24f9b68292afb001ceaee802620cc2aa913e96ca
[wimlib] / 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(load_be32_unaligned(&(block)[(i) * 4])))
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 */