sha1/sha1.c

   1 /* sha1.c */
   2 /*
   3     This file is part of the ARM-Crypto-Lib.
   4     Copyright (C) 2006-2010  Daniel Otte (daniel.otte@rub.de)
   5
   6     This program is free software: you can redistribute it and/or modify
   7     it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8     the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   9     (at your option) any later version.
  10
  11     This program 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 General Public License for more details.
  15
  16     You should have received a copy of the GNU General Public License
  17     along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18 */
  19 /**
  20  * \file        sha1.c
  21  * \author      Daniel Otte
  22  * \date        2006-10-08
  23  * \license GPLv3 or later
  24  * \brief SHA-1 implementation.
  25  *
  26  */
  27
  28 #include <string.h> /* memcpy & co */
  29 #include <stdint.h>
  30 #include "sha1.h"
  31
  32 #ifdef DEBUG
  33 #  undef DEBUG
  34 #endif
  35
  36 #define LITTLE_ENDIAN
  37
  38 /********************************************************************************************************/
  39
  40 /**
  41  * \brief initialises given SHA-1 context
  42  *
  43  */
  44 void sha1_init(sha1_ctx_t *state){
  45         state->h[0] = 0x67452301;
  46         state->h[1] = 0xefcdab89;
  47         state->h[2] = 0x98badcfe;
  48         state->h[3] = 0x10325476;
  49         state->h[4] = 0xc3d2e1f0;
  50         state->length = 0;
  51 }
  52
  53 /********************************************************************************************************/
  54 /* some helping functions */
  55 const
  56 uint32_t rotl32(uint32_t n, uint8_t bits){
  57         return ((n<<bits) | (n>>(32-bits)));
  58 }
  59
  60 const
  61 uint32_t change_endian32(uint32_t x){
  62         return (((x)<<24) | ((x)>>24) | (((x)& 0x0000ff00)<<8) | (((x)& 0x00ff0000)>>8));
  63 }
  64
  65
  66 /* three SHA-1 inner functions */
  67 const
  68 uint32_t ch(uint32_t x, uint32_t y, uint32_t z){
  69         return ((x&y)^((~x)&z));
  70 }
  71
  72 const
  73 uint32_t maj(uint32_t x, uint32_t y, uint32_t z){
  74         return ((x&y)^(x&z)^(y&z));
  75 }
  76
  77 const
  78 uint32_t parity(uint32_t x, uint32_t y, uint32_t z){
  79         return ((x^y)^z);
  80 }
  81
  82 /********************************************************************************************************/
  83 /**
  84  * \brief "add" a block to the hash
  85  * This is the core function of the hash algorithm. To understand how it's working
  86  * and what thoese variables do, take a look at FIPS-182. This is an "alternativ" implementation
  87  */
  88
  89 #define MASK 0x0000000f
  90
  91 typedef const uint32_t (*pf_t)(uint32_t x, uint32_t y, uint32_t z);
  92
  93 void sha1_nextBlock (sha1_ctx_t *state, const void* block){
  94         uint32_t a[5];
  95         uint32_t w[16];
  96         uint32_t temp;
  97         uint8_t t,s,fi, fib;
  98         pf_t f[] = {ch,parity,maj,parity};
  99         uint32_t k[4]={ 0x5a827999,
 100                                         0x6ed9eba1,
 101                                         0x8f1bbcdc,
 102                                         0xca62c1d6};
 103
 104         /* load the w array (changing the endian and so) */
 105         for(t=0; t<16; ++t){
 106                 w[t] = change_endian32(((uint32_t*)block)[t]);
 107         }
 108
 109 #if DEBUG
 110         uint8_t dbgi;
 111         for(dbgi=0; dbgi<16; ++dbgi){
 112                 cli_putstr("\r\nBlock:");
 113                 cli_hexdump(&dbgi, 1);
 114                 cli_putc(':');
 115                 cli_hexdump(&(w[dbgi]) ,4);
 116         }
 117 #endif
 118
 119         /* load the state */
 120         memcpy(a, state->h, 5*sizeof(uint32_t));
 121
 122
 123         /* the fun stuff */
 124         for(fi=0,fib=0,t=0; t<=79; ++t){
 125                 s = t & MASK;
 126                 if(t>=16){
 127                         w[s] = rotl32( w[(s+13)&MASK] ^ w[(s+8)&MASK] ^
 128                                  w[(s+ 2)&MASK] ^ w[s] ,1);
 129                 }
 130
 131                 uint32_t dtemp;
 132                 temp = rotl32(a[0],5) + (dtemp=f[fi](a[1],a[2],a[3])) + a[4] + k[fi] + w[s];
 133                 memmove(&(a[1]), &(a[0]), 4*sizeof(uint32_t)); /* e=d; d=c; c=b; b=a; */
 134                 a[0] = temp;
 135                 a[2] = rotl32(a[2],30); /* we might also do rotr32(c,2) */
 136                 fib++;
 137                 if(fib==20){
 138                         fib=0;
 139                         fi = (fi+1)%4;
 140                 }
 141         }
 142
 143         /* update the state */
 144         for(t=0; t<5; ++t){
 145                 state->h[t] += a[t];
 146         }
 147         state->length += 512;
 148 }
 149
 150 /********************************************************************************************************/
 151
 152 void sha1_lastBlock(sha1_ctx_t *state, const void* block, uint16_t length){
 153         uint8_t lb[SHA1_BLOCK_BYTES]; /* local block */
 154         while(length>=SHA1_BLOCK_BITS){
 155                 sha1_nextBlock(state, block);
 156                 length -= SHA1_BLOCK_BITS;
 157                 block = (uint8_t*)block + SHA1_BLOCK_BYTES;
 158         }
 159         state->length += length;
 160         memset(lb, 0, SHA1_BLOCK_BYTES);
 161         memcpy (lb, block, (length+7)>>3);
 162
 163         /* set the final one bit */
 164         lb[length>>3] |= 0x80>>(length & 0x07);
 165
 166         if (length>512-64-1){ /* not enouth space for 64bit length value */
 167                 sha1_nextBlock(state, lb);
 168                 state->length -= 512;
 169                 memset(lb, 0, SHA1_BLOCK_BYTES);
 170         }
 171         /* store the 64bit length value */
 172 #if defined LITTLE_ENDIAN
 173                 /* this is now rolled up */
 174         uint8_t i;
 175         for (i=0; i<8; ++i){
 176                 lb[56+i] = ((uint8_t*)&(state->length))[7-i];
 177         }
 178 #elif defined BIG_ENDIAN
 179         *((uint64_t)&(lb[56])) = state->length;
 180 #endif
 181         sha1_nextBlock(state, lb);
 182 }
 183
 184 /********************************************************************************************************/
 185
 186 void sha1_ctx2hash (sha1_hash_t *dest, sha1_ctx_t *state){
 187 #if defined LITTLE_ENDIAN
 188         uint8_t i;
 189         for(i=0; i<5; ++i){
 190                 ((uint32_t*)dest)[i] = change_endian32(state->h[i]);
 191         }
 192 #elif BIG_ENDIAN
 193         if (dest != state->h)
 194                 memcpy(dest, state->h, SHA1_HASH_BITS/8);
 195 #else
 196 # error unsupported endian type!
 197 #endif
 198 }
 199
 200 /********************************************************************************************************/
 201 /**
 202  *
 203  *
 204  */
 205 void sha1 (sha1_hash_t *dest, const void* msg, uint32_t length){
 206         sha1_ctx_t s;
 207         sha1_init(&s);
 208         while(length & (~0x0001ff)){ /* length>=512 */
 209                 sha1_nextBlock(&s, msg);
 210                 msg = (uint8_t*)msg + SHA1_BLOCK_BITS/8; /* increment pointer to next block */
 211                 length -= SHA1_BLOCK_BITS;
 212         }
 213         sha1_lastBlock(&s, msg, length);
 214         sha1_ctx2hash(dest, &s);
 215 }
 216
 217