md5/md5.c

   1 /* md5.c */
   2 /*
   3     This file is part of the AVR-Crypto-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 "cli.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 static
  45 uint32_t md5_F(uint32_t x, uint32_t y, uint32_t z){
  46         return ((x&y)|((~x)&z));
  47 }
  48
  49 static
  50 uint32_t md5_G(uint32_t x, uint32_t y, uint32_t z){
  51         return ((x&z)|((~z)&y));
  52 }
  53
  54 static
  55 uint32_t md5_H(uint32_t x, uint32_t y, uint32_t z){
  56         return (x^y^z);
  57 }
  58
  59 static
  60 uint32_t md5_I(uint32_t x, uint32_t y, uint32_t z){
  61         return (y ^ (x | (~z)));
  62 }
  63
  64 typedef uint32_t md5_func_t(uint32_t, uint32_t, uint32_t);
  65
  66 #define ROTL32(x,n) (((x)<<(n)) | ((x)>>(32-(n))))
  67
  68 static
  69 void md5_core(uint32_t *a, void *block, uint8_t as, uint8_t s, uint8_t i, uint8_t fi){
  70         uint32_t t;
  71         md5_func_t *funcs[]={md5_F, md5_G, md5_H, md5_I};
  72         as &= 0x3;
  73         /* a = b + ((a + F(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */
  74 #ifdef DEBUG
  75         char funcc[]={'*', '-', '+', '~'};
  76         cli_putstr("\r\n DBG: md5_core [");
  77         cli_putc(funcc[fi]);
  78         cli_hexdump(&as, 1); cli_putc(' ');
  79         cli_hexdump(&k, 1); cli_putc(' ');
  80         cli_hexdump(&s, 1); cli_putc(' ');
  81         cli_hexdump(&i, 1); cli_putc(']');
  82 #endif
  83         t = a[as] + funcs[fi](a[(as+1)&3], a[(as+2)&3], a[(as+3)&3])
  84             + *((uint32_t*)block) + pgm_read_dword(md5_T+i) ;
  85         a[as]=a[(as+1)&3] + ROTL32(t, s);
  86 }
  87
  88 void md5_nextBlock(md5_ctx_t *state, const void *block){
  89         uint32_t        a[4];
  90         uint8_t         m,n,i=0;
  91         /* this requires other mixed sboxes */
  92 #ifdef DEBUG
  93         cli_putstr("\r\n DBG: md5_nextBlock: block:\r\n");
  94         cli_hexdump(block, 16); cli_putstr("\r\n");
  95         cli_hexdump(block+16, 16);      cli_putstr("\r\n");
  96         cli_hexdump(block+32, 16);      cli_putstr("\r\n");
  97         cli_hexdump(block+48, 16);      cli_putstr("\r\n");
  98 #endif
  99
 100         a[0]=state->a[0];
 101         a[1]=state->a[1];
 102         a[2]=state->a[2];
 103         a[3]=state->a[3];
 104
 105         /* round 1 */
 106         uint8_t s1t[]={7,12,17,22}; // 1,-1   1,4   2,-1   3,-2
 107         for(m=0;m<4;++m){
 108                 for(n=0;n<4;++n){
 109                         md5_core(a, &(((uint32_t*)block)[m*4+n]), 4-n, s1t[n],i++,0);
 110                 }
 111         }
 112         /* round 2 */
 113         uint8_t s2t[]={5,9,14,20}; // 1,-3   1,1   2,-2   2,4
 114         for(m=0;m<4;++m){
 115                 for(n=0;n<4;++n){
 116                         md5_core(a, &(((uint32_t*)block)[(1+m*4+n*5)&0xf]), 4-n, s2t[n],i++,1);
 117                 }
 118         }
 119         /* round 3 */
 120         uint8_t s3t[]={4,11,16,23}; // 0,4   1,3   2,0   3,-1
 121         for(m=0;m<4;++m){
 122                 for(n=0;n<4;++n){
 123                         md5_core(a, &(((uint32_t*)block)[(5-m*4+n*3)&0xf]), 4-n, s3t[n],i++,2);
 124                 }
 125         }
 126         /* round 4 */
 127         uint8_t s4t[]={6,10,15,21}; // 1,-2   1,2   2,-1   3,-3
 128         for(m=0;m<4;++m){
 129                 for(n=0;n<4;++n){
 130                         md5_core(a, &(((uint32_t*)block)[(0-m*4+n*7)&0xf]), 4-n, s4t[n],i++,3);
 131                 }
 132         }
 133         state->a[0] += a[0];
 134         state->a[1] += a[1];
 135         state->a[2] += a[2];
 136         state->a[3] += a[3];
 137         state->counter++;
 138 }
 139
 140 void md5_lastBlock(md5_ctx_t *state, const void *block, uint16_t length_b){
 141         uint16_t l;
 142         union {
 143                 uint8_t   v8[64];
 144                 uint64_t v64[ 8];
 145         } buffer;
 146         while (length_b >= 512){
 147                 md5_nextBlock(state, block);
 148                 length_b -= 512;
 149                 block = ((uint8_t*)block) + 512/8;
 150         }
 151         memset(buffer.v8, 0, 64);
 152         memcpy(buffer.v8, block, length_b/8);
 153         /* insert padding one */
 154         l=length_b/8;
 155         if(length_b%8){
 156                 uint8_t t;
 157                 t = ((uint8_t*)block)[l];
 158                 t |= (0x80>>(length_b%8));
 159                 buffer.v8[l]=t;
 160         }else{
 161                 buffer.v8[l]=0x80;
 162         }
 163         /* insert length value */
 164         if(l+sizeof(uint64_t) >= 512/8){
 165                 md5_nextBlock(state, buffer.v8);
 166                 state->counter--;
 167                 memset(buffer.v8, 0, 64-8);
 168         }
 169         buffer.v64[7] = (state->counter * 512) + length_b;
 170         md5_nextBlock(state, buffer.v8);
 171 }
 172
 173 void md5_ctx2hash(md5_hash_t *dest, const md5_ctx_t *state){
 174         memcpy(dest, state->a, MD5_HASH_BYTES);
 175 }
 176
 177 void md5(md5_hash_t *dest, const void *msg, uint32_t length_b){
 178         md5_ctx_t ctx;
 179         md5_init(&ctx);
 180         while(length_b>=MD5_BLOCK_BITS){
 181                 md5_nextBlock(&ctx, msg);
 182                 msg = (uint8_t*)msg + MD5_BLOCK_BYTES;
 183                 length_b -= MD5_BLOCK_BITS;
 184         }
 185         md5_lastBlock(&ctx, msg, length_b);
 186         md5_ctx2hash(dest, &ctx);
 187 }
 188