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

   1 /*
   2  * sha1.c
   3  *
   4  * Implementation of the Secure Hash Algorithm version 1 (FIPS 180-1).
   5  *
   6  * Author:  Eric Biggers
   7  * Year:    2014
   8  *
   9  * The default SHA-1 transform is based on public domain code by Steve Reid.
  10  *
  11  * The author dedicates this file to the public domain.
  12  * You can do whatever you want with this file.
  13  */
  14
  15 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  16 #  include "config.h"
  17 #endif
  18
  19 #include "wimlib/endianness.h"
  20 #include "wimlib/sha1.h"
  21 #include "wimlib/unaligned.h"
  22
  23 /* Dummy SHA-1 message digest of all 0's.  This is used in the WIM format to
  24  * mean "SHA-1 not specified".  */
  25 const u8 zero_hash[20];
  26
  27 /*
  28  * Builds a hexadecimal string representation of a SHA-1 message digest.
  29  *
  30  * The output buffer must be at least 41 characters.
  31  */
  32 void
  33 sprint_hash(const u8 hash[SHA1_HASH_SIZE], tchar strbuf[SHA1_HASH_SIZE * 2 + 1])
  34 {
  35         int i;
  36         u8 high, low;
  37
  38         for (i = 0; i < SHA1_HASH_SIZE; i++) {
  39                 high = hash[i] >> 4;
  40                 low = hash[i] & 0xF;
  41                 strbuf[i * 2 + 0] = (high < 10 ? high + '0' : high - 10 + 'a');
  42                 strbuf[i * 2 + 1] = (low  < 10 ? low  + '0' : low  - 10 + 'a');
  43         }
  44         strbuf[i * 2] = 0;
  45 }
  46
  47 /* If we use libcrypto (e.g. OpenSSL) then we get all the SHA-1 functions for
  48  * free.  Otherwise we need to implement them ourselves.  */
  49
  50 #ifndef WITH_LIBCRYPTO
  51
  52 #define rol(value, bits) (((value) << (bits)) | ((value) >> (32 - (bits))))
  53
  54 #define blk0(i) (tmp[i] = be32_to_cpu(((const be32 *)block)[i]))
  55
  56 #define blk(i) (tmp[i & 15] = rol(tmp[(i + 13) & 15] ^ \
  57                                   tmp[(i +  8) & 15] ^ \
  58                                   tmp[(i +  2) & 15] ^ \
  59                                   tmp[(i +  0) & 15], 1))
  60
  61 #define R0(v, w, x, y, z, i) \
  62         z += ((w & (x ^ y)) ^ y) + blk0(i) + 0x5A827999 + rol(v, 5); \
  63         w = rol(w, 30);
  64
  65 #define R1(v, w, x, y, z, i) \
  66         z += ((w & (x ^ y)) ^ y) + blk(i) + 0x5A827999 + rol(v, 5); \
  67         w = rol(w, 30);
  68
  69 #define R2(v, w, x, y, z, i) \
  70         z += (w ^ x ^ y) + blk(i) + 0x6ED9EBA1 + rol(v, 5); \
  71         w = rol(w, 30);
  72
  73 #define R3(v, w, x, y, z, i) \
  74         z += (((w | x) & y) | (w & x)) + blk(i) + 0x8F1BBCDC + rol(v, 5); \
  75         w = rol(w, 30);
  76
  77 #define R4(v, w, x, y, z, i) \
  78         z += (w ^ x ^ y) + blk(i) + 0xCA62C1D6 + rol(v, 5); \
  79         w = rol(w, 30);
  80
  81 /* Hash a single 512-bit block. This is the core of the algorithm.  */
  82 static void
  83 sha1_transform_default(u32 state[5], const u8 block[64])
  84 {
  85         u32 a, b, c, d, e;
  86         u32 tmp[16];
  87
  88         /* Copy ctx->state[] to working vars */
  89         a = state[0];
  90         b = state[1];
  91         c = state[2];
  92         d = state[3];
  93         e = state[4];
  94
  95         /* 4 rounds of 20 operations each. Loop unrolled. */
  96         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);
  97         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);
  98         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);
  99         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);
 100         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);
 101         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);
 102         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);
 103         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);
 104         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);
 105         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);
 106         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);
 107         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);
 108         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);
 109         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);
 110         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);
 111         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);
 112         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);
 113         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);
 114         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);
 115         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);
 116
 117         /* Add the working vars back into context.state[] */
 118         state[0] += a;
 119         state[1] += b;
 120         state[2] += c;
 121         state[3] += d;
 122         state[4] += e;
 123 }
 124
 125 #ifdef ENABLE_SSSE3_SHA1
 126 extern void
 127 sha1_transform_blocks_ssse3(u32 state[5], const void *data, size_t num_blocks);
 128 extern void
 129 sha1_transform_blocks_default(u32 state[5], const void *data, size_t num_blocks);
 130 #  define sha1_transform_blocks sha1_transform_blocks_ssse3
 131 #else
 132 #  define sha1_transform_blocks sha1_transform_blocks_default
 133 #endif
 134
 135 #ifndef ENABLE_SSSE3_SHA1
 136 static
 137 #endif
 138 void
 139 sha1_transform_blocks_default(u32 state[5], const void *data, size_t num_blocks)
 140 {
 141         do {
 142                 sha1_transform_default(state, data);
 143                 data += 64;
 144         } while (--num_blocks);
 145 }
 146
 147 /* Initializes the specified SHA-1 context.
 148  *
 149  * After sha1_init(), call sha1_update() zero or more times to provide the data
 150  * to be hashed.  Then call sha1_final() to get the final hash.  */
 151 void
 152 sha1_init(SHA_CTX *ctx)
 153 {
 154         ctx->bytecount = 0;
 155
 156         ctx->state[0] = 0x67452301;
 157         ctx->state[1] = 0xEFCDAB89;
 158         ctx->state[2] = 0x98BADCFE;
 159         ctx->state[3] = 0x10325476;
 160         ctx->state[4] = 0xC3D2E1F0;
 161 }
 162
 163 /* Updates the SHA-1 context with @len bytes of data.  */
 164 void
 165 sha1_update(SHA_CTX *ctx, const void *data, size_t len)
 166 {
 167         unsigned buffered = ctx->bytecount & 63;
 168
 169         ctx->bytecount += len;
 170
 171         if (buffered) {
 172                 /* Previous block is unfinished.  */
 173                 if (len < 64 - buffered) {
 174                         memcpy(&ctx->buffer[buffered], data, len);
 175                         /* Previous block still unfinished.  */
 176                         return;
 177                 } else {
 178                         memcpy(&ctx->buffer[buffered], data, 64 - buffered);
 179                         /* Finished the previous block.  */
 180                         sha1_transform_blocks(ctx->state, ctx->buffer, 1);
 181                         data += 64 - buffered;
 182                         len -= 64 - buffered;
 183                 }
 184         }
 185
 186         /* Process blocks directly from the input data.  */
 187         if (len / 64) {
 188                 sha1_transform_blocks(ctx->state, data, len / 64);
 189                 data += len & ~63;
 190                 len &= 63;
 191         }
 192
 193         /* Copy any remaining bytes to the buffer.  */
 194         if (len)
 195                 memcpy(ctx->buffer, data, len);
 196 }
 197
 198 /* Pad the message and generate the final SHA-1 message digest.  */
 199 void
 200 sha1_final(u8 md[20], SHA_CTX *ctx)
 201 {
 202         /* Logically, we must append 1 bit, then a variable number of 0 bits,
 203          * then the message length in bits as a big-endian integer, so that the
 204          * final length is a multiple of the block size.  */
 205         static const u8 padding[64] = {0x80, };
 206         be64 finalcount = cpu_to_be64(ctx->bytecount << 3);
 207
 208         sha1_update(ctx, padding, 64 - ((ctx->bytecount + 8) & 63));
 209         sha1_update(ctx, &finalcount, 8);
 210
 211         for (int i = 0; i < 5; i++)
 212                 store_be32_unaligned(cpu_to_be32(ctx->state[i]), &md[i * 4]);
 213 }
 214
 215 /* Calculate the SHA-1 message digest of the specified buffer.
 216  * @len is the buffer length in bytes.  */
 217 void
 218 sha1_buffer(const void *buffer, size_t len, u8 md[20])
 219 {
 220         SHA_CTX ctx;
 221
 222         sha1_init(&ctx);
 223         sha1_update(&ctx, buffer, len);
 224         sha1_final(md, &ctx);
 225 }
 226
 227 #endif /* !WITH_LIBCRYPTO */