b3da296f8b3cf1a4e7152b1ecfdc8fedf2950e90
[gnupg.git] / cipher / sha1.c
1 /* sha1.c - SHA1 hash function
2  *      Copyright (C) 1998 Free Software Foundation, Inc.
3  *
4  * Please see below for more legal information!
5  *
6  * This file is part of GnuPG.
7  *
8  * GnuPG 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  * GnuPG 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
24 /*  Test vectors:
25  *
26  *  "abc"
27  *  A999 3E36 4706 816A BA3E  2571 7850 C26C 9CD0 D89D
28  *
29  *  "abcdbcdecdefdefgefghfghighijhijkijkljklmklmnlmnomnopnopq"
30  *  8498 3E44 1C3B D26E BAAE  4AA1 F951 29E5 E546 70F1
31  */
32
33
34 #include <config.h>
35 #include <stdio.h>
36 #include <stdlib.h>
37 #include <string.h>
38 #include <assert.h>
39 #include "util.h"
40 #include "memory.h"
41 #include "sha1.h"
42
43
44 typedef struct {
45     u32  h0,h1,h2,h3,h4;
46     u32  nblocks;
47     byte buf[64];
48     int  count;
49 } SHA1_CONTEXT;
50
51
52 #if defined(__GNUC__) && defined(__i386__)
53 static inline u32
54 rol(int n, u32 x)
55 {
56         __asm__("roll %%cl,%0"
57                 :"=r" (x)
58                 :"0" (x),"c" (n));
59         return x;
60 }
61 #else
62   #define rol(n,x)  ( ((x) << (n)) | ((x) >> (32-(n))) )
63 #endif
64
65
66
67
68 void
69 sha1_init( SHA1_CONTEXT *hd )
70 {
71     hd->h0 = 0x67452301;
72     hd->h1 = 0xefcdab89;
73     hd->h2 = 0x98badcfe;
74     hd->h3 = 0x10325476;
75     hd->h4 = 0xc3d2e1f0;
76     hd->nblocks = 0;
77     hd->count = 0;
78 }
79
80
81 /****************
82  * Transform the message X which consists of 16 32-bit-words
83  */
84 static void
85 transform( SHA1_CONTEXT *hd, byte *data )
86 {
87     u32 a,b,c,d,e,tm;
88     u32 x[16];
89
90     /* get values from the chaining vars */
91     a = hd->h0;
92     b = hd->h1;
93     c = hd->h2;
94     d = hd->h3;
95     e = hd->h4;
96
97   #ifdef BIG_ENDIAN_HOST
98     memcpy( x, data, 64 );
99   #else
100     { int i;
101       byte *p2;
102       for(i=0, p2=(byte*)x; i < 16; i++, p2 += 4 ) {
103         p2[3] = *data++;
104         p2[2] = *data++;
105         p2[1] = *data++;
106         p2[0] = *data++;
107       }
108     }
109   #endif
110
111
112 #define K1  0x5A827999L
113 #define K2  0x6ED9EBA1L
114 #define K3  0x8F1BBCDCL
115 #define K4  0xCA62C1D6L
116 #define F1(x,y,z)   ( z ^ ( x & ( y ^ z ) ) )
117 #define F2(x,y,z)   ( x ^ y ^ z )
118 #define F3(x,y,z)   ( ( x & y ) | ( z & ( x | y ) ) )
119 #define F4(x,y,z)   ( x ^ y ^ z )
120
121
122 #define M(i) ( tm =   x[i&0x0f] ^ x[(i-14)&0x0f] \
123                     ^ x[(i-8)&0x0f] ^ x[(i-3)&0x0f] \
124                , (x[i&0x0f] = (tm << 1) | (tm >> 31)) )
125
126 #define R(a,b,c,d,e,f,k,m)  do { e += rol( 5, a )     \
127                                       + f( b, c, d )  \
128                                       + k             \
129                                       + m;            \
130                                  b = rol( 30, b );    \
131                                } while(0)
132     R( a, b, c, d, e, F1, K1, x[ 0] );
133     R( e, a, b, c, d, F1, K1, x[ 1] );
134     R( d, e, a, b, c, F1, K1, x[ 2] );
135     R( c, d, e, a, b, F1, K1, x[ 3] );
136     R( b, c, d, e, a, F1, K1, x[ 4] );
137     R( a, b, c, d, e, F1, K1, x[ 5] );
138     R( e, a, b, c, d, F1, K1, x[ 6] );
139     R( d, e, a, b, c, F1, K1, x[ 7] );
140     R( c, d, e, a, b, F1, K1, x[ 8] );
141     R( b, c, d, e, a, F1, K1, x[ 9] );
142     R( a, b, c, d, e, F1, K1, x[10] );
143     R( e, a, b, c, d, F1, K1, x[11] );
144     R( d, e, a, b, c, F1, K1, x[12] );
145     R( c, d, e, a, b, F1, K1, x[13] );
146     R( b, c, d, e, a, F1, K1, x[14] );
147     R( a, b, c, d, e, F1, K1, x[15] );
148     R( e, a, b, c, d, F1, K1, M(16) );
149     R( d, e, a, b, c, F1, K1, M(17) );
150     R( c, d, e, a, b, F1, K1, M(18) );
151     R( b, c, d, e, a, F1, K1, M(19) );
152     R( a, b, c, d, e, F2, K2, M(20) );
153     R( e, a, b, c, d, F2, K2, M(21) );
154     R( d, e, a, b, c, F2, K2, M(22) );
155     R( c, d, e, a, b, F2, K2, M(23) );
156     R( b, c, d, e, a, F2, K2, M(24) );
157     R( a, b, c, d, e, F2, K2, M(25) );
158     R( e, a, b, c, d, F2, K2, M(26) );
159     R( d, e, a, b, c, F2, K2, M(27) );
160     R( c, d, e, a, b, F2, K2, M(28) );
161     R( b, c, d, e, a, F2, K2, M(29) );
162     R( a, b, c, d, e, F2, K2, M(30) );
163     R( e, a, b, c, d, F2, K2, M(31) );
164     R( d, e, a, b, c, F2, K2, M(32) );
165     R( c, d, e, a, b, F2, K2, M(33) );
166     R( b, c, d, e, a, F2, K2, M(34) );
167     R( a, b, c, d, e, F2, K2, M(35) );
168     R( e, a, b, c, d, F2, K2, M(36) );
169     R( d, e, a, b, c, F2, K2, M(37) );
170     R( c, d, e, a, b, F2, K2, M(38) );
171     R( b, c, d, e, a, F2, K2, M(39) );
172     R( a, b, c, d, e, F3, K3, M(40) );
173     R( e, a, b, c, d, F3, K3, M(41) );
174     R( d, e, a, b, c, F3, K3, M(42) );
175     R( c, d, e, a, b, F3, K3, M(43) );
176     R( b, c, d, e, a, F3, K3, M(44) );
177     R( a, b, c, d, e, F3, K3, M(45) );
178     R( e, a, b, c, d, F3, K3, M(46) );
179     R( d, e, a, b, c, F3, K3, M(47) );
180     R( c, d, e, a, b, F3, K3, M(48) );
181     R( b, c, d, e, a, F3, K3, M(49) );
182     R( a, b, c, d, e, F3, K3, M(50) );
183     R( e, a, b, c, d, F3, K3, M(51) );
184     R( d, e, a, b, c, F3, K3, M(52) );
185     R( c, d, e, a, b, F3, K3, M(53) );
186     R( b, c, d, e, a, F3, K3, M(54) );
187     R( a, b, c, d, e, F3, K3, M(55) );
188     R( e, a, b, c, d, F3, K3, M(56) );
189     R( d, e, a, b, c, F3, K3, M(57) );
190     R( c, d, e, a, b, F3, K3, M(58) );
191     R( b, c, d, e, a, F3, K3, M(59) );
192     R( a, b, c, d, e, F4, K4, M(60) );
193     R( e, a, b, c, d, F4, K4, M(61) );
194     R( d, e, a, b, c, F4, K4, M(62) );
195     R( c, d, e, a, b, F4, K4, M(63) );
196     R( b, c, d, e, a, F4, K4, M(64) );
197     R( a, b, c, d, e, F4, K4, M(65) );
198     R( e, a, b, c, d, F4, K4, M(66) );
199     R( d, e, a, b, c, F4, K4, M(67) );
200     R( c, d, e, a, b, F4, K4, M(68) );
201     R( b, c, d, e, a, F4, K4, M(69) );
202     R( a, b, c, d, e, F4, K4, M(70) );
203     R( e, a, b, c, d, F4, K4, M(71) );
204     R( d, e, a, b, c, F4, K4, M(72) );
205     R( c, d, e, a, b, F4, K4, M(73) );
206     R( b, c, d, e, a, F4, K4, M(74) );
207     R( a, b, c, d, e, F4, K4, M(75) );
208     R( e, a, b, c, d, F4, K4, M(76) );
209     R( d, e, a, b, c, F4, K4, M(77) );
210     R( c, d, e, a, b, F4, K4, M(78) );
211     R( b, c, d, e, a, F4, K4, M(79) );
212
213     /* update chainig vars */
214     hd->h0 += a;
215     hd->h1 += b;
216     hd->h2 += c;
217     hd->h3 += d;
218     hd->h4 += e;
219 }
220
221
222 /* Update the message digest with the contents
223  * of INBUF with length INLEN.
224  */
225 static void
226 sha1_write( SHA1_CONTEXT *hd, byte *inbuf, size_t inlen)
227 {
228     if( hd->count == 64 ) { /* flush the buffer */
229         transform( hd, hd->buf );
230         hd->count = 0;
231         hd->nblocks++;
232     }
233     if( !inbuf )
234         return;
235     if( hd->count ) {
236         for( ; inlen && hd->count < 64; inlen-- )
237             hd->buf[hd->count++] = *inbuf++;
238         sha1_write( hd, NULL, 0 );
239         if( !inlen )
240             return;
241     }
242
243     while( inlen >= 64 ) {
244         transform( hd, inbuf );
245         hd->count = 0;
246         hd->nblocks++;
247         inlen -= 64;
248         inbuf += 64;
249     }
250     for( ; inlen && hd->count < 64; inlen-- )
251         hd->buf[hd->count++] = *inbuf++;
252 }
253
254
255 /* The routine final terminates the computation and
256  * returns the digest.
257  * The handle is prepared for a new cycle, but adding bytes to the
258  * handle will the destroy the returned buffer.
259  * Returns: 20 bytes representing the digest.
260  */
261
262 static void
263 sha1_final(SHA1_CONTEXT *hd)
264 {
265     u32 t, msb, lsb;
266     byte *p;
267
268     sha1_write(hd, NULL, 0); /* flush */;
269
270     msb = 0;
271     t = hd->nblocks;
272     if( (lsb = t << 6) < t ) /* multiply by 64 to make a byte count */
273         msb++;
274     msb += t >> 26;
275     t = lsb;
276     if( (lsb = t + hd->count) < t ) /* add the count */
277         msb++;
278     t = lsb;
279     if( (lsb = t << 3) < t ) /* multiply by 8 to make a bit count */
280         msb++;
281     msb += t >> 29;
282
283     if( hd->count < 56 ) { /* enough room */
284         hd->buf[hd->count++] = 0x80; /* pad */
285         while( hd->count < 56 )
286             hd->buf[hd->count++] = 0;  /* pad */
287     }
288     else { /* need one extra block */
289         hd->buf[hd->count++] = 0x80; /* pad character */
290         while( hd->count < 64 )
291             hd->buf[hd->count++] = 0;
292         sha1_write(hd, NULL, 0);  /* flush */;
293         memset(hd->buf, 0, 56 ); /* fill next block with zeroes */
294     }
295     /* append the 64 bit count */
296     hd->buf[56] = msb >> 24;
297     hd->buf[57] = msb >> 16;
298     hd->buf[58] = msb >>  8;
299     hd->buf[59] = msb      ;
300     hd->buf[60] = lsb >> 24;
301     hd->buf[61] = lsb >> 16;
302     hd->buf[62] = lsb >>  8;
303     hd->buf[63] = lsb      ;
304     transform( hd, hd->buf );
305
306     p = hd->buf;
307   #ifdef BIG_ENDIAN_HOST
308     #define X(a) do { *(u32*)p = hd->h##a ; p += 4; } while(0)
309   #else /* little endian */
310     #define X(a) do { *p++ = hd->h##a >> 24; *p++ = hd->h##a >> 16;      \
311                       *p++ = hd->h##a >> 8; *p++ = hd->h##a; } while(0)
312   #endif
313     X(0);
314     X(1);
315     X(2);
316     X(3);
317     X(4);
318   #undef X
319
320 }
321
322 static byte *
323 sha1_read( SHA1_CONTEXT *hd )
324 {
325     return hd->buf;
326 }
327
328 /****************
329  * Return some information about the algorithm.  We need algo here to
330  * distinguish different flavors of the algorithm.
331  * Returns: A pointer to string describing the algorithm or NULL if
332  *          the ALGO is invalid.
333  */
334 const char *
335 sha1_get_info( int algo, size_t *contextsize,
336                byte **r_asnoid, int *r_asnlen, int *r_mdlen,
337                void (**r_init)( void *c ),
338                void (**r_write)( void *c, byte *buf, size_t nbytes ),
339                void (**r_final)( void *c ),
340                byte *(**r_read)( void *c )
341              )
342 {
343     static byte asn[15] = /* Object ID is 1.3.14.3.2.26 */
344                     { 0x30, 0x21, 0x30, 0x09, 0x06, 0x05, 0x2b, 0x0e, 0x03,
345                       0x02, 0x1a, 0x05, 0x00, 0x04, 0x14 };
346     if( algo != 2 )
347         return NULL;
348
349     *contextsize = sizeof(SHA1_CONTEXT);
350     *r_asnoid = asn;
351     *r_asnlen = DIM(asn);
352     *r_mdlen = 20;
353     *r_init  = (void (*)(void *))sha1_init;
354     *r_write = (void (*)(void *, byte*, size_t))sha1_write;
355     *r_final = (void (*)(void *))sha1_final;
356     *r_read  = (byte *(*)(void *))sha1_read;
357
358     return "SHA1";
359 }
360