f03a301dabdaa2d04d595f601299873adc9455e2
[libgcrypt.git] / cipher / md5.c
1 /* md5.c - MD5 Message-Digest Algorithm
2  * Copyright (C) 1995,1996,1998,1999,2001,2002 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 static void
66 burn_stack (int bytes)
67 {
68     char buf[128];
69     
70     memset (buf, 0, sizeof buf);
71     bytes -= sizeof buf;
72     if (bytes > 0)
73         burn_stack (bytes);
74 }
75
76
77
78 /* These are the four functions used in the four steps of the MD5 algorithm
79    and defined in the RFC 1321.  The first function is a little bit optimized
80    (as found in Colin Plumbs public domain implementation).  */
81 /* #define FF(b, c, d) ((b & c) | (~b & d)) */
82 #define FF(b, c, d) (d ^ (b & (c ^ d)))
83 #define FG(b, c, d) FF (d, b, c)
84 #define FH(b, c, d) (b ^ c ^ d)
85 #define FI(b, c, d) (c ^ (b | ~d))
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     register u32 A = ctx->A;
97     register u32 B = ctx->B;
98     register u32 C = ctx->C;
99     register 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     burn_stack (80+6*sizeof(void*));
246
247     while( inlen >= 64 ) {
248         transform( hd, inbuf );
249         hd->count = 0;
250         hd->nblocks++;
251         inlen -= 64;
252         inbuf += 64;
253     }
254     for( ; inlen && hd->count < 64; inlen-- )
255         hd->buf[hd->count++] = *inbuf++;
256
257 }
258
259
260
261 /* The routine final terminates the message-digest computation and
262  * ends with the desired message digest in mdContext->digest[0...15].
263  * The handle is prepared for a new MD5 cycle.
264  * Returns 16 bytes representing the digest.
265  */
266
267 static void
268 md5_final( MD5_CONTEXT *hd )
269 {
270     u32 t, msb, lsb;
271     byte *p;
272
273     md5_write(hd, NULL, 0); /* flush */;
274
275     t = hd->nblocks;
276     /* multiply by 64 to make a byte count */
277     lsb = t << 6;
278     msb = t >> 26;
279     /* add the count */
280     t = lsb;
281     if( (lsb += hd->count) < t )
282         msb++;
283     /* multiply by 8 to make a bit count */
284     t = lsb;
285     lsb <<= 3;
286     msb <<= 3;
287     msb |= t >> 29;
288
289     if( hd->count < 56 ) { /* enough room */
290         hd->buf[hd->count++] = 0x80; /* pad */
291         while( hd->count < 56 )
292             hd->buf[hd->count++] = 0;  /* pad */
293     }
294     else { /* need one extra block */
295         hd->buf[hd->count++] = 0x80; /* pad character */
296         while( hd->count < 64 )
297             hd->buf[hd->count++] = 0;
298         md5_write(hd, NULL, 0);  /* flush */;
299         memset(hd->buf, 0, 56 ); /* fill next block with zeroes */
300     }
301     /* append the 64 bit count */
302     hd->buf[56] = lsb      ;
303     hd->buf[57] = lsb >>  8;
304     hd->buf[58] = lsb >> 16;
305     hd->buf[59] = lsb >> 24;
306     hd->buf[60] = msb      ;
307     hd->buf[61] = msb >>  8;
308     hd->buf[62] = msb >> 16;
309     hd->buf[63] = msb >> 24;
310     transform( hd, hd->buf );
311     burn_stack (80+6*sizeof(void*));
312
313     p = hd->buf;
314   #ifdef BIG_ENDIAN_HOST
315     #define X(a) do { *p++ = hd->a      ; *p++ = hd->a >> 8;      \
316                       *p++ = hd->a >> 16; *p++ = hd->a >> 24; } while(0)
317   #else /* little endian */
318     #define X(a) do { *(u32*)p = (*hd).a ; p += 4; } while(0)
319   #endif
320     X(A);
321     X(B);
322     X(C);
323     X(D);
324   #undef X
325
326 }
327
328 static byte *
329 md5_read( MD5_CONTEXT *hd )
330 {
331     return hd->buf;
332 }
333
334 /****************
335  * Return some information about the algorithm.  We need algo here to
336  * distinguish different flavors of the algorithm.
337  * Returns: A pointer to string describing the algorithm or NULL if
338  *          the ALGO is invalid.
339  */
340 static const char *
341 md5_get_info( int algo, size_t *contextsize,
342                byte **r_asnoid, int *r_asnlen, int *r_mdlen,
343                void (**r_init)( void *c ),
344                void (**r_write)( void *c, byte *buf, size_t nbytes ),
345                void (**r_final)( void *c ),
346                byte *(**r_read)( void *c )
347              )
348 {
349     static byte asn[18] = /* Object ID is 1.2.840.113549.2.5 */
350                     { 0x30, 0x20, 0x30, 0x0c, 0x06, 0x08, 0x2a, 0x86,0x48,
351                       0x86, 0xf7, 0x0d, 0x02, 0x05, 0x05, 0x00, 0x04, 0x10 };
352
353     if( algo != 1 )
354         return NULL;
355
356     *contextsize = sizeof(MD5_CONTEXT);
357     *r_asnoid = asn;
358     *r_asnlen = DIM(asn);
359     *r_mdlen = 16;
360     *(void  (**)(MD5_CONTEXT *))r_init                 = md5_init;
361     *(void  (**)(MD5_CONTEXT *, byte*, size_t))r_write = md5_write;
362     *(void  (**)(MD5_CONTEXT *))r_final                = md5_final;
363     *(byte *(**)(MD5_CONTEXT *))r_read                 = md5_read;
364
365     return "MD5";
366 }
367
368
369 #ifndef IS_MODULE
370 static
371 #endif
372 const char * const gnupgext_version = "MD5 ($Revision$)";
373
374 static struct {
375     int class;
376     int version;
377     int  value;
378     void (*func)(void);
379 } func_table[] = {
380     { 10, 1, 0, (void(*)(void))md5_get_info },
381     { 11, 1, 1 },
382 };
383
384
385 #ifndef IS_MODULE
386 static
387 #endif
388 void *
389 gnupgext_enum_func( int what, int *sequence, int *class, int *vers )
390 {
391     void *ret;
392     int i = *sequence;
393
394     do {
395         if( i >= DIM(func_table) || i < 0 )
396             return NULL;
397         *class = func_table[i].class;
398         *vers  = func_table[i].version;
399         switch( *class ) {
400           case 11: case 21: case 31: ret = &func_table[i].value; break;
401           default:                   ret = func_table[i].func; break;
402         }
403         i++;
404     } while( what && what != *class );
405
406     *sequence = i;
407     return ret;
408 }
409
410
411
412
413 #ifndef IS_MODULE
414 void
415 _gcry_md5_constructor(void)
416 {
417     _gcry_register_internal_cipher_extension( gnupgext_version, gnupgext_enum_func );
418 }
419 #endif
420
421 /* end of file */