315 static gcry_md_oid_spec_t oid_spec_md4[] =
316   {
317     /* iso.member-body.us.rsadsi.digestAlgorithm.md4 */
318     { "1.2.840.113549.2.4" },
319     { NULL },
320   };
321
322 gcry_md_spec_t _gcry_digest_spec_md4 =
323   {
324     "MD4", asn, DIM (asn), oid_spec_md4,16,
325     md4_init, md4_write, md4_final, md4_read,
326     sizeof (MD4_CONTEXT)
327   };
328