md5.c

   1 /* md5.c */
   2 /*
   3     This file is part of the Crypto-avr-lib/microcrypt-lib.
   4     Copyright (C) 2008  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        md5.c
  21  * \author      Daniel Otte
  22  * \date        2006-07-31
  23  * \license GPLv3 or later
  24  * \brief   Implementation of the MD5 hash algorithm as described in RFC 1321
  25  *
  26  */
  27
  28  #include "md5.h"
  29  #include "md5_sbox.h"
  30  #include "uart.h"
  31  #include <stdint.h>
  32  #include <string.h>
  33
  34  #undef DEBUG
  35
  36 void md5_init(md5_ctx_t *s){
  37         s->counter = 0;
  38         s->a[0] = 0x67452301;
  39         s->a[1] = 0xefcdab89;
  40         s->a[2] = 0x98badcfe;
  41         s->a[3] = 0x10325476;
  42 }
  43
  44 uint32_t md5_F(uint32_t x, uint32_t y, uint32_t z){
  45         return ((x&y)|((~x)&z));
  46 }
  47
  48 uint32_t md5_G(uint32_t x, uint32_t y, uint32_t z){
  49         return ((x&z)|((~z)&y));
  50 }
  51
  52 uint32_t md5_H(uint32_t x, uint32_t y, uint32_t z){
  53         return (x^y^z);
  54 }
  55
  56 uint32_t md5_I(uint32_t x, uint32_t y, uint32_t z){
  57         return (y ^ (x | (~z)));
  58 }
  59
  60 typedef uint32_t md5_func_t(uint32_t, uint32_t, uint32_t);
  61
  62 #define ROTL32(x,n) (((x)<<(n)) | ((x)>>(32-(n))))
  63
  64 void md5_core(uint32_t* a, uint8_t as, void* block, uint8_t k, uint8_t s, uint8_t i, uint8_t fi){
  65         uint32_t t;
  66         md5_func_t* funcs[]={md5_F, md5_G, md5_H, md5_I};
  67         as &= 0x3;
  68         /* a = b + ((a + F(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */
  69 #ifdef DEBUG
  70         char funcc[]={'*', '-', '+', '~'};
  71         uart_putstr("\r\n DBG: md5_core [");
  72         uart_putc(funcc[fi]);
  73         uart_hexdump(&as, 1); uart_putc(' ');
  74         uart_hexdump(&k, 1); uart_putc(' ');
  75         uart_hexdump(&s, 1); uart_putc(' ');
  76         uart_hexdump(&i, 1); uart_putc(']');
  77 #endif
  78         t = a[as] + funcs[fi](a[(as+1)&3], a[(as+2)&3], a[(as+3)&3]) + ((uint32_t*)block)[k] + md5_T[i] ;
  79         a[as]=a[(as+1)&3] + ROTL32(t, s);
  80 }
  81
  82 void md5_nextBlock(md5_ctx_t *state, void* block){
  83         uint32_t        a[4];
  84         uint8_t         m,n,i=0;
  85         /* this requires other mixed sboxes */
  86 #ifdef DEBUG
  87         uart_putstr("\r\n DBG: md5_nextBlock: block:\r\n");
  88         uart_hexdump(block, 16);        uart_putstr("\r\n");
  89         uart_hexdump(block+16, 16);     uart_putstr("\r\n");
  90         uart_hexdump(block+32, 16);     uart_putstr("\r\n");
  91         uart_hexdump(block+48, 16);     uart_putstr("\r\n");
  92 #endif
  93
  94         a[0]=state->a[0];
  95         a[1]=state->a[1];
  96         a[2]=state->a[2];
  97         a[3]=state->a[3];
  98
  99         /* round 1 */
 100         uint8_t s1t[]={7,12,17,22};
 101         for(m=0;m<4;++m){
 102                 for(n=0;n<4;++n){
 103                         md5_core(a, 4-n, block, m*4+n, s1t[n],i++,0);
 104                 }
 105         }
 106         /* round 2 */
 107         uint8_t s2t[]={5,9,14,20};
 108         for(m=0;m<4;++m){
 109                 for(n=0;n<4;++n){
 110                         md5_core(a, 4-n, block, (1+m*4+n*5)&0xf, s2t[n],i++,1);
 111                 }
 112         }
 113         /* round 3 */
 114         uint8_t s3t[]={4,11,16,23};
 115         for(m=0;m<4;++m){
 116                 for(n=0;n<4;++n){
 117                         md5_core(a, 4-n, block, (5-m*4+n*3)&0xf, s3t[n],i++,2);
 118                 }
 119         }
 120         /* round 4 */
 121         uint8_t s4t[]={6,10,15,21};
 122         for(m=0;m<4;++m){
 123                 for(n=0;n<4;++n){
 124                         md5_core(a, 4-n, block, (0-m*4+n*7)&0xf, s4t[n],i++,3);
 125                 }
 126         }
 127         state->a[0] += a[0];
 128         state->a[1] += a[1];
 129         state->a[2] += a[2];
 130         state->a[3] += a[3];
 131         state->counter++;
 132 }
 133
 134 void md5_lastBlock(md5_ctx_t *state, void* block, uint16_t length_b){
 135         uint16_t l;
 136         uint8_t b[64];
 137         while (length_b >= 512){
 138                 md5_nextBlock(state, block);
 139                 length_b -= 512;
 140                 block = ((uint8_t*)block) + 512/8;
 141         }
 142         memset(b, 0, 64);
 143         memcpy(b, block, length_b/8);
 144         /* insert padding one */
 145         l=length_b/8;
 146         if(length_b%8){
 147                 uint8_t t;
 148                 t = ((uint8_t*)block)[l];
 149                 t |= (0x80>>(length_b%8));
 150                 b[l]=t;
 151         }else{
 152                 b[l]=0x80;
 153         }
 154         /* insert length value */
 155         if(l+sizeof(uint64_t) >= 512/8){
 156                 md5_nextBlock(state, b);
 157                 state->counter--;
 158                 memset(b, 0, 64);
 159         }
 160         *((uint64_t*)&b[64-sizeof(uint64_t)]) = (state->counter * 512) + length_b;
 161         md5_nextBlock(state, b);
 162 }