lib/libavb/avb_sha512.c

   1 // SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2005, 2007 Olivier Gay <olivier.gay@a3.epfl.ch>
   4  * All rights reserved.
   5  *
   6  * FIPS 180-2 SHA-224/256/384/512 implementation
   7  * Last update: 02/02/2007
   8  * Issue date:  04/30/2005
   9  */
  10
  11 #include "avb_sha.h"
  12
  13 #define SHFR(x, n) (x >> n)
  14 #define ROTR(x, n) ((x >> n) | (x << ((sizeof(x) << 3) - n)))
  15 #define ROTL(x, n) ((x << n) | (x >> ((sizeof(x) << 3) - n)))
  16 #define CH(x, y, z) ((x & y) ^ (~x & z))
  17 #define MAJ(x, y, z) ((x & y) ^ (x & z) ^ (y & z))
  18
  19 #define SHA512_F1(x) (ROTR(x, 28) ^ ROTR(x, 34) ^ ROTR(x, 39))
  20 #define SHA512_F2(x) (ROTR(x, 14) ^ ROTR(x, 18) ^ ROTR(x, 41))
  21 #define SHA512_F3(x) (ROTR(x, 1) ^ ROTR(x, 8) ^ SHFR(x, 7))
  22 #define SHA512_F4(x) (ROTR(x, 19) ^ ROTR(x, 61) ^ SHFR(x, 6))
  23
  24 #define UNPACK32(x, str)                 \
  25   {                                      \
  26     *((str) + 3) = (uint8_t)((x));       \
  27     *((str) + 2) = (uint8_t)((x) >> 8);  \
  28     *((str) + 1) = (uint8_t)((x) >> 16); \
  29     *((str) + 0) = (uint8_t)((x) >> 24); \
  30   }
  31
  32 #define UNPACK64(x, str)                         \
  33   {                                              \
  34     *((str) + 7) = (uint8_t)x;                   \
  35     *((str) + 6) = (uint8_t)((uint64_t)x >> 8);  \
  36     *((str) + 5) = (uint8_t)((uint64_t)x >> 16); \
  37     *((str) + 4) = (uint8_t)((uint64_t)x >> 24); \
  38     *((str) + 3) = (uint8_t)((uint64_t)x >> 32); \
  39     *((str) + 2) = (uint8_t)((uint64_t)x >> 40); \
  40     *((str) + 1) = (uint8_t)((uint64_t)x >> 48); \
  41     *((str) + 0) = (uint8_t)((uint64_t)x >> 56); \
  42   }
  43
  44 #define PACK64(str, x)                                                        \
  45   {                                                                           \
  46     *(x) =                                                                    \
  47         ((uint64_t) * ((str) + 7)) | ((uint64_t) * ((str) + 6) << 8) |        \
  48         ((uint64_t) * ((str) + 5) << 16) | ((uint64_t) * ((str) + 4) << 24) | \
  49         ((uint64_t) * ((str) + 3) << 32) | ((uint64_t) * ((str) + 2) << 40) | \
  50         ((uint64_t) * ((str) + 1) << 48) | ((uint64_t) * ((str) + 0) << 56);  \
  51   }
  52
  53 /* Macros used for loops unrolling */
  54
  55 #define SHA512_SCR(i) \
  56   { w[i] = SHA512_F4(w[i - 2]) + w[i - 7] + SHA512_F3(w[i - 15]) + w[i - 16]; }
  57
  58 #define SHA512_EXP(a, b, c, d, e, f, g, h, j)                               \
  59   {                                                                         \
  60     t1 = wv[h] + SHA512_F2(wv[e]) + CH(wv[e], wv[f], wv[g]) + sha512_k[j] + \
  61          w[j];                                                              \
  62     t2 = SHA512_F1(wv[a]) + MAJ(wv[a], wv[b], wv[c]);                       \
  63     wv[d] += t1;                                                            \
  64     wv[h] = t1 + t2;                                                        \
  65   }
  66
  67 static const uint64_t sha512_h0[8] = {0x6a09e667f3bcc908ULL,
  68                                       0xbb67ae8584caa73bULL,
  69                                       0x3c6ef372fe94f82bULL,
  70                                       0xa54ff53a5f1d36f1ULL,
  71                                       0x510e527fade682d1ULL,
  72                                       0x9b05688c2b3e6c1fULL,
  73                                       0x1f83d9abfb41bd6bULL,
  74                                       0x5be0cd19137e2179ULL};
  75
  76 static const uint64_t sha512_k[80] = {
  77     0x428a2f98d728ae22ULL, 0x7137449123ef65cdULL, 0xb5c0fbcfec4d3b2fULL,
  78     0xe9b5dba58189dbbcULL, 0x3956c25bf348b538ULL, 0x59f111f1b605d019ULL,
  79     0x923f82a4af194f9bULL, 0xab1c5ed5da6d8118ULL, 0xd807aa98a3030242ULL,
  80     0x12835b0145706fbeULL, 0x243185be4ee4b28cULL, 0x550c7dc3d5ffb4e2ULL,
  81     0x72be5d74f27b896fULL, 0x80deb1fe3b1696b1ULL, 0x9bdc06a725c71235ULL,
  82     0xc19bf174cf692694ULL, 0xe49b69c19ef14ad2ULL, 0xefbe4786384f25e3ULL,
  83     0x0fc19dc68b8cd5b5ULL, 0x240ca1cc77ac9c65ULL, 0x2de92c6f592b0275ULL,
  84     0x4a7484aa6ea6e483ULL, 0x5cb0a9dcbd41fbd4ULL, 0x76f988da831153b5ULL,
  85     0x983e5152ee66dfabULL, 0xa831c66d2db43210ULL, 0xb00327c898fb213fULL,
  86     0xbf597fc7beef0ee4ULL, 0xc6e00bf33da88fc2ULL, 0xd5a79147930aa725ULL,
  87     0x06ca6351e003826fULL, 0x142929670a0e6e70ULL, 0x27b70a8546d22ffcULL,
  88     0x2e1b21385c26c926ULL, 0x4d2c6dfc5ac42aedULL, 0x53380d139d95b3dfULL,
  89     0x650a73548baf63deULL, 0x766a0abb3c77b2a8ULL, 0x81c2c92e47edaee6ULL,
  90     0x92722c851482353bULL, 0xa2bfe8a14cf10364ULL, 0xa81a664bbc423001ULL,
  91     0xc24b8b70d0f89791ULL, 0xc76c51a30654be30ULL, 0xd192e819d6ef5218ULL,
  92     0xd69906245565a910ULL, 0xf40e35855771202aULL, 0x106aa07032bbd1b8ULL,
  93     0x19a4c116b8d2d0c8ULL, 0x1e376c085141ab53ULL, 0x2748774cdf8eeb99ULL,
  94     0x34b0bcb5e19b48a8ULL, 0x391c0cb3c5c95a63ULL, 0x4ed8aa4ae3418acbULL,
  95     0x5b9cca4f7763e373ULL, 0x682e6ff3d6b2b8a3ULL, 0x748f82ee5defb2fcULL,
  96     0x78a5636f43172f60ULL, 0x84c87814a1f0ab72ULL, 0x8cc702081a6439ecULL,
  97     0x90befffa23631e28ULL, 0xa4506cebde82bde9ULL, 0xbef9a3f7b2c67915ULL,
  98     0xc67178f2e372532bULL, 0xca273eceea26619cULL, 0xd186b8c721c0c207ULL,
  99     0xeada7dd6cde0eb1eULL, 0xf57d4f7fee6ed178ULL, 0x06f067aa72176fbaULL,
 100     0x0a637dc5a2c898a6ULL, 0x113f9804bef90daeULL, 0x1b710b35131c471bULL,
 101     0x28db77f523047d84ULL, 0x32caab7b40c72493ULL, 0x3c9ebe0a15c9bebcULL,
 102     0x431d67c49c100d4cULL, 0x4cc5d4becb3e42b6ULL, 0x597f299cfc657e2aULL,
 103     0x5fcb6fab3ad6faecULL, 0x6c44198c4a475817ULL};
 104
 105 /* SHA-512 implementation */
 106
 107 void avb_sha512_init(AvbSHA512Ctx* ctx) {
 108 #ifdef UNROLL_LOOPS_SHA512
 109   ctx->h[0] = sha512_h0[0];
 110   ctx->h[1] = sha512_h0[1];
 111   ctx->h[2] = sha512_h0[2];
 112   ctx->h[3] = sha512_h0[3];
 113   ctx->h[4] = sha512_h0[4];
 114   ctx->h[5] = sha512_h0[5];
 115   ctx->h[6] = sha512_h0[6];
 116   ctx->h[7] = sha512_h0[7];
 117 #else
 118   int i;
 119
 120   for (i = 0; i < 8; i++)
 121     ctx->h[i] = sha512_h0[i];
 122 #endif /* UNROLL_LOOPS_SHA512 */
 123
 124   ctx->len = 0;
 125   ctx->tot_len = 0;
 126 }
 127
 128 static void SHA512_transform(AvbSHA512Ctx* ctx,
 129                              const uint8_t* message,
 130                              size_t block_nb) {
 131   uint64_t w[80];
 132   uint64_t wv[8];
 133   uint64_t t1, t2;
 134   const uint8_t* sub_block;
 135   size_t i, j;
 136
 137   for (i = 0; i < block_nb; i++) {
 138     sub_block = message + (i << 7);
 139
 140 #ifdef UNROLL_LOOPS_SHA512
 141     PACK64(&sub_block[0], &w[0]);
 142     PACK64(&sub_block[8], &w[1]);
 143     PACK64(&sub_block[16], &w[2]);
 144     PACK64(&sub_block[24], &w[3]);
 145     PACK64(&sub_block[32], &w[4]);
 146     PACK64(&sub_block[40], &w[5]);
 147     PACK64(&sub_block[48], &w[6]);
 148     PACK64(&sub_block[56], &w[7]);
 149     PACK64(&sub_block[64], &w[8]);
 150     PACK64(&sub_block[72], &w[9]);
 151     PACK64(&sub_block[80], &w[10]);
 152     PACK64(&sub_block[88], &w[11]);
 153     PACK64(&sub_block[96], &w[12]);
 154     PACK64(&sub_block[104], &w[13]);
 155     PACK64(&sub_block[112], &w[14]);
 156     PACK64(&sub_block[120], &w[15]);
 157
 158     SHA512_SCR(16);
 159     SHA512_SCR(17);
 160     SHA512_SCR(18);
 161     SHA512_SCR(19);
 162     SHA512_SCR(20);
 163     SHA512_SCR(21);
 164     SHA512_SCR(22);
 165     SHA512_SCR(23);
 166     SHA512_SCR(24);
 167     SHA512_SCR(25);
 168     SHA512_SCR(26);
 169     SHA512_SCR(27);
 170     SHA512_SCR(28);
 171     SHA512_SCR(29);
 172     SHA512_SCR(30);
 173     SHA512_SCR(31);
 174     SHA512_SCR(32);
 175     SHA512_SCR(33);
 176     SHA512_SCR(34);
 177     SHA512_SCR(35);
 178     SHA512_SCR(36);
 179     SHA512_SCR(37);
 180     SHA512_SCR(38);
 181     SHA512_SCR(39);
 182     SHA512_SCR(40);
 183     SHA512_SCR(41);
 184     SHA512_SCR(42);
 185     SHA512_SCR(43);
 186     SHA512_SCR(44);
 187     SHA512_SCR(45);
 188     SHA512_SCR(46);
 189     SHA512_SCR(47);
 190     SHA512_SCR(48);
 191     SHA512_SCR(49);
 192     SHA512_SCR(50);
 193     SHA512_SCR(51);
 194     SHA512_SCR(52);
 195     SHA512_SCR(53);
 196     SHA512_SCR(54);
 197     SHA512_SCR(55);
 198     SHA512_SCR(56);
 199     SHA512_SCR(57);
 200     SHA512_SCR(58);
 201     SHA512_SCR(59);
 202     SHA512_SCR(60);
 203     SHA512_SCR(61);
 204     SHA512_SCR(62);
 205     SHA512_SCR(63);
 206     SHA512_SCR(64);
 207     SHA512_SCR(65);
 208     SHA512_SCR(66);
 209     SHA512_SCR(67);
 210     SHA512_SCR(68);
 211     SHA512_SCR(69);
 212     SHA512_SCR(70);
 213     SHA512_SCR(71);
 214     SHA512_SCR(72);
 215     SHA512_SCR(73);
 216     SHA512_SCR(74);
 217     SHA512_SCR(75);
 218     SHA512_SCR(76);
 219     SHA512_SCR(77);
 220     SHA512_SCR(78);
 221     SHA512_SCR(79);
 222
 223     wv[0] = ctx->h[0];
 224     wv[1] = ctx->h[1];
 225     wv[2] = ctx->h[2];
 226     wv[3] = ctx->h[3];
 227     wv[4] = ctx->h[4];
 228     wv[5] = ctx->h[5];
 229     wv[6] = ctx->h[6];
 230     wv[7] = ctx->h[7];
 231
 232     j = 0;
 233
 234     do {
 235       SHA512_EXP(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, j);
 236       j++;
 237       SHA512_EXP(7, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, j);
 238       j++;
 239       SHA512_EXP(6, 7, 0, 1, 2, 3, 4, 5, j);
 240       j++;
 241       SHA512_EXP(5, 6, 7, 0, 1, 2, 3, 4, j);
 242       j++;
 243       SHA512_EXP(4, 5, 6, 7, 0, 1, 2, 3, j);
 244       j++;
 245       SHA512_EXP(3, 4, 5, 6, 7, 0, 1, 2, j);
 246       j++;
 247       SHA512_EXP(2, 3, 4, 5, 6, 7, 0, 1, j);
 248       j++;
 249       SHA512_EXP(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 0, j);
 250       j++;
 251     } while (j < 80);
 252
 253     ctx->h[0] += wv[0];
 254     ctx->h[1] += wv[1];
 255     ctx->h[2] += wv[2];
 256     ctx->h[3] += wv[3];
 257     ctx->h[4] += wv[4];
 258     ctx->h[5] += wv[5];
 259     ctx->h[6] += wv[6];
 260     ctx->h[7] += wv[7];
 261 #else
 262     for (j = 0; j < 16; j++) {
 263       PACK64(&sub_block[j << 3], &w[j]);
 264     }
 265
 266     for (j = 16; j < 80; j++) {
 267       SHA512_SCR(j);
 268     }
 269
 270     for (j = 0; j < 8; j++) {
 271       wv[j] = ctx->h[j];
 272     }
 273
 274     for (j = 0; j < 80; j++) {
 275       t1 = wv[7] + SHA512_F2(wv[4]) + CH(wv[4], wv[5], wv[6]) + sha512_k[j] +
 276            w[j];
 277       t2 = SHA512_F1(wv[0]) + MAJ(wv[0], wv[1], wv[2]);
 278       wv[7] = wv[6];
 279       wv[6] = wv[5];
 280       wv[5] = wv[4];
 281       wv[4] = wv[3] + t1;
 282       wv[3] = wv[2];
 283       wv[2] = wv[1];
 284       wv[1] = wv[0];
 285       wv[0] = t1 + t2;
 286     }
 287
 288     for (j = 0; j < 8; j++)
 289       ctx->h[j] += wv[j];
 290 #endif /* UNROLL_LOOPS_SHA512 */
 291   }
 292 }
 293
 294 void avb_sha512_update(AvbSHA512Ctx* ctx, const uint8_t* data, size_t len) {
 295   size_t block_nb;
 296   size_t new_len, rem_len, tmp_len;
 297   const uint8_t* shifted_data;
 298
 299   tmp_len = AVB_SHA512_BLOCK_SIZE - ctx->len;
 300   rem_len = len < tmp_len ? len : tmp_len;
 301
 302   avb_memcpy(&ctx->block[ctx->len], data, rem_len);
 303
 304   if (ctx->len + len < AVB_SHA512_BLOCK_SIZE) {
 305     ctx->len += len;
 306     return;
 307   }
 308
 309   new_len = len - rem_len;
 310   block_nb = new_len / AVB_SHA512_BLOCK_SIZE;
 311
 312   shifted_data = data + rem_len;
 313
 314   SHA512_transform(ctx, ctx->block, 1);
 315   SHA512_transform(ctx, shifted_data, block_nb);
 316
 317   rem_len = new_len % AVB_SHA512_BLOCK_SIZE;
 318
 319   avb_memcpy(ctx->block, &shifted_data[block_nb << 7], rem_len);
 320
 321   ctx->len = rem_len;
 322   ctx->tot_len += (block_nb + 1) << 7;
 323 }
 324
 325 uint8_t* avb_sha512_final(AvbSHA512Ctx* ctx) {
 326   size_t block_nb;
 327   size_t pm_len;
 328   uint64_t len_b;
 329
 330 #ifndef UNROLL_LOOPS_SHA512
 331   size_t i;
 332 #endif
 333
 334   block_nb =
 335       1 + ((AVB_SHA512_BLOCK_SIZE - 17) < (ctx->len % AVB_SHA512_BLOCK_SIZE));
 336
 337   len_b = (ctx->tot_len + ctx->len) << 3;
 338   pm_len = block_nb << 7;
 339
 340   avb_memset(ctx->block + ctx->len, 0, pm_len - ctx->len);
 341   ctx->block[ctx->len] = 0x80;
 342   UNPACK64(len_b, ctx->block + pm_len - 8);
 343
 344   SHA512_transform(ctx, ctx->block, block_nb);
 345
 346 #ifdef UNROLL_LOOPS_SHA512
 347   UNPACK64(ctx->h[0], &ctx->buf[0]);
 348   UNPACK64(ctx->h[1], &ctx->buf[8]);
 349   UNPACK64(ctx->h[2], &ctx->buf[16]);
 350   UNPACK64(ctx->h[3], &ctx->buf[24]);
 351   UNPACK64(ctx->h[4], &ctx->buf[32]);
 352   UNPACK64(ctx->h[5], &ctx->buf[40]);
 353   UNPACK64(ctx->h[6], &ctx->buf[48]);
 354   UNPACK64(ctx->h[7], &ctx->buf[56]);
 355 #else
 356   for (i = 0; i < 8; i++)
 357     UNPACK64(ctx->h[i], &ctx->buf[i << 3]);
 358 #endif /* UNROLL_LOOPS_SHA512 */
 359
 360   return ctx->buf;
 361 }