wimlib.net Git - wimlib/blob - src/sha1.c

   1 /*
   2  * sha1.c - implementation of the Secure Hash Algorithm version 1 (FIPS 180-1)
   3  *
   4  * Copyright 2022 Eric Biggers
   5  *
   6  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person
   7  * obtaining a copy of this software and associated documentation
   8  * files (the "Software"), to deal in the Software without
   9  * restriction, including without limitation the rights to use,
  10  * copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
  11  * copies of the Software, and to permit persons to whom the
  12  * Software is furnished to do so, subject to the following
  13  * conditions:
  14  *
  15  * The above copyright notice and this permission notice shall be
  16  * included in all copies or substantial portions of the Software.
  17  *
  18  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
  19  * EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES
  20  * OF MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND
  21  * NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT
  22  * HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY,
  23  * WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
  24  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR
  25  * OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
  26  */
  27
  28 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  29 #  include "config.h"
  30 #endif
  31
  32 #include "wimlib/endianness.h"
  33 #include "wimlib/sha1.h"
  34 #include "wimlib/unaligned.h"
  35
  36 /* Dummy SHA-1 message digest of all 0's.  This is used in the WIM format to
  37  * mean "SHA-1 not specified".  */
  38 const u8 zero_hash[20];
  39
  40 /*
  41  * Builds a hexadecimal string representation of a SHA-1 message digest.
  42  *
  43  * The output buffer must be at least 41 characters.
  44  */
  45 void
  46 sprint_hash(const u8 hash[SHA1_HASH_SIZE], tchar strbuf[SHA1_HASH_SIZE * 2 + 1])
  47 {
  48         int i;
  49         u8 high, low;
  50
  51         for (i = 0; i < SHA1_HASH_SIZE; i++) {
  52                 high = hash[i] >> 4;
  53                 low = hash[i] & 0xF;
  54                 strbuf[i * 2 + 0] = (high < 10 ? high + '0' : high - 10 + 'a');
  55                 strbuf[i * 2 + 1] = (low  < 10 ? low  + '0' : low  - 10 + 'a');
  56         }
  57         strbuf[i * 2] = 0;
  58 }
  59
  60 /* If we use libcrypto (e.g. OpenSSL) then we get all the SHA-1 functions for
  61  * free.  Otherwise we need to implement them ourselves.  */
  62
  63 #ifndef WITH_LIBCRYPTO
  64
  65 #define rol(value, bits) (((value) << (bits)) | ((value) >> (32 - (bits))))
  66
  67 #define blk0(i) (tmp[i] = be32_to_cpu(load_be32_unaligned(&(block)[(i) * 4])))
  68
  69 #define blk(i) (tmp[i & 15] = rol(tmp[(i + 13) & 15] ^ \
  70                                   tmp[(i +  8) & 15] ^ \
  71                                   tmp[(i +  2) & 15] ^ \
  72                                   tmp[(i +  0) & 15], 1))
  73
  74 #define R0(v, w, x, y, z, i) \
  75         z += ((w & (x ^ y)) ^ y) + blk0(i) + 0x5A827999 + rol(v, 5); \
  76         w = rol(w, 30);
  77
  78 #define R1(v, w, x, y, z, i) \
  79         z += ((w & (x ^ y)) ^ y) + blk(i) + 0x5A827999 + rol(v, 5); \
  80         w = rol(w, 30);
  81
  82 #define R2(v, w, x, y, z, i) \
  83         z += (w ^ x ^ y) + blk(i) + 0x6ED9EBA1 + rol(v, 5); \
  84         w = rol(w, 30);
  85
  86 #define R3(v, w, x, y, z, i) \
  87         z += (((w | x) & y) | (w & x)) + blk(i) + 0x8F1BBCDC + rol(v, 5); \
  88         w = rol(w, 30);
  89
  90 #define R4(v, w, x, y, z, i) \
  91         z += (w ^ x ^ y) + blk(i) + 0xCA62C1D6 + rol(v, 5); \
  92         w = rol(w, 30);
  93
  94 /* Hash a single 512-bit block. This is the core of the algorithm.  */
  95 static void
  96 sha1_transform_default(u32 state[5], const u8 block[64])
  97 {
  98         u32 a, b, c, d, e;
  99         u32 tmp[16];
 100
 101         /* Copy ctx->state[] to working vars */
 102         a = state[0];
 103         b = state[1];
 104         c = state[2];
 105         d = state[3];
 106         e = state[4];
 107
 108         /* 4 rounds of 20 operations each. Loop unrolled. */
 109         R0(a,b,c,d,e, 0); R0(e,a,b,c,d, 1); R0(d,e,a,b,c, 2); R0(c,d,e,a,b, 3);
 110         R0(b,c,d,e,a, 4); R0(a,b,c,d,e, 5); R0(e,a,b,c,d, 6); R0(d,e,a,b,c, 7);
 111         R0(c,d,e,a,b, 8); R0(b,c,d,e,a, 9); R0(a,b,c,d,e,10); R0(e,a,b,c,d,11);
 112         R0(d,e,a,b,c,12); R0(c,d,e,a,b,13); R0(b,c,d,e,a,14); R0(a,b,c,d,e,15);
 113         R1(e,a,b,c,d,16); R1(d,e,a,b,c,17); R1(c,d,e,a,b,18); R1(b,c,d,e,a,19);
 114         R2(a,b,c,d,e,20); R2(e,a,b,c,d,21); R2(d,e,a,b,c,22); R2(c,d,e,a,b,23);
 115         R2(b,c,d,e,a,24); R2(a,b,c,d,e,25); R2(e,a,b,c,d,26); R2(d,e,a,b,c,27);
 116         R2(c,d,e,a,b,28); R2(b,c,d,e,a,29); R2(a,b,c,d,e,30); R2(e,a,b,c,d,31);
 117         R2(d,e,a,b,c,32); R2(c,d,e,a,b,33); R2(b,c,d,e,a,34); R2(a,b,c,d,e,35);
 118         R2(e,a,b,c,d,36); R2(d,e,a,b,c,37); R2(c,d,e,a,b,38); R2(b,c,d,e,a,39);
 119         R3(a,b,c,d,e,40); R3(e,a,b,c,d,41); R3(d,e,a,b,c,42); R3(c,d,e,a,b,43);
 120         R3(b,c,d,e,a,44); R3(a,b,c,d,e,45); R3(e,a,b,c,d,46); R3(d,e,a,b,c,47);
 121         R3(c,d,e,a,b,48); R3(b,c,d,e,a,49); R3(a,b,c,d,e,50); R3(e,a,b,c,d,51);
 122         R3(d,e,a,b,c,52); R3(c,d,e,a,b,53); R3(b,c,d,e,a,54); R3(a,b,c,d,e,55);
 123         R3(e,a,b,c,d,56); R3(d,e,a,b,c,57); R3(c,d,e,a,b,58); R3(b,c,d,e,a,59);
 124         R4(a,b,c,d,e,60); R4(e,a,b,c,d,61); R4(d,e,a,b,c,62); R4(c,d,e,a,b,63);
 125         R4(b,c,d,e,a,64); R4(a,b,c,d,e,65); R4(e,a,b,c,d,66); R4(d,e,a,b,c,67);
 126         R4(c,d,e,a,b,68); R4(b,c,d,e,a,69); R4(a,b,c,d,e,70); R4(e,a,b,c,d,71);
 127         R4(d,e,a,b,c,72); R4(c,d,e,a,b,73); R4(b,c,d,e,a,74); R4(a,b,c,d,e,75);
 128         R4(e,a,b,c,d,76); R4(d,e,a,b,c,77); R4(c,d,e,a,b,78); R4(b,c,d,e,a,79);
 129
 130         /* Add the working vars back into context.state[] */
 131         state[0] += a;
 132         state[1] += b;
 133         state[2] += c;
 134         state[3] += d;
 135         state[4] += e;
 136 }
 137
 138 #ifdef ENABLE_SSSE3_SHA1
 139 extern void
 140 sha1_transform_blocks_ssse3(u32 state[5], const void *data, size_t num_blocks);
 141 extern void
 142 sha1_transform_blocks_default(u32 state[5], const void *data, size_t num_blocks);
 143 #  define sha1_transform_blocks sha1_transform_blocks_ssse3
 144 #else
 145 #  define sha1_transform_blocks sha1_transform_blocks_default
 146 #endif
 147
 148 #ifndef ENABLE_SSSE3_SHA1
 149 static
 150 #endif
 151 void
 152 sha1_transform_blocks_default(u32 state[5], const void *data, size_t num_blocks)
 153 {
 154         do {
 155                 sha1_transform_default(state, data);
 156                 data += 64;
 157         } while (--num_blocks);
 158 }
 159
 160 /* Initializes the specified SHA-1 context.
 161  *
 162  * After sha1_init(), call sha1_update() zero or more times to provide the data
 163  * to be hashed.  Then call sha1_final() to get the final hash.  */
 164 void
 165 sha1_init(SHA_CTX *ctx)
 166 {
 167         ctx->bytecount = 0;
 168
 169         ctx->state[0] = 0x67452301;
 170         ctx->state[1] = 0xEFCDAB89;
 171         ctx->state[2] = 0x98BADCFE;
 172         ctx->state[3] = 0x10325476;
 173         ctx->state[4] = 0xC3D2E1F0;
 174 }
 175
 176 /* Updates the SHA-1 context with @len bytes of data.  */
 177 void
 178 sha1_update(SHA_CTX *ctx, const void *data, size_t len)
 179 {
 180         unsigned buffered = ctx->bytecount & 63;
 181
 182         ctx->bytecount += len;
 183
 184         if (buffered) {
 185                 /* Previous block is unfinished.  */
 186                 if (len < 64 - buffered) {
 187                         memcpy(&ctx->buffer[buffered], data, len);
 188                         /* Previous block still unfinished.  */
 189                         return;
 190                 } else {
 191                         memcpy(&ctx->buffer[buffered], data, 64 - buffered);
 192                         /* Finished the previous block.  */
 193                         sha1_transform_blocks(ctx->state, ctx->buffer, 1);
 194                         data += 64 - buffered;
 195                         len -= 64 - buffered;
 196                 }
 197         }
 198
 199         /* Process blocks directly from the input data.  */
 200         if (len / 64) {
 201                 sha1_transform_blocks(ctx->state, data, len / 64);
 202                 data += len & ~63;
 203                 len &= 63;
 204         }
 205
 206         /* Copy any remaining bytes to the buffer.  */
 207         if (len)
 208                 memcpy(ctx->buffer, data, len);
 209 }
 210
 211 /* Pad the message and generate the final SHA-1 message digest.  */
 212 void
 213 sha1_final(u8 md[20], SHA_CTX *ctx)
 214 {
 215         /* Logically, we must append 1 bit, then a variable number of 0 bits,
 216          * then the message length in bits as a big-endian integer, so that the
 217          * final length is a multiple of the block size.  */
 218         static const u8 padding[64] = {0x80, };
 219         be64 finalcount = cpu_to_be64(ctx->bytecount << 3);
 220
 221         sha1_update(ctx, padding, 64 - ((ctx->bytecount + 8) & 63));
 222         sha1_update(ctx, &finalcount, 8);
 223
 224         for (int i = 0; i < 5; i++)
 225                 store_be32_unaligned(cpu_to_be32(ctx->state[i]), &md[i * 4]);
 226 }
 227
 228 /* Calculate the SHA-1 message digest of the given data. */
 229 void
 230 sha1(const void *data, size_t len, u8 hash[SHA1_HASH_SIZE])
 231 {
 232         SHA_CTX ctx;
 233
 234         sha1_init(&ctx);
 235         sha1_update(&ctx, data, len);
 236         sha1_final(hash, &ctx);
 237 }
 238
 239 #endif /* !WITH_LIBCRYPTO */