9d2f7c886b048eae231d502ed5dd1df2d071d2d0
[libgcrypt.git] / cipher / md5.c
1 /* md5.c - MD5 Message-Digest Algorithm
2  * Copyright (C) 1995,1996,1998,1999,2001,2002,2003 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  * According to the definition of MD5 in RFC 1321 from April 1992.
21  * NOTE: This is *not* the same file as the one from glibc.
22  * Written by Ulrich Drepper <drepper@gnu.ai.mit.edu>, 1995. 
23  * heavily modified for GnuPG by Werner Koch <wk@gnupg.org> 
24  */
25
26 /* Test values:
27  * ""                  D4 1D 8C D9 8F 00 B2 04  E9 80 09 98 EC F8 42 7E
28  * "a"                 0C C1 75 B9 C0 F1 B6 A8  31 C3 99 E2 69 77 26 61
29  * "abc                90 01 50 98 3C D2 4F B0  D6 96 3F 7D 28 E1 7F 72
30  * "message digest"    F9 6B 69 7D 7C B7 93 8D  52 5A 2F 31 AA F1 61 D0
31  */
32
33 #include <config.h>
34 #include <stdio.h>
35 #include <stdlib.h>
36 #include <string.h>
37 #include <assert.h>
38 #include "g10lib.h"
39 #include "memory.h"
40 #include "dynload.h"
41
42 #include "bithelp.h"
43
44
45 typedef struct {
46     u32 A,B,C,D;          /* chaining variables */
47     u32  nblocks;
48     byte buf[64];
49     int  count;
50 } MD5_CONTEXT;
51
52
53 static void
54 md5_init( MD5_CONTEXT *ctx )
55 {
56     ctx->A = 0x67452301;
57     ctx->B = 0xefcdab89;
58     ctx->C = 0x98badcfe;
59     ctx->D = 0x10325476;
60
61     ctx->nblocks = 0;
62     ctx->count = 0;
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
76 /****************
77  * transform n*64 bytes
78  */
79 static void
80 /*transform( MD5_CONTEXT *ctx, const void *buffer, size_t len )*/
81 transform( MD5_CONTEXT *ctx, byte *data )
82 {
83     u32 correct_words[16];
84     register u32 A = ctx->A;
85     register u32 B = ctx->B;
86     register u32 C = ctx->C;
87     register u32 D = ctx->D;
88     u32 *cwp = correct_words;
89
90 #ifdef BIG_ENDIAN_HOST
91     { int i;
92       byte *p2, *p1;
93       for(i=0, p1=data, p2=(byte*)correct_words; i < 16; i++, p2 += 4 ) {
94         p2[3] = *p1++;
95         p2[2] = *p1++;
96         p2[1] = *p1++;
97         p2[0] = *p1++;
98       }
99     }
100 #else
101     memcpy( correct_words, data, 64 );
102 #endif
103
104
105 #define OP(a, b, c, d, s, T)                                        \
106   do                                                                \
107     {                                                               \
108       a += FF (b, c, d) + (*cwp++) + T;             \
109       a = rol(a, s);                                                \
110       a += b;                                                       \
111     }                                                               \
112   while (0)
113
114     /* Before we start, one word about the strange constants.
115        They are defined in RFC 1321 as
116
117        T[i] = (int) (4294967296.0 * fabs (sin (i))), i=1..64
118      */
119
120     /* Round 1.  */
121     OP (A, B, C, D,  7, 0xd76aa478);
122     OP (D, A, B, C, 12, 0xe8c7b756);
123     OP (C, D, A, B, 17, 0x242070db);
124     OP (B, C, D, A, 22, 0xc1bdceee);
125     OP (A, B, C, D,  7, 0xf57c0faf);
126     OP (D, A, B, C, 12, 0x4787c62a);
127     OP (C, D, A, B, 17, 0xa8304613);
128     OP (B, C, D, A, 22, 0xfd469501);
129     OP (A, B, C, D,  7, 0x698098d8);
130     OP (D, A, B, C, 12, 0x8b44f7af);
131     OP (C, D, A, B, 17, 0xffff5bb1);
132     OP (B, C, D, A, 22, 0x895cd7be);
133     OP (A, B, C, D,  7, 0x6b901122);
134     OP (D, A, B, C, 12, 0xfd987193);
135     OP (C, D, A, B, 17, 0xa679438e);
136     OP (B, C, D, A, 22, 0x49b40821);
137
138 #undef OP
139 #define OP(f, a, b, c, d, k, s, T)  \
140     do                                                                \
141       {                                                               \
142         a += f (b, c, d) + correct_words[k] + T;                      \
143         a = rol(a, s);                                                \
144         a += b;                                                       \
145       }                                                               \
146     while (0)
147
148     /* Round 2.  */
149     OP (FG, A, B, C, D,  1,  5, 0xf61e2562);
150     OP (FG, D, A, B, C,  6,  9, 0xc040b340);
151     OP (FG, C, D, A, B, 11, 14, 0x265e5a51);
152     OP (FG, B, C, D, A,  0, 20, 0xe9b6c7aa);
153     OP (FG, A, B, C, D,  5,  5, 0xd62f105d);
154     OP (FG, D, A, B, C, 10,  9, 0x02441453);
155     OP (FG, C, D, A, B, 15, 14, 0xd8a1e681);
156     OP (FG, B, C, D, A,  4, 20, 0xe7d3fbc8);
157     OP (FG, A, B, C, D,  9,  5, 0x21e1cde6);
158     OP (FG, D, A, B, C, 14,  9, 0xc33707d6);
159     OP (FG, C, D, A, B,  3, 14, 0xf4d50d87);
160     OP (FG, B, C, D, A,  8, 20, 0x455a14ed);
161     OP (FG, A, B, C, D, 13,  5, 0xa9e3e905);
162     OP (FG, D, A, B, C,  2,  9, 0xfcefa3f8);
163     OP (FG, C, D, A, B,  7, 14, 0x676f02d9);
164     OP (FG, B, C, D, A, 12, 20, 0x8d2a4c8a);
165
166     /* Round 3.  */
167     OP (FH, A, B, C, D,  5,  4, 0xfffa3942);
168     OP (FH, D, A, B, C,  8, 11, 0x8771f681);
169     OP (FH, C, D, A, B, 11, 16, 0x6d9d6122);
170     OP (FH, B, C, D, A, 14, 23, 0xfde5380c);
171     OP (FH, A, B, C, D,  1,  4, 0xa4beea44);
172     OP (FH, D, A, B, C,  4, 11, 0x4bdecfa9);
173     OP (FH, C, D, A, B,  7, 16, 0xf6bb4b60);
174     OP (FH, B, C, D, A, 10, 23, 0xbebfbc70);
175     OP (FH, A, B, C, D, 13,  4, 0x289b7ec6);
176     OP (FH, D, A, B, C,  0, 11, 0xeaa127fa);
177     OP (FH, C, D, A, B,  3, 16, 0xd4ef3085);
178     OP (FH, B, C, D, A,  6, 23, 0x04881d05);
179     OP (FH, A, B, C, D,  9,  4, 0xd9d4d039);
180     OP (FH, D, A, B, C, 12, 11, 0xe6db99e5);
181     OP (FH, C, D, A, B, 15, 16, 0x1fa27cf8);
182     OP (FH, B, C, D, A,  2, 23, 0xc4ac5665);
183
184     /* Round 4.  */
185     OP (FI, A, B, C, D,  0,  6, 0xf4292244);
186     OP (FI, D, A, B, C,  7, 10, 0x432aff97);
187     OP (FI, C, D, A, B, 14, 15, 0xab9423a7);
188     OP (FI, B, C, D, A,  5, 21, 0xfc93a039);
189     OP (FI, A, B, C, D, 12,  6, 0x655b59c3);
190     OP (FI, D, A, B, C,  3, 10, 0x8f0ccc92);
191     OP (FI, C, D, A, B, 10, 15, 0xffeff47d);
192     OP (FI, B, C, D, A,  1, 21, 0x85845dd1);
193     OP (FI, A, B, C, D,  8,  6, 0x6fa87e4f);
194     OP (FI, D, A, B, C, 15, 10, 0xfe2ce6e0);
195     OP (FI, C, D, A, B,  6, 15, 0xa3014314);
196     OP (FI, B, C, D, A, 13, 21, 0x4e0811a1);
197     OP (FI, A, B, C, D,  4,  6, 0xf7537e82);
198     OP (FI, D, A, B, C, 11, 10, 0xbd3af235);
199     OP (FI, C, D, A, B,  2, 15, 0x2ad7d2bb);
200     OP (FI, B, C, D, A,  9, 21, 0xeb86d391);
201
202     /* Put checksum in context given as argument.  */
203     ctx->A += A;
204     ctx->B += B;
205     ctx->C += C;
206     ctx->D += D;
207 }
208
209
210
211 /* The routine updates the message-digest context to
212  * account for the presence of each of the characters inBuf[0..inLen-1]
213  * in the message whose digest is being computed.
214  */
215 static void
216 md5_write( MD5_CONTEXT *hd, byte *inbuf, size_t inlen)
217 {
218     if( hd->count == 64 ) { /* flush the buffer */
219         transform( hd, hd->buf );
220         _gcry_burn_stack (80+6*sizeof(void*));
221         hd->count = 0;
222         hd->nblocks++;
223     }
224     if( !inbuf )
225         return;
226     if( hd->count ) {
227         for( ; inlen && hd->count < 64; inlen-- )
228             hd->buf[hd->count++] = *inbuf++;
229         md5_write( hd, NULL, 0 );
230         if( !inlen )
231             return;
232     }
233     _gcry_burn_stack (80+6*sizeof(void*));
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     t = hd->nblocks;
264     /* multiply by 64 to make a byte count */
265     lsb = t << 6;
266     msb = t >> 26;
267     /* add the count */
268     t = lsb;
269     if( (lsb += hd->count) < t )
270         msb++;
271     /* multiply by 8 to make a bit count */
272     t = lsb;
273     lsb <<= 3;
274     msb <<= 3;
275     msb |= t >> 29;
276
277     if( hd->count < 56 ) { /* enough room */
278         hd->buf[hd->count++] = 0x80; /* pad */
279         while( hd->count < 56 )
280             hd->buf[hd->count++] = 0;  /* pad */
281     }
282     else { /* need one extra block */
283         hd->buf[hd->count++] = 0x80; /* pad character */
284         while( hd->count < 64 )
285             hd->buf[hd->count++] = 0;
286         md5_write(hd, NULL, 0);  /* flush */;
287         memset(hd->buf, 0, 56 ); /* fill next block with zeroes */
288     }
289     /* append the 64 bit count */
290     hd->buf[56] = lsb      ;
291     hd->buf[57] = lsb >>  8;
292     hd->buf[58] = lsb >> 16;
293     hd->buf[59] = lsb >> 24;
294     hd->buf[60] = msb      ;
295     hd->buf[61] = msb >>  8;
296     hd->buf[62] = msb >> 16;
297     hd->buf[63] = msb >> 24;
298     transform( hd, hd->buf );
299     _gcry_burn_stack (80+6*sizeof(void*));
300
301     p = hd->buf;
302   #ifdef BIG_ENDIAN_HOST
303     #define X(a) do { *p++ = hd->a      ; *p++ = hd->a >> 8;      \
304                       *p++ = hd->a >> 16; *p++ = hd->a >> 24; } while(0)
305   #else /* little endian */
306     #define X(a) do { *(u32*)p = (*hd).a ; p += 4; } while(0)
307   #endif
308     X(A);
309     X(B);
310     X(C);
311     X(D);
312   #undef X
313
314 }
315
316 static byte *
317 md5_read( MD5_CONTEXT *hd )
318 {
319     return hd->buf;
320 }
321
322 /****************
323  * Return some information about the algorithm.  We need algo here to
324  * distinguish different flavors of the algorithm.
325  * Returns: A pointer to string describing the algorithm or NULL if
326  *          the ALGO is invalid.
327  */
328 static const char *
329 md5_get_info( int algo, size_t *contextsize,
330                byte **r_asnoid, int *r_asnlen, int *r_mdlen,
331                void (**r_init)( void *c ),
332                void (**r_write)( void *c, byte *buf, size_t nbytes ),
333                void (**r_final)( void *c ),
334                byte *(**r_read)( void *c )
335              )
336 {
337     static byte asn[18] = /* Object ID is 1.2.840.113549.2.5 */
338                     { 0x30, 0x20, 0x30, 0x0c, 0x06, 0x08, 0x2a, 0x86,0x48,
339                       0x86, 0xf7, 0x0d, 0x02, 0x05, 0x05, 0x00, 0x04, 0x10 };
340
341     if( algo != 1 )
342         return NULL;
343
344     *contextsize = sizeof(MD5_CONTEXT);
345     *r_asnoid = asn;
346     *r_asnlen = DIM(asn);
347     *r_mdlen = 16;
348     *(void  (**)(MD5_CONTEXT *))r_init                 = md5_init;
349     *(void  (**)(MD5_CONTEXT *, byte*, size_t))r_write = md5_write;
350     *(void  (**)(MD5_CONTEXT *))r_final                = md5_final;
351     *(byte *(**)(MD5_CONTEXT *))r_read                 = md5_read;
352
353     return "MD5";
354 }
355
356
357 #ifndef IS_MODULE
358 static
359 #endif
360 const char * const gnupgext_version = "MD5 ($Revision$)";
361
362 static struct {
363     int class;
364     int version;
365     int  value;
366     void (*func)(void);
367 } func_table[] = {
368     { 10, 1, 0, (void(*)(void))md5_get_info },
369     { 11, 1, 1 },
370 };
371
372
373 #ifndef IS_MODULE
374 static
375 #endif
376 void *
377 gnupgext_enum_func( int what, int *sequence, int *class, int *vers )
378 {
379     void *ret;
380     int i = *sequence;
381
382     do {
383         if( i >= DIM(func_table) || i < 0 )
384             return NULL;
385         *class = func_table[i].class;
386         *vers  = func_table[i].version;
387         switch( *class ) {
388           case 11: case 21: case 31: ret = &func_table[i].value; break;
389           default:                   ret = func_table[i].func; break;
390         }
391         i++;
392     } while( what && what != *class );
393
394     *sequence = i;
395     return ret;
396 }
397
398
399
400
401 #ifndef IS_MODULE
402 void
403 _gcry_md5_constructor(void)
404 {
405     _gcry_register_internal_cipher_extension( gnupgext_version, gnupgext_enum_func );
406 }
407 #endif
408
409 /* end of file */