libbb/sha1.c

   1 /*
   2  *  Based on shasum from http://www.netsw.org/crypto/hash/
   3  *  Majorly hacked up to use Dr Brian Gladman's sha1 code
   4  *
   5  *  Copyright (C) 2002 Dr Brian Gladman <brg@gladman.me.uk>, Worcester, UK.
   6  *  Copyright (C) 2003 Glenn L. McGrath
   7  *  Copyright (C) 2003 Erik Andersen
   8  *
   9  *  LICENSE TERMS
  10  *
  11  *  The free distribution and use of this software in both source and binary
  12  *  form is allowed (with or without changes) provided that:
  13  *
  14  *    1. distributions of this source code include the above copyright
  15  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer;
  16  *
  17  *    2. distributions in binary form include the above copyright
  18  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer
  19  *       in the documentation and/or other associated materials;
  20  *
  21  *    3. the copyright holder's name is not used to endorse products
  22  *       built using this software without specific written permission.
  23  *
  24  *  ALTERNATIVELY, provided that this notice is retained in full, this product
  25  *  may be distributed under the terms of the GNU General Public License (GPL),
  26  *  in which case the provisions of the GPL apply INSTEAD OF those given above.
  27  *
  28  *  DISCLAIMER
  29  *
  30  *  This software is provided 'as is' with no explicit or implied warranties
  31  *  in respect of its properties, including, but not limited to, correctness
  32  *  and/or fitness for purpose.
  33  *  ---------------------------------------------------------------------------
  34  *  Issue Date: 10/11/2002
  35  *
  36  *  This is a byte oriented version of SHA1 that operates on arrays of bytes
  37  *  stored in memory. It runs at 22 cycles per byte on a Pentium P4 processor
  38  */
  39
  40 #include <fcntl.h>
  41 #include <limits.h>
  42 #include <stdio.h>
  43 #include <stdint.h>
  44 #include <stdlib.h>
  45 #include <string.h>
  46 #include <unistd.h>
  47
  48 #include "libbb.h"
  49
  50 # define SHA1_BLOCK_SIZE  64
  51 # define SHA1_DIGEST_SIZE 20
  52 # define SHA1_HASH_SIZE   SHA1_DIGEST_SIZE
  53 # define SHA2_GOOD        0
  54 # define SHA2_BAD         1
  55
  56 # define rotl32(x,n) (((x) << n) | ((x) >> (32 - n)))
  57
  58 # define SHA1_MASK   (SHA1_BLOCK_SIZE - 1)
  59
  60 /* reverse byte order in 32-bit words   */
  61 #define ch(x,y,z)       ((z) ^ ((x) & ((y) ^ (z))))
  62 #define parity(x,y,z)   ((x) ^ (y) ^ (z))
  63 #define maj(x,y,z)      (((x) & (y)) | ((z) & ((x) | (y))))
  64
  65 /* A normal version as set out in the FIPS. This version uses   */
  66 /* partial loop unrolling and is optimised for the Pentium 4    */
  67 # define rnd(f,k)    \
  68     t = a; a = rotl32(a,5) + f(b,c,d) + e + k + w[i]; \
  69     e = d; d = c; c = rotl32(b, 30); b = t
  70
  71
  72 static void sha1_compile(sha1_ctx_t *ctx)
  73 {
  74         uint32_t w[80], i, a, b, c, d, e, t;
  75
  76         /* note that words are compiled from the buffer into 32-bit */
  77         /* words in big-endian order so an order reversal is needed */
  78         /* here on little endian machines                           */
  79         for (i = 0; i < SHA1_BLOCK_SIZE / 4; ++i)
  80                 w[i] = htonl(ctx->wbuf[i]);
  81
  82         for (i = SHA1_BLOCK_SIZE / 4; i < 80; ++i)
  83                 w[i] = rotl32(w[i - 3] ^ w[i - 8] ^ w[i - 14] ^ w[i - 16], 1);
  84
  85         a = ctx->hash[0];
  86         b = ctx->hash[1];
  87         c = ctx->hash[2];
  88         d = ctx->hash[3];
  89         e = ctx->hash[4];
  90
  91         for (i = 0; i < 20; ++i) {
  92                 rnd(ch, 0x5a827999);
  93         }
  94
  95         for (i = 20; i < 40; ++i) {
  96                 rnd(parity, 0x6ed9eba1);
  97         }
  98
  99         for (i = 40; i < 60; ++i) {
 100                 rnd(maj, 0x8f1bbcdc);
 101         }
 102
 103         for (i = 60; i < 80; ++i) {
 104                 rnd(parity, 0xca62c1d6);
 105         }
 106
 107         ctx->hash[0] += a;
 108         ctx->hash[1] += b;
 109         ctx->hash[2] += c;
 110         ctx->hash[3] += d;
 111         ctx->hash[4] += e;
 112 }
 113
 114 void sha1_begin(sha1_ctx_t *ctx)
 115 {
 116         ctx->count[0] = ctx->count[1] = 0;
 117         ctx->hash[0] = 0x67452301;
 118         ctx->hash[1] = 0xefcdab89;
 119         ctx->hash[2] = 0x98badcfe;
 120         ctx->hash[3] = 0x10325476;
 121         ctx->hash[4] = 0xc3d2e1f0;
 122 }
 123
 124 /* SHA1 hash data in an array of bytes into hash buffer and call the        */
 125 /* hash_compile function as required.                                       */
 126 void sha1_hash(const void *data, size_t length, sha1_ctx_t *ctx)
 127 {
 128         uint32_t pos = (uint32_t) (ctx->count[0] & SHA1_MASK);
 129         uint32_t freeb = SHA1_BLOCK_SIZE - pos;
 130         const unsigned char *sp = data;
 131
 132         if ((ctx->count[0] += length) < length)
 133                 ++(ctx->count[1]);
 134
 135         while (length >= freeb) {       /* tranfer whole blocks while possible  */
 136                 memcpy(((unsigned char *) ctx->wbuf) + pos, sp, freeb);
 137                 sp += freeb;
 138                 length -= freeb;
 139                 freeb = SHA1_BLOCK_SIZE;
 140                 pos = 0;
 141                 sha1_compile(ctx);
 142         }
 143
 144         memcpy(((unsigned char *) ctx->wbuf) + pos, sp, length);
 145 }
 146
 147 void *sha1_end(void *resbuf, sha1_ctx_t *ctx)
 148 {
 149         /* SHA1 Final padding and digest calculation  */
 150 #if BB_BIG_ENDIAN
 151         static uint32_t mask[4] = { 0x00000000, 0xff000000, 0xffff0000, 0xffffff00 };
 152         static uint32_t bits[4] = { 0x80000000, 0x00800000, 0x00008000, 0x00000080 };
 153 #else
 154         static uint32_t mask[4] = { 0x00000000, 0x000000ff, 0x0000ffff, 0x00ffffff };
 155         static uint32_t bits[4] = { 0x00000080, 0x00008000, 0x00800000, 0x80000000 };
 156 #endif
 157
 158         uint8_t *hval = resbuf;
 159         uint32_t i, cnt = (uint32_t) (ctx->count[0] & SHA1_MASK);
 160
 161         /* mask out the rest of any partial 32-bit word and then set    */
 162         /* the next byte to 0x80. On big-endian machines any bytes in   */
 163         /* the buffer will be at the top end of 32 bit words, on little */
 164         /* endian machines they will be at the bottom. Hence the AND    */
 165         /* and OR masks above are reversed for little endian systems    */
 166         ctx->wbuf[cnt >> 2] =
 167                 (ctx->wbuf[cnt >> 2] & mask[cnt & 3]) | bits[cnt & 3];
 168
 169         /* we need 9 or more empty positions, one for the padding byte  */
 170         /* (above) and eight for the length count.  If there is not     */
 171         /* enough space pad and empty the buffer                        */
 172         if (cnt > SHA1_BLOCK_SIZE - 9) {
 173                 if (cnt < 60)
 174                         ctx->wbuf[15] = 0;
 175                 sha1_compile(ctx);
 176                 cnt = 0;
 177         } else                          /* compute a word index for the empty buffer positions  */
 178                 cnt = (cnt >> 2) + 1;
 179
 180         while (cnt < 14)        /* and zero pad all but last two positions      */
 181                 ctx->wbuf[cnt++] = 0;
 182
 183         /* assemble the eight byte counter in the buffer in big-endian  */
 184         /* format                                                      */
 185
 186         ctx->wbuf[14] = htonl((ctx->count[1] << 3) | (ctx->count[0] >> 29));
 187         ctx->wbuf[15] = htonl(ctx->count[0] << 3);
 188
 189         sha1_compile(ctx);
 190
 191         /* extract the hash value as bytes in case the hash buffer is   */
 192         /* misaligned for 32-bit words                                  */
 193
 194         for (i = 0; i < SHA1_DIGEST_SIZE; ++i)
 195                 hval[i] = (unsigned char) (ctx->hash[i >> 2] >> 8 * (~i & 3));
 196
 197         return resbuf;
 198 }
 199
 200