Update
[gnupg.git] / cipher / md5.c
1 /* md5.c - MD5 Message-Digest Algorithm
2  * Copyright (C) 1995, 1996, 1998, 1999,
3  *               2000, 2001 Free Software Foundation, Inc.
4  *
5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
6  * under the terms of the GNU General Public License as published by the
7  * Free Software Foundation; either version 3, or (at your option) any
8  * later version.
9  *
10  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
13  * GNU General Public License for more details.
14  *
15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
16  * along with this program; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
17  *
18  * According to the definition of MD5 in RFC 1321 from April 1992.
19  * NOTE: This is *not* the same file as the one from glibc.
20  */
21 /* Written by Ulrich Drepper <drepper@gnu.ai.mit.edu>, 1995.  */
22 /* Heavily modified for GnuPG by <wk@gnupg.org> */
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 "algorithms.h"
39
40 #include "bithelp.h"
41
42
43 typedef struct {
44     u32 A,B,C,D;          /* chaining variables */
45     u32  nblocks;
46     byte buf[64];
47     int  count;
48 } MD5_CONTEXT;
49
50
51 static void
52 md5_init( MD5_CONTEXT *ctx )
53 {
54     ctx->A = 0x67452301;
55     ctx->B = 0xefcdab89;
56     ctx->C = 0x98badcfe;
57     ctx->D = 0x10325476;
58
59     ctx->nblocks = 0;
60     ctx->count = 0;
61 }
62
63
64
65
66 /* These are the four functions used in the four steps of the MD5 algorithm
67    and defined in the RFC 1321.  The first function is a little bit optimized
68    (as found in Colin Plumbs public domain implementation).  */
69 /* #define FF(b, c, d) ((b & c) | (~b & d)) */
70 #define FF(b, c, d) (d ^ (b & (c ^ d)))
71 #define FG(b, c, d) FF (d, b, c)
72 #define FH(b, c, d) (b ^ c ^ d)
73 #define FI(b, c, d) (c ^ (b | ~d))
74
75 static void
76 burn_stack (int bytes)
77 {
78     char buf[128];
79     
80     wipememory(buf,sizeof buf);
81     bytes -= sizeof buf;
82     if (bytes > 0)
83         burn_stack (bytes);
84 }
85
86
87
88 /****************
89  * transform n*64 bytes
90  */
91 static void
92 /*transform( MD5_CONTEXT *ctx, const void *buffer, size_t len )*/
93 transform( MD5_CONTEXT *ctx, byte *data )
94 {
95     u32 correct_words[16];
96     u32 A = ctx->A;
97     u32 B = ctx->B;
98     u32 C = ctx->C;
99     u32 D = ctx->D;
100     u32 *cwp = correct_words;
101
102 #ifdef BIG_ENDIAN_HOST
103     { int i;
104       byte *p2, *p1;
105       for(i=0, p1=data, p2=(byte*)correct_words; i < 16; i++, p2 += 4 ) {
106         p2[3] = *p1++;
107         p2[2] = *p1++;
108         p2[1] = *p1++;
109         p2[0] = *p1++;
110       }
111     }
112 #else
113     memcpy( correct_words, data, 64 );
114 #endif
115
116
117 #define OP(a, b, c, d, s, T)                                        \
118   do                                                                \
119     {                                                               \
120       a += FF (b, c, d) + (*cwp++) + T;             \
121       a = rol(a, s);                                                \
122       a += b;                                                       \
123     }                                                               \
124   while (0)
125
126     /* Before we start, one word about the strange constants.
127        They are defined in RFC 1321 as
128
129        T[i] = (int) (4294967296.0 * fabs (sin (i))), i=1..64
130      */
131
132     /* Round 1.  */
133     OP (A, B, C, D,  7, 0xd76aa478);
134     OP (D, A, B, C, 12, 0xe8c7b756);
135     OP (C, D, A, B, 17, 0x242070db);
136     OP (B, C, D, A, 22, 0xc1bdceee);
137     OP (A, B, C, D,  7, 0xf57c0faf);
138     OP (D, A, B, C, 12, 0x4787c62a);
139     OP (C, D, A, B, 17, 0xa8304613);
140     OP (B, C, D, A, 22, 0xfd469501);
141     OP (A, B, C, D,  7, 0x698098d8);
142     OP (D, A, B, C, 12, 0x8b44f7af);
143     OP (C, D, A, B, 17, 0xffff5bb1);
144     OP (B, C, D, A, 22, 0x895cd7be);
145     OP (A, B, C, D,  7, 0x6b901122);
146     OP (D, A, B, C, 12, 0xfd987193);
147     OP (C, D, A, B, 17, 0xa679438e);
148     OP (B, C, D, A, 22, 0x49b40821);
149
150 #undef OP
151 #define OP(f, a, b, c, d, k, s, T)  \
152     do                                                                \
153       {                                                               \
154         a += f (b, c, d) + correct_words[k] + T;                      \
155         a = rol(a, s);                                                \
156         a += b;                                                       \
157       }                                                               \
158     while (0)
159
160     /* Round 2.  */
161     OP (FG, A, B, C, D,  1,  5, 0xf61e2562);
162     OP (FG, D, A, B, C,  6,  9, 0xc040b340);
163     OP (FG, C, D, A, B, 11, 14, 0x265e5a51);
164     OP (FG, B, C, D, A,  0, 20, 0xe9b6c7aa);
165     OP (FG, A, B, C, D,  5,  5, 0xd62f105d);
166     OP (FG, D, A, B, C, 10,  9, 0x02441453);
167     OP (FG, C, D, A, B, 15, 14, 0xd8a1e681);
168     OP (FG, B, C, D, A,  4, 20, 0xe7d3fbc8);
169     OP (FG, A, B, C, D,  9,  5, 0x21e1cde6);
170     OP (FG, D, A, B, C, 14,  9, 0xc33707d6);
171     OP (FG, C, D, A, B,  3, 14, 0xf4d50d87);
172     OP (FG, B, C, D, A,  8, 20, 0x455a14ed);
173     OP (FG, A, B, C, D, 13,  5, 0xa9e3e905);
174     OP (FG, D, A, B, C,  2,  9, 0xfcefa3f8);
175     OP (FG, C, D, A, B,  7, 14, 0x676f02d9);
176     OP (FG, B, C, D, A, 12, 20, 0x8d2a4c8a);
177
178     /* Round 3.  */
179     OP (FH, A, B, C, D,  5,  4, 0xfffa3942);
180     OP (FH, D, A, B, C,  8, 11, 0x8771f681);
181     OP (FH, C, D, A, B, 11, 16, 0x6d9d6122);
182     OP (FH, B, C, D, A, 14, 23, 0xfde5380c);
183     OP (FH, A, B, C, D,  1,  4, 0xa4beea44);
184     OP (FH, D, A, B, C,  4, 11, 0x4bdecfa9);
185     OP (FH, C, D, A, B,  7, 16, 0xf6bb4b60);
186     OP (FH, B, C, D, A, 10, 23, 0xbebfbc70);
187     OP (FH, A, B, C, D, 13,  4, 0x289b7ec6);
188     OP (FH, D, A, B, C,  0, 11, 0xeaa127fa);
189     OP (FH, C, D, A, B,  3, 16, 0xd4ef3085);
190     OP (FH, B, C, D, A,  6, 23, 0x04881d05);
191     OP (FH, A, B, C, D,  9,  4, 0xd9d4d039);
192     OP (FH, D, A, B, C, 12, 11, 0xe6db99e5);
193     OP (FH, C, D, A, B, 15, 16, 0x1fa27cf8);
194     OP (FH, B, C, D, A,  2, 23, 0xc4ac5665);
195
196     /* Round 4.  */
197     OP (FI, A, B, C, D,  0,  6, 0xf4292244);
198     OP (FI, D, A, B, C,  7, 10, 0x432aff97);
199     OP (FI, C, D, A, B, 14, 15, 0xab9423a7);
200     OP (FI, B, C, D, A,  5, 21, 0xfc93a039);
201     OP (FI, A, B, C, D, 12,  6, 0x655b59c3);
202     OP (FI, D, A, B, C,  3, 10, 0x8f0ccc92);
203     OP (FI, C, D, A, B, 10, 15, 0xffeff47d);
204     OP (FI, B, C, D, A,  1, 21, 0x85845dd1);
205     OP (FI, A, B, C, D,  8,  6, 0x6fa87e4f);
206     OP (FI, D, A, B, C, 15, 10, 0xfe2ce6e0);
207     OP (FI, C, D, A, B,  6, 15, 0xa3014314);
208     OP (FI, B, C, D, A, 13, 21, 0x4e0811a1);
209     OP (FI, A, B, C, D,  4,  6, 0xf7537e82);
210     OP (FI, D, A, B, C, 11, 10, 0xbd3af235);
211     OP (FI, C, D, A, B,  2, 15, 0x2ad7d2bb);
212     OP (FI, B, C, D, A,  9, 21, 0xeb86d391);
213
214     /* Put checksum in context given as argument.  */
215     ctx->A += A;
216     ctx->B += B;
217     ctx->C += C;
218     ctx->D += D;
219 }
220
221
222
223 /* The routine updates the message-digest context to
224  * account for the presence of each of the characters inBuf[0..inLen-1]
225  * in the message whose digest is being computed.
226  */
227 static void
228 md5_write( MD5_CONTEXT *hd, byte *inbuf, size_t inlen)
229 {
230     if( hd->count == 64 ) { /* flush the buffer */
231         transform( hd, hd->buf );
232         burn_stack (80+6*sizeof(void*));
233         hd->count = 0;
234         hd->nblocks++;
235     }
236     if( !inbuf )
237         return;
238     if( hd->count ) {
239         for( ; inlen && hd->count < 64; inlen-- )
240             hd->buf[hd->count++] = *inbuf++;
241         md5_write( hd, NULL, 0 );
242         if( !inlen )
243             return;
244     }
245
246     while( inlen >= 64 ) {
247         transform( hd, inbuf );
248         hd->count = 0;
249         hd->nblocks++;
250         inlen -= 64;
251         inbuf += 64;
252     }
253     burn_stack (80+6*sizeof(void*));
254     for( ; inlen && hd->count < 64; inlen-- )
255         hd->buf[hd->count++] = *inbuf++;
256 }
257
258
259
260 /* The routine final terminates the message-digest computation and
261  * ends with the desired message digest in mdContext->digest[0...15].
262  * The handle is prepared for a new MD5 cycle.
263  * Returns 16 bytes representing the digest.
264  */
265
266 static void
267 md5_final( MD5_CONTEXT *hd )
268 {
269     u32 t, msb, lsb;
270     byte *p;
271
272     md5_write(hd, NULL, 0); /* flush */;
273
274     t = hd->nblocks;
275     /* multiply by 64 to make a byte count */
276     lsb = t << 6;
277     msb = t >> 26;
278     /* add the count */
279     t = lsb;
280     if( (lsb += hd->count) < t )
281         msb++;
282     /* multiply by 8 to make a bit count */
283     t = lsb;
284     lsb <<= 3;
285     msb <<= 3;
286     msb |= t >> 29;
287
288     if( hd->count < 56 ) { /* enough room */
289         hd->buf[hd->count++] = 0x80; /* pad */
290         while( hd->count < 56 )
291             hd->buf[hd->count++] = 0;  /* pad */
292     }
293     else { /* need one extra block */
294         hd->buf[hd->count++] = 0x80; /* pad character */
295         while( hd->count < 64 )
296             hd->buf[hd->count++] = 0;
297         md5_write(hd, NULL, 0);  /* flush */;
298         memset(hd->buf, 0, 56 ); /* fill next block with zeroes */
299     }
300     /* append the 64 bit count */
301     hd->buf[56] = lsb      ;
302     hd->buf[57] = lsb >>  8;
303     hd->buf[58] = lsb >> 16;
304     hd->buf[59] = lsb >> 24;
305     hd->buf[60] = msb      ;
306     hd->buf[61] = msb >>  8;
307     hd->buf[62] = msb >> 16;
308     hd->buf[63] = msb >> 24;
309     transform( hd, hd->buf );
310     burn_stack (80+6*sizeof(void*));
311
312     p = hd->buf;
313 #ifdef BIG_ENDIAN_HOST
314 #define X(a) do { *p++ = hd-> a      ; *p++ = hd-> a >> 8;      \
315                       *p++ = hd-> a >> 16; *p++ = hd-> a >> 24; } while(0)
316 #else /* little endian */
317 #define X(a) do { *(u32*)p = hd-> a ; p += 4; } while(0)
318 #endif
319     X(A);
320     X(B);
321     X(C);
322     X(D);
323 #undef X
324
325 }
326
327 static byte *
328 md5_read( MD5_CONTEXT *hd )
329 {
330     return hd->buf;
331 }
332
333 /****************
334  * Return some information about the algorithm.  We need algo here to
335  * distinguish different flavors of the algorithm.
336  * Returns: A pointer to string describing the algorithm or NULL if
337  *          the ALGO is invalid.
338  */
339 const char *
340 md5_get_info( int algo, size_t *contextsize,
341                byte **r_asnoid, int *r_asnlen, int *r_mdlen,
342                void (**r_init)( void *c ),
343                void (**r_write)( void *c, byte *buf, size_t nbytes ),
344                void (**r_final)( void *c ),
345                byte *(**r_read)( void *c )
346              )
347 {
348     static byte asn[18] = /* Object ID is 1.2.840.113549.2.5 */
349                     { 0x30, 0x20, 0x30, 0x0c, 0x06, 0x08, 0x2a, 0x86,0x48,
350                       0x86, 0xf7, 0x0d, 0x02, 0x05, 0x05, 0x00, 0x04, 0x10 };
351
352     if( algo != 1 )
353         return NULL;
354
355     *contextsize = sizeof(MD5_CONTEXT);
356     *r_asnoid = asn;
357     *r_asnlen = DIM(asn);
358     *r_mdlen = 16;
359     *(void  (**)(MD5_CONTEXT *))r_init                 = md5_init;
360     *(void  (**)(MD5_CONTEXT *, byte*, size_t))r_write = md5_write;
361     *(void  (**)(MD5_CONTEXT *))r_final                = md5_final;
362     *(byte *(**)(MD5_CONTEXT *))r_read                 = md5_read;
363
364     return "MD5";
365 }