See ChangeLog: Mon Jul 26 09:34:46 CEST 1999 Werner Koch
[gnupg.git] / cipher / md5.c
1 /* md5.c - MD5 Message-Digest Algorithm
2  *      Copyright (C) 1995, 1996, 1998, 1999 Free Software Foundation, Inc.
3  *
4  * according to the definition of MD5 in RFC 1321 from April 1992.
5  * NOTE: This is *not* the same file as the one from glibc.
6  *
7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
8  * under the terms of the GNU General Public License as published by the
9  * Free Software Foundation; either version 2, or (at your option) any
10  * later version.
11  *
12  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15  * GNU General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU General Public License
18  * along with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
19  * Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
20  */
21 /* Written by Ulrich Drepper <drepper@gnu.ai.mit.edu>, 1995.  */
22 /* heavily modified for GnuPG by <werner.koch@guug.de> */
23
24 /* Test values:
25  * ""                  D4 1D 8C D9 8F 00 B2 04  E9 80 09 98 EC F8 42 7E
26  * "a"                 0C C1 75 B9 C0 F1 B6 A8  31 C3 99 E2 69 77 26 61
27  * "abc                90 01 50 98 3C D2 4F B0  D6 96 3F 7D 28 E1 7F 72
28  * "message digest"    F9 6B 69 7D 7C B7 93 8D  52 5A 2F 31 AA F1 61 D0
29  */
30
31 #include <config.h>
32 #include <stdio.h>
33 #include <stdlib.h>
34 #include <string.h>
35 #include <assert.h>
36 #include "util.h"
37 #include "memory.h"
38 #include "dynload.h"
39
40
41 typedef struct {
42     u32 A,B,C,D;          /* chaining variables */
43     u32  nblocks;
44     byte buf[64];
45     int  count;
46 } MD5_CONTEXT;
47
48
49 static void
50 md5_init( MD5_CONTEXT *ctx )
51 {
52     ctx->A = 0x67452301;
53     ctx->B = 0xefcdab89;
54     ctx->C = 0x98badcfe;
55     ctx->D = 0x10325476;
56
57     ctx->nblocks = 0;
58     ctx->count = 0;
59 }
60
61
62
63
64 /* These are the four functions used in the four steps of the MD5 algorithm
65    and defined in the RFC 1321.  The first function is a little bit optimized
66    (as found in Colin Plumbs public domain implementation).  */
67 /* #define FF(b, c, d) ((b & c) | (~b & d)) */
68 #define FF(b, c, d) (d ^ (b & (c ^ d)))
69 #define FG(b, c, d) FF (d, b, c)
70 #define FH(b, c, d) (b ^ c ^ d)
71 #define FI(b, c, d) (c ^ (b | ~d))
72
73
74 /****************
75  * transform n*64 bytes
76  */
77 static void
78 /*transform( MD5_CONTEXT *ctx, const void *buffer, size_t len )*/
79 transform( MD5_CONTEXT *ctx, byte *data )
80 {
81     u32 correct_words[16];
82     u32 A = ctx->A;
83     u32 B = ctx->B;
84     u32 C = ctx->C;
85     u32 D = ctx->D;
86     u32 *cwp = correct_words;
87
88   #ifdef BIG_ENDIAN_HOST
89     { int i;
90       byte *p2, *p1;
91       for(i=0, p1=data, p2=(byte*)correct_words; i < 16; i++, p2 += 4 ) {
92         p2[3] = *p1++;
93         p2[2] = *p1++;
94         p2[1] = *p1++;
95         p2[0] = *p1++;
96       }
97     }
98   #else
99     memcpy( correct_words, data, 64 );
100   #endif
101
102
103 #define OP(a, b, c, d, s, T)                                        \
104   do                                                                \
105     {                                                               \
106       a += FF (b, c, d) + (*cwp++) + T;             \
107       CYCLIC (a, s);                                                \
108       a += b;                                                       \
109     }                                                               \
110   while (0)
111
112   /* It is unfortunate that C does not provide an operator for
113      cyclic rotation.  Hope the C compiler is smart enough.  */
114 #define CYCLIC(w, s) (w = (w << s) | (w >> (32 - s)))
115
116     /* Before we start, one word about the strange constants.
117        They are defined in RFC 1321 as
118
119        T[i] = (int) (4294967296.0 * fabs (sin (i))), i=1..64
120      */
121
122     /* Round 1.  */
123     OP (A, B, C, D,  7, 0xd76aa478);
124     OP (D, A, B, C, 12, 0xe8c7b756);
125     OP (C, D, A, B, 17, 0x242070db);
126     OP (B, C, D, A, 22, 0xc1bdceee);
127     OP (A, B, C, D,  7, 0xf57c0faf);
128     OP (D, A, B, C, 12, 0x4787c62a);
129     OP (C, D, A, B, 17, 0xa8304613);
130     OP (B, C, D, A, 22, 0xfd469501);
131     OP (A, B, C, D,  7, 0x698098d8);
132     OP (D, A, B, C, 12, 0x8b44f7af);
133     OP (C, D, A, B, 17, 0xffff5bb1);
134     OP (B, C, D, A, 22, 0x895cd7be);
135     OP (A, B, C, D,  7, 0x6b901122);
136     OP (D, A, B, C, 12, 0xfd987193);
137     OP (C, D, A, B, 17, 0xa679438e);
138     OP (B, C, D, A, 22, 0x49b40821);
139
140 #undef OP
141 #define OP(f, a, b, c, d, k, s, T)  \
142     do                                                                \
143       {                                                               \
144         a += f (b, c, d) + correct_words[k] + T;                      \
145         CYCLIC (a, s);                                                \
146         a += b;                                                       \
147       }                                                               \
148     while (0)
149
150     /* Round 2.  */
151     OP (FG, A, B, C, D,  1,  5, 0xf61e2562);
152     OP (FG, D, A, B, C,  6,  9, 0xc040b340);
153     OP (FG, C, D, A, B, 11, 14, 0x265e5a51);
154     OP (FG, B, C, D, A,  0, 20, 0xe9b6c7aa);
155     OP (FG, A, B, C, D,  5,  5, 0xd62f105d);
156     OP (FG, D, A, B, C, 10,  9, 0x02441453);
157     OP (FG, C, D, A, B, 15, 14, 0xd8a1e681);
158     OP (FG, B, C, D, A,  4, 20, 0xe7d3fbc8);
159     OP (FG, A, B, C, D,  9,  5, 0x21e1cde6);
160     OP (FG, D, A, B, C, 14,  9, 0xc33707d6);
161     OP (FG, C, D, A, B,  3, 14, 0xf4d50d87);
162     OP (FG, B, C, D, A,  8, 20, 0x455a14ed);
163     OP (FG, A, B, C, D, 13,  5, 0xa9e3e905);
164     OP (FG, D, A, B, C,  2,  9, 0xfcefa3f8);
165     OP (FG, C, D, A, B,  7, 14, 0x676f02d9);
166     OP (FG, B, C, D, A, 12, 20, 0x8d2a4c8a);
167
168     /* Round 3.  */
169     OP (FH, A, B, C, D,  5,  4, 0xfffa3942);
170     OP (FH, D, A, B, C,  8, 11, 0x8771f681);
171     OP (FH, C, D, A, B, 11, 16, 0x6d9d6122);
172     OP (FH, B, C, D, A, 14, 23, 0xfde5380c);
173     OP (FH, A, B, C, D,  1,  4, 0xa4beea44);
174     OP (FH, D, A, B, C,  4, 11, 0x4bdecfa9);
175     OP (FH, C, D, A, B,  7, 16, 0xf6bb4b60);
176     OP (FH, B, C, D, A, 10, 23, 0xbebfbc70);
177     OP (FH, A, B, C, D, 13,  4, 0x289b7ec6);
178     OP (FH, D, A, B, C,  0, 11, 0xeaa127fa);
179     OP (FH, C, D, A, B,  3, 16, 0xd4ef3085);
180     OP (FH, B, C, D, A,  6, 23, 0x04881d05);
181     OP (FH, A, B, C, D,  9,  4, 0xd9d4d039);
182     OP (FH, D, A, B, C, 12, 11, 0xe6db99e5);
183     OP (FH, C, D, A, B, 15, 16, 0x1fa27cf8);
184     OP (FH, B, C, D, A,  2, 23, 0xc4ac5665);
185
186     /* Round 4.  */
187     OP (FI, A, B, C, D,  0,  6, 0xf4292244);
188     OP (FI, D, A, B, C,  7, 10, 0x432aff97);
189     OP (FI, C, D, A, B, 14, 15, 0xab9423a7);
190     OP (FI, B, C, D, A,  5, 21, 0xfc93a039);
191     OP (FI, A, B, C, D, 12,  6, 0x655b59c3);
192     OP (FI, D, A, B, C,  3, 10, 0x8f0ccc92);
193     OP (FI, C, D, A, B, 10, 15, 0xffeff47d);
194     OP (FI, B, C, D, A,  1, 21, 0x85845dd1);
195     OP (FI, A, B, C, D,  8,  6, 0x6fa87e4f);
196     OP (FI, D, A, B, C, 15, 10, 0xfe2ce6e0);
197     OP (FI, C, D, A, B,  6, 15, 0xa3014314);
198     OP (FI, B, C, D, A, 13, 21, 0x4e0811a1);
199     OP (FI, A, B, C, D,  4,  6, 0xf7537e82);
200     OP (FI, D, A, B, C, 11, 10, 0xbd3af235);
201     OP (FI, C, D, A, B,  2, 15, 0x2ad7d2bb);
202     OP (FI, B, C, D, A,  9, 21, 0xeb86d391);
203
204     /* Put checksum in context given as argument.  */
205     ctx->A += A;
206     ctx->B += B;
207     ctx->C += C;
208     ctx->D += D;
209 }
210
211
212
213 /* The routine updates the message-digest context to
214  * account for the presence of each of the characters inBuf[0..inLen-1]
215  * in the message whose digest is being computed.
216  */
217 static void
218 md5_write( MD5_CONTEXT *hd, byte *inbuf, size_t inlen)
219 {
220     if( hd->count == 64 ) { /* flush the buffer */
221         transform( hd, hd->buf );
222         hd->count = 0;
223         hd->nblocks++;
224     }
225     if( !inbuf )
226         return;
227     if( hd->count ) {
228         for( ; inlen && hd->count < 64; inlen-- )
229             hd->buf[hd->count++] = *inbuf++;
230         md5_write( hd, NULL, 0 );
231         if( !inlen )
232             return;
233     }
234
235     while( inlen >= 64 ) {
236         transform( hd, inbuf );
237         hd->count = 0;
238         hd->nblocks++;
239         inlen -= 64;
240         inbuf += 64;
241     }
242     for( ; inlen && hd->count < 64; inlen-- )
243         hd->buf[hd->count++] = *inbuf++;
244
245 }
246
247
248
249 /* The routine final terminates the message-digest computation and
250  * ends with the desired message digest in mdContext->digest[0...15].
251  * The handle is prepared for a new MD5 cycle.
252  * Returns 16 bytes representing the digest.
253  */
254
255 static void
256 md5_final( MD5_CONTEXT *hd )
257 {
258     u32 t, msb, lsb;
259     byte *p;
260
261     md5_write(hd, NULL, 0); /* flush */;
262
263     msb = 0;
264     t = hd->nblocks;
265     if( (lsb = t << 6) < t ) /* multiply by 64 to make a byte count */
266         msb++;
267     msb += t >> 26;
268     t = lsb;
269     if( (lsb = t + hd->count) < t ) /* add the count */
270         msb++;
271     t = lsb;
272     if( (lsb = t << 3) < t ) /* multiply by 8 to make a bit count */
273         msb++;
274     msb += t >> 29;
275
276     if( hd->count < 56 ) { /* enough room */
277         hd->buf[hd->count++] = 0x80; /* pad */
278         while( hd->count < 56 )
279             hd->buf[hd->count++] = 0;  /* pad */
280     }
281     else { /* need one extra block */
282         hd->buf[hd->count++] = 0x80; /* pad character */
283         while( hd->count < 64 )
284             hd->buf[hd->count++] = 0;
285         md5_write(hd, NULL, 0);  /* flush */;
286         memset(hd->buf, 0, 56 ); /* fill next block with zeroes */
287     }
288     /* append the 64 bit count */
289     hd->buf[56] = lsb      ;
290     hd->buf[57] = lsb >>  8;
291     hd->buf[58] = lsb >> 16;
292     hd->buf[59] = lsb >> 24;
293     hd->buf[60] = msb      ;
294     hd->buf[61] = msb >>  8;
295     hd->buf[62] = msb >> 16;
296     hd->buf[63] = msb >> 24;
297     transform( hd, hd->buf );
298
299     p = hd->buf;
300   #ifdef BIG_ENDIAN_HOST
301     #define X(a) do { *p++ = hd->##a      ; *p++ = hd->##a >> 8;      \
302                       *p++ = hd->##a >> 16; *p++ = hd->##a >> 24; } while(0)
303   #else /* little endian */
304     /*#define X(a) do { *(u32*)p = hd->##a ; p += 4; } while(0)*/
305     /* Unixware's cpp doesn't like the above construct so we do it his way:
306      * (reported by Allan Clark) */
307     #define X(a) do { *(u32*)p = (*hd).a ; p += 4; } while(0)
308   #endif
309     X(A);
310     X(B);
311     X(C);
312     X(D);
313   #undef X
314
315 }
316
317 static byte *
318 md5_read( MD5_CONTEXT *hd )
319 {
320     return hd->buf;
321 }
322
323 /****************
324  * Return some information about the algorithm.  We need algo here to
325  * distinguish different flavors of the algorithm.
326  * Returns: A pointer to string describing the algorithm or NULL if
327  *          the ALGO is invalid.
328  */
329 static const char *
330 md5_get_info( int algo, size_t *contextsize,
331                byte **r_asnoid, int *r_asnlen, int *r_mdlen,
332                void (**r_init)( void *c ),
333                void (**r_write)( void *c, byte *buf, size_t nbytes ),
334                void (**r_final)( void *c ),
335                byte *(**r_read)( void *c )
336              )
337 {
338     static byte asn[18] = /* Object ID is 1.2.840.113549.2.5 */
339                     { 0x30, 0x20, 0x30, 0x0c, 0x06, 0x08, 0x2a, 0x86,0x48,
340                       0x86, 0xf7, 0x0d, 0x02, 0x05, 0x05, 0x00, 0x04, 0x10 };
341
342     if( algo != 1 )
343         return NULL;
344
345     *contextsize = sizeof(MD5_CONTEXT);
346     *r_asnoid = asn;
347     *r_asnlen = DIM(asn);
348     *r_mdlen = 16;
349     *r_init  = (void (*)(void *))md5_init;
350     *r_write = (void (*)(void *, byte*, size_t))md5_write;
351     *r_final = (void (*)(void *))md5_final;
352     *r_read  = (byte *(*)(void *))md5_read;
353
354     return "MD5";
355 }
356
357
358 #ifndef IS_MODULE
359 static
360 #endif
361 const char * const gnupgext_version = "MD5 ($Revision$)";
362
363 static struct {
364     int class;
365     int version;
366     int  value;
367     void (*func)(void);
368 } func_table[] = {
369     { 10, 1, 0, (void(*)(void))md5_get_info },
370     { 11, 1, 1 },
371 };
372
373
374 #ifndef IS_MODULE
375 static
376 #endif
377 void *
378 gnupgext_enum_func( int what, int *sequence, int *class, int *vers )
379 {
380     void *ret;
381     int i = *sequence;
382
383     do {
384         if( i >= DIM(func_table) || i < 0 )
385             return NULL;
386         *class = func_table[i].class;
387         *vers  = func_table[i].version;
388         switch( *class ) {
389           case 11: case 21: case 31: ret = &func_table[i].value; break;
390           default:                   ret = func_table[i].func; break;
391         }
392         i++;
393     } while( what && what != *class );
394
395     *sequence = i;
396     return ret;
397 }
398
399
400
401
402 #ifndef IS_MODULE
403 void
404 md5_constructor(void)
405 {
406     register_internal_cipher_extension( gnupgext_version, gnupgext_enum_func );
407 }
408 #endif
409
410
411
412 /* end of file */