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  * The following copying information applies to this specific source code file:
   5  *
   6  * Written in 2014-2015 by Eric Biggers <ebiggers3@gmail.com>
   7  *
   8  * To the extent possible under law, the author(s) have dedicated all copyright
   9  * and related and neighboring rights to this software to the public domain
  10  * worldwide via the Creative Commons Zero 1.0 Universal Public Domain
  11  * Dedication (the "CC0").
  12  *
  13  * This software is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
  14  * ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS
  15  * FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the CC0 for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the CC0 along with this software; if not
  18  * see <http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/>.
  19  */
  20
  21 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  22 #  include "config.h"
  23 #endif
  24
  25 #include "wimlib/endianness.h"
  26 #include "wimlib/sha1.h"
  27 #include "wimlib/unaligned.h"
  28
  29 /* Dummy SHA-1 message digest of all 0's.  This is used in the WIM format to
  30  * mean "SHA-1 not specified".  */
  31 const u8 zero_hash[20];
  32
  33 /*
  34  * Builds a hexadecimal string representation of a SHA-1 message digest.
  35  *
  36  * The output buffer must be at least 41 characters.
  37  */
  38 void
  39 sprint_hash(const u8 hash[SHA1_HASH_SIZE], tchar strbuf[SHA1_HASH_SIZE * 2 + 1])
  40 {
  41         int i;
  42         u8 high, low;
  43
  44         for (i = 0; i < SHA1_HASH_SIZE; i++) {
  45                 high = hash[i] >> 4;
  46                 low = hash[i] & 0xF;
  47                 strbuf[i * 2 + 0] = (high < 10 ? high + '0' : high - 10 + 'a');
  48                 strbuf[i * 2 + 1] = (low  < 10 ? low  + '0' : low  - 10 + 'a');
  49         }
  50         strbuf[i * 2] = 0;
  51 }
  52
  53 /* If we use libcrypto (e.g. OpenSSL) then we get all the SHA-1 functions for
  54  * free.  Otherwise we need to implement them ourselves.  */
  55
  56 #ifndef WITH_LIBCRYPTO
  57
  58 #define rol(value, bits) (((value) << (bits)) | ((value) >> (32 - (bits))))
  59
  60 #define blk0(i) (tmp[i] = be32_to_cpu(load_be32_unaligned(&(block)[(i) * 4])))
  61
  62 #define blk(i) (tmp[i & 15] = rol(tmp[(i + 13) & 15] ^ \
  63                                   tmp[(i +  8) & 15] ^ \
  64                                   tmp[(i +  2) & 15] ^ \
  65                                   tmp[(i +  0) & 15], 1))
  66
  67 #define R0(v, w, x, y, z, i) \
  68         z += ((w & (x ^ y)) ^ y) + blk0(i) + 0x5A827999 + rol(v, 5); \
  69         w = rol(w, 30);
  70
  71 #define R1(v, w, x, y, z, i) \
  72         z += ((w & (x ^ y)) ^ y) + blk(i) + 0x5A827999 + rol(v, 5); \
  73         w = rol(w, 30);
  74
  75 #define R2(v, w, x, y, z, i) \
  76         z += (w ^ x ^ y) + blk(i) + 0x6ED9EBA1 + rol(v, 5); \
  77         w = rol(w, 30);
  78
  79 #define R3(v, w, x, y, z, i) \
  80         z += (((w | x) & y) | (w & x)) + blk(i) + 0x8F1BBCDC + rol(v, 5); \
  81         w = rol(w, 30);
  82
  83 #define R4(v, w, x, y, z, i) \
  84         z += (w ^ x ^ y) + blk(i) + 0xCA62C1D6 + rol(v, 5); \
  85         w = rol(w, 30);
  86
  87 /* Hash a single 512-bit block. This is the core of the algorithm.  */
  88 static void
  89 sha1_transform_default(u32 state[5], const u8 block[64])
  90 {
  91         u32 a, b, c, d, e;
  92         u32 tmp[16];
  93
  94         /* Copy ctx->state[] to working vars */
  95         a = state[0];
  96         b = state[1];
  97         c = state[2];
  98         d = state[3];
  99         e = state[4];
 100
 101         /* 4 rounds of 20 operations each. Loop unrolled. */
 102         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);
 103         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);
 104         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);
 105         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);
 106         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);
 107         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);
 108         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);
 109         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);
 110         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);
 111         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);
 112         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);
 113         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);
 114         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);
 115         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);
 116         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);
 117         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);
 118         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);
 119         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);
 120         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);
 121         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);
 122
 123         /* Add the working vars back into context.state[] */
 124         state[0] += a;
 125         state[1] += b;
 126         state[2] += c;
 127         state[3] += d;
 128         state[4] += e;
 129 }
 130
 131 #ifdef ENABLE_SSSE3_SHA1
 132 extern void
 133 sha1_transform_blocks_ssse3(u32 state[5], const void *data, size_t num_blocks);
 134 extern void
 135 sha1_transform_blocks_default(u32 state[5], const void *data, size_t num_blocks);
 136 #  define sha1_transform_blocks sha1_transform_blocks_ssse3
 137 #else
 138 #  define sha1_transform_blocks sha1_transform_blocks_default
 139 #endif
 140
 141 #ifndef ENABLE_SSSE3_SHA1
 142 static
 143 #endif
 144 void
 145 sha1_transform_blocks_default(u32 state[5], const void *data, size_t num_blocks)
 146 {
 147         do {
 148                 sha1_transform_default(state, data);
 149                 data += 64;
 150         } while (--num_blocks);
 151 }
 152
 153 /* Initializes the specified SHA-1 context.
 154  *
 155  * After sha1_init(), call sha1_update() zero or more times to provide the data
 156  * to be hashed.  Then call sha1_final() to get the final hash.  */
 157 void
 158 sha1_init(SHA_CTX *ctx)
 159 {
 160         ctx->bytecount = 0;
 161
 162         ctx->state[0] = 0x67452301;
 163         ctx->state[1] = 0xEFCDAB89;
 164         ctx->state[2] = 0x98BADCFE;
 165         ctx->state[3] = 0x10325476;
 166         ctx->state[4] = 0xC3D2E1F0;
 167 }
 168
 169 /* Updates the SHA-1 context with @len bytes of data.  */
 170 void
 171 sha1_update(SHA_CTX *ctx, const void *data, size_t len)
 172 {
 173         unsigned buffered = ctx->bytecount & 63;
 174
 175         ctx->bytecount += len;
 176
 177         if (buffered) {
 178                 /* Previous block is unfinished.  */
 179                 if (len < 64 - buffered) {
 180                         memcpy(&ctx->buffer[buffered], data, len);
 181                         /* Previous block still unfinished.  */
 182                         return;
 183                 } else {
 184                         memcpy(&ctx->buffer[buffered], data, 64 - buffered);
 185                         /* Finished the previous block.  */
 186                         sha1_transform_blocks(ctx->state, ctx->buffer, 1);
 187                         data += 64 - buffered;
 188                         len -= 64 - buffered;
 189                 }
 190         }
 191
 192         /* Process blocks directly from the input data.  */
 193         if (len / 64) {
 194                 sha1_transform_blocks(ctx->state, data, len / 64);
 195                 data += len & ~63;
 196                 len &= 63;
 197         }
 198
 199         /* Copy any remaining bytes to the buffer.  */
 200         if (len)
 201                 memcpy(ctx->buffer, data, len);
 202 }
 203
 204 /* Pad the message and generate the final SHA-1 message digest.  */
 205 void
 206 sha1_final(u8 md[20], SHA_CTX *ctx)
 207 {
 208         /* Logically, we must append 1 bit, then a variable number of 0 bits,
 209          * then the message length in bits as a big-endian integer, so that the
 210          * final length is a multiple of the block size.  */
 211         static const u8 padding[64] = {0x80, };
 212         be64 finalcount = cpu_to_be64(ctx->bytecount << 3);
 213
 214         sha1_update(ctx, padding, 64 - ((ctx->bytecount + 8) & 63));
 215         sha1_update(ctx, &finalcount, 8);
 216
 217         for (int i = 0; i < 5; i++)
 218                 store_be32_unaligned(cpu_to_be32(ctx->state[i]), &md[i * 4]);
 219 }
 220
 221 /* Calculate the SHA-1 message digest of the specified buffer.
 222  * @len is the buffer length in bytes.  */
 223 void
 224 sha1_buffer(const void *buffer, size_t len, u8 md[20])
 225 {
 226         SHA_CTX ctx;
 227
 228         sha1_init(&ctx);
 229         sha1_update(&ctx, buffer, len);
 230         sha1_final(md, &ctx);
 231 }
 232
 233 #endif /* !WITH_LIBCRYPTO */