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