applied Mathews typo and grammar fixes
[libgcrypt.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
45
46 #if defined(__GNUC__) && defined(__i386__)
47 static inline u32
48 rol(int n, u32 x)
49 {
50         __asm__("roll %%cl,%0"
51                 :"=r" (x)
52                 :"0" (x),"c" (n));
53         return x;
54 }
55 #else
56   #define rol(n,x)  ( ((x) << (n)) | ((x) >> (32-(n))) )
57 #endif
58
59
60
61
62 void
63 sha1_init( SHA1_CONTEXT *hd )
64 {
65     hd->h0 = 0x67452301;
66     hd->h1 = 0xefcdab89;
67     hd->h2 = 0x98badcfe;
68     hd->h3 = 0x10325476;
69     hd->h4 = 0xc3d2e1f0;
70     hd->nblocks = 0;
71     hd->count = 0;
72 }
73
74
75 /****************
76  * Transform the message X which consists of 16 32-bit-words
77  */
78 static void
79 transform( SHA1_CONTEXT *hd, byte *data )
80 {
81     u32 a,b,c,d,e,tm;
82     u32 x[16];
83
84     /* get values from the chaining vars */
85     a = hd->h0;
86     b = hd->h1;
87     c = hd->h2;
88     d = hd->h3;
89     e = hd->h4;
90
91   #ifdef BIG_ENDIAN_HOST
92     memcpy( x, data, 64 );
93   #else
94     { int i;
95       byte *p2;
96       for(i=0, p2=(byte*)x; i < 16; i++, p2 += 4 ) {
97         p2[3] = *data++;
98         p2[2] = *data++;
99         p2[1] = *data++;
100         p2[0] = *data++;
101       }
102     }
103   #endif
104
105
106 #define K1  0x5A827999L
107 #define K2  0x6ED9EBA1L
108 #define K3  0x8F1BBCDCL
109 #define K4  0xCA62C1D6L
110 #define F1(x,y,z)   ( z ^ ( x & ( y ^ z ) ) )
111 #define F2(x,y,z)   ( x ^ y ^ z )
112 #define F3(x,y,z)   ( ( x & y ) | ( z & ( x | y ) ) )
113 #define F4(x,y,z)   ( x ^ y ^ z )
114
115
116 #define M(i) ( tm =   x[i&0x0f] ^ x[(i-14)&0x0f] \
117                     ^ x[(i-8)&0x0f] ^ x[(i-3)&0x0f] \
118                , (x[i&0x0f] = (tm << 1) | (tm >> 31)) )
119
120 #define R(a,b,c,d,e,f,k,m)  do { e += rol( 5, a )     \
121                                       + f( b, c, d )  \
122                                       + k             \
123                                       + m;            \
124                                  b = rol( 30, b );    \
125                                } while(0)
126     R( a, b, c, d, e, F1, K1, x[ 0] );
127     R( e, a, b, c, d, F1, K1, x[ 1] );
128     R( d, e, a, b, c, F1, K1, x[ 2] );
129     R( c, d, e, a, b, F1, K1, x[ 3] );
130     R( b, c, d, e, a, F1, K1, x[ 4] );
131     R( a, b, c, d, e, F1, K1, x[ 5] );
132     R( e, a, b, c, d, F1, K1, x[ 6] );
133     R( d, e, a, b, c, F1, K1, x[ 7] );
134     R( c, d, e, a, b, F1, K1, x[ 8] );
135     R( b, c, d, e, a, F1, K1, x[ 9] );
136     R( a, b, c, d, e, F1, K1, x[10] );
137     R( e, a, b, c, d, F1, K1, x[11] );
138     R( d, e, a, b, c, F1, K1, x[12] );
139     R( c, d, e, a, b, F1, K1, x[13] );
140     R( b, c, d, e, a, F1, K1, x[14] );
141     R( a, b, c, d, e, F1, K1, x[15] );
142     R( e, a, b, c, d, F1, K1, M(16) );
143     R( d, e, a, b, c, F1, K1, M(17) );
144     R( c, d, e, a, b, F1, K1, M(18) );
145     R( b, c, d, e, a, F1, K1, M(19) );
146     R( a, b, c, d, e, F2, K2, M(20) );
147     R( e, a, b, c, d, F2, K2, M(21) );
148     R( d, e, a, b, c, F2, K2, M(22) );
149     R( c, d, e, a, b, F2, K2, M(23) );
150     R( b, c, d, e, a, F2, K2, M(24) );
151     R( a, b, c, d, e, F2, K2, M(25) );
152     R( e, a, b, c, d, F2, K2, M(26) );
153     R( d, e, a, b, c, F2, K2, M(27) );
154     R( c, d, e, a, b, F2, K2, M(28) );
155     R( b, c, d, e, a, F2, K2, M(29) );
156     R( a, b, c, d, e, F2, K2, M(30) );
157     R( e, a, b, c, d, F2, K2, M(31) );
158     R( d, e, a, b, c, F2, K2, M(32) );
159     R( c, d, e, a, b, F2, K2, M(33) );
160     R( b, c, d, e, a, F2, K2, M(34) );
161     R( a, b, c, d, e, F2, K2, M(35) );
162     R( e, a, b, c, d, F2, K2, M(36) );
163     R( d, e, a, b, c, F2, K2, M(37) );
164     R( c, d, e, a, b, F2, K2, M(38) );
165     R( b, c, d, e, a, F2, K2, M(39) );
166     R( a, b, c, d, e, F3, K3, M(40) );
167     R( e, a, b, c, d, F3, K3, M(41) );
168     R( d, e, a, b, c, F3, K3, M(42) );
169     R( c, d, e, a, b, F3, K3, M(43) );
170     R( b, c, d, e, a, F3, K3, M(44) );
171     R( a, b, c, d, e, F3, K3, M(45) );
172     R( e, a, b, c, d, F3, K3, M(46) );
173     R( d, e, a, b, c, F3, K3, M(47) );
174     R( c, d, e, a, b, F3, K3, M(48) );
175     R( b, c, d, e, a, F3, K3, M(49) );
176     R( a, b, c, d, e, F3, K3, M(50) );
177     R( e, a, b, c, d, F3, K3, M(51) );
178     R( d, e, a, b, c, F3, K3, M(52) );
179     R( c, d, e, a, b, F3, K3, M(53) );
180     R( b, c, d, e, a, F3, K3, M(54) );
181     R( a, b, c, d, e, F3, K3, M(55) );
182     R( e, a, b, c, d, F3, K3, M(56) );
183     R( d, e, a, b, c, F3, K3, M(57) );
184     R( c, d, e, a, b, F3, K3, M(58) );
185     R( b, c, d, e, a, F3, K3, M(59) );
186     R( a, b, c, d, e, F4, K4, M(60) );
187     R( e, a, b, c, d, F4, K4, M(61) );
188     R( d, e, a, b, c, F4, K4, M(62) );
189     R( c, d, e, a, b, F4, K4, M(63) );
190     R( b, c, d, e, a, F4, K4, M(64) );
191     R( a, b, c, d, e, F4, K4, M(65) );
192     R( e, a, b, c, d, F4, K4, M(66) );
193     R( d, e, a, b, c, F4, K4, M(67) );
194     R( c, d, e, a, b, F4, K4, M(68) );
195     R( b, c, d, e, a, F4, K4, M(69) );
196     R( a, b, c, d, e, F4, K4, M(70) );
197     R( e, a, b, c, d, F4, K4, M(71) );
198     R( d, e, a, b, c, F4, K4, M(72) );
199     R( c, d, e, a, b, F4, K4, M(73) );
200     R( b, c, d, e, a, F4, K4, M(74) );
201     R( a, b, c, d, e, F4, K4, M(75) );
202     R( e, a, b, c, d, F4, K4, M(76) );
203     R( d, e, a, b, c, F4, K4, M(77) );
204     R( c, d, e, a, b, F4, K4, M(78) );
205     R( b, c, d, e, a, F4, K4, M(79) );
206
207     /* update chainig vars */
208     hd->h0 += a;
209     hd->h1 += b;
210     hd->h2 += c;
211     hd->h3 += d;
212     hd->h4 += e;
213 }
214
215
216 /* Update the message digest with the contents
217  * of INBUF with length INLEN.
218  */
219 void
220 sha1_write( SHA1_CONTEXT *hd, byte *inbuf, size_t inlen)
221 {
222     if( hd->count == 64 ) { /* flush the buffer */
223         transform( hd, hd->buf );
224         hd->count = 0;
225         hd->nblocks++;
226     }
227     if( !inbuf )
228         return;
229     if( hd->count ) {
230         for( ; inlen && hd->count < 64; inlen-- )
231             hd->buf[hd->count++] = *inbuf++;
232         sha1_write( hd, NULL, 0 );
233         if( !inlen )
234             return;
235     }
236
237     while( inlen >= 64 ) {
238         transform( hd, inbuf );
239         hd->count = 0;
240         hd->nblocks++;
241         inlen -= 64;
242         inbuf += 64;
243     }
244     for( ; inlen && hd->count < 64; inlen-- )
245         hd->buf[hd->count++] = *inbuf++;
246 }
247
248
249 /* The routine final terminates the computation and
250  * returns the digest.
251  * The handle is prepared for a new cycle, but adding bytes to the
252  * handle will the destroy the returned buffer.
253  * Returns: 20 bytes representing the digest.
254  */
255
256 void
257 sha1_final(SHA1_CONTEXT *hd)
258 {
259     u32 t, msb, lsb;
260     byte *p;
261
262     sha1_write(hd, NULL, 0); /* flush */;
263
264     msb = 0;
265     t = hd->nblocks;
266     if( (lsb = t << 6) < t ) /* multiply by 64 to make a byte count */
267         msb++;
268     msb += t >> 26;
269     t = lsb;
270     if( (lsb = t + hd->count) < t ) /* add the count */
271         msb++;
272     t = lsb;
273     if( (lsb = t << 3) < t ) /* multiply by 8 to make a bit count */
274         msb++;
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         sha1_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] = msb >> 24;
291     hd->buf[57] = msb >> 16;
292     hd->buf[58] = msb >>  8;
293     hd->buf[59] = msb      ;
294     hd->buf[60] = lsb >> 24;
295     hd->buf[61] = lsb >> 16;
296     hd->buf[62] = lsb >>  8;
297     hd->buf[63] = lsb      ;
298     transform( hd, hd->buf );
299
300     p = hd->buf;
301   #ifdef BIG_ENDIAN_HOST
302     #define X(a) do { *(u32*)p = hd->h##a ; p += 4; } while(0)
303   #else /* little endian */
304     #define X(a) do { *p++ = hd->h##a >> 24; *p++ = hd->h##a >> 16;      \
305                       *p++ = hd->h##a >> 8; *p++ = hd->h##a; } while(0)
306   #endif
307     X(0);
308     X(1);
309     X(2);
310     X(3);
311     X(4);
312   #undef X
313
314 }
315
316