sha1.c

   1 /*
   2  SHA-1 in C
   3
   4  By Steve Reid <steve@edmweb.com>, with small changes to make it
   5  fit into mutt by Thomas Roessler <roessler@does-not-exist.org>.
   6
   7  100% Public Domain.
   8
   9  Test Vectors (from FIPS PUB 180-1)
  10  "abc"
  11  A9993E36 4706816A BA3E2571 7850C26C 9CD0D89D
  12  "abcdbcdecdefdefgefghfghighijhijkijkljklmklmnlmnomnopnopq"
  13  84983E44 1C3BD26E BAAE4AA1 F95129E5 E54670F1
  14  A million repetitions of "a"
  15  34AA973C D4C4DAA4 F61EEB2B DBAD2731 6534016F
  16 */
  17
  18 #define SHA1HANDSOFF
  19
  20 #include "config.h"
  21
  22 #include <string.h>
  23
  24 #include "sha1.h"
  25
  26 #define rol(value, bits) (((value) << (bits)) | ((value) >> (32 - (bits))))
  27
  28 /* blk0() and blk() perform the initial expand. */
  29 /* I got the idea of expanding during the round function from SSLeay */
  30 #ifdef WORDS_BIGENDIAN
  31 #  define blk0(i) block->l[i]
  32 #else
  33 #  define blk0(i) (block->l[i] = (rol(block->l[i],24)&0xFF00FF00) \
  34                     |(rol(block->l[i],8)&0x00FF00FF))
  35 #endif
  36
  37 #define blk(i) (block->l[i&15] = rol(block->l[(i+13)&15]^block->l[(i+8)&15] \
  38     ^block->l[(i+2)&15]^block->l[i&15],1))
  39
  40 /* (R0+R1), R2, R3, R4 are the different operations used in SHA1 */
  41 #define R0(v,w,x,y,z,i) z+=((w&(x^y))^y)+blk0(i)+0x5A827999+rol(v,5);w=rol(w,30);
  42 #define R1(v,w,x,y,z,i) z+=((w&(x^y))^y)+blk(i)+0x5A827999+rol(v,5);w=rol(w,30);
  43 #define R2(v,w,x,y,z,i) z+=(w^x^y)+blk(i)+0x6ED9EBA1+rol(v,5);w=rol(w,30);
  44 #define R3(v,w,x,y,z,i) z+=(((w|x)&y)|(w&x))+blk(i)+0x8F1BBCDC+rol(v,5);w=rol(w,30);
  45 #define R4(v,w,x,y,z,i) z+=(w^x^y)+blk(i)+0xCA62C1D6+rol(v,5);w=rol(w,30);
  46
  47
  48 /* Hash a single 512-bit block. This is the core of the algorithm. */
  49
  50 void SHA1Transform(u_int32_t state[5], const unsigned char buffer[64])
  51 {
  52 u_int32_t a, b, c, d, e;
  53 typedef union {
  54     unsigned char c[64];
  55     u_int32_t l[16];
  56 } CHAR64LONG16;
  57 #ifdef SHA1HANDSOFF
  58 CHAR64LONG16 block[1];  /* use array to appear as a pointer */
  59     memcpy(block, buffer, 64);
  60 #else
  61     /* The following had better never be used because it causes the
  62      * pointer-to-const buffer to be cast into a pointer to non-const.
  63      * And the result is written through.  I threw a "const" in, hoping
  64      * this will cause a diagnostic.
  65      */
  66 CHAR64LONG16* block = (const CHAR64LONG16*)buffer;
  67 #endif
  68     /* Copy ctx->state[] to working vars */
  69     a = state[0];
  70     b = state[1];
  71     c = state[2];
  72     d = state[3];
  73     e = state[4];
  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     /* Add the working vars back into ctx.state[] */
  96     state[0] += a;
  97     state[1] += b;
  98     state[2] += c;
  99     state[3] += d;
 100     state[4] += e;
 101 }
 102
 103
 104 /* SHA1Init - Initialize new context */
 105
 106 void sha1_init(struct sha1_ctx *ctx)
 107 {
 108     /* SHA1 initialization constants */
 109     ctx->state[0] = 0x67452301;
 110     ctx->state[1] = 0xEFCDAB89;
 111     ctx->state[2] = 0x98BADCFE;
 112     ctx->state[3] = 0x10325476;
 113     ctx->state[4] = 0xC3D2E1F0;
 114     ctx->count[0] = ctx->count[1] = 0;
 115 }
 116
 117
 118 /* Run your data through this. */
 119
 120 void sha1_update(struct sha1_ctx *ctx, unsigned length, const uint8_t *data)
 121 {
 122 u_int32_t i;
 123 u_int32_t j;
 124
 125     j = ctx->count[0];
 126     if ((ctx->count[0] += length << 3) < j)
 127         ctx->count[1]++;
 128     ctx->count[1] += (length >> 29);
 129     j = (j >> 3) & 63;
 130     if ((j + length) > 63) {
 131         memcpy(&ctx->buffer[j], data, (i = 64-j));
 132         SHA1Transform(ctx->state, ctx->buffer);
 133         for ( ; i + 63 < length; i += 64) {
 134             SHA1Transform(ctx->state, &data[i]);
 135         }
 136         j = 0;
 137     }
 138     else i = 0;
 139     memcpy(&ctx->buffer[j], &data[i], length - i);
 140 }
 141
 142
 143 /* Add padding and return the message digest. */
 144
 145 void sha1_digest(struct sha1_ctx *ctx, unsigned length, uint8_t *digest)
 146 {
 147 unsigned i;
 148 unsigned char finalcount[8];
 149 unsigned char c;
 150
 151 #if 0   /* untested "improvement" by DHR */
 152     /* Convert ctx->count to a sequence of bytes
 153      * in finalcount.  Second element first, but
 154      * big-endian order within element.
 155      * But we do it all backwards.
 156      */
 157     unsigned char *fcp = &finalcount[8];
 158
 159     for (i = 0; i < 2; i++)
 160     {
 161         u_int32_t t = ctx->count[i];
 162         int j;
 163
 164         for (j = 0; j < 4; t >>= 8, j++)
 165             *--fcp = (unsigned char) t
 166     }
 167 #else
 168     for (i = 0; i < 8; i++) {
 169         finalcount[i] = (unsigned char)((ctx->count[(i >= 4 ? 0 : 1)]
 170          >> ((3-(i & 3)) * 8) ) & 255);  /* Endian independent */
 171     }
 172 #endif
 173     c = 0200;
 174     sha1_update(ctx, 1, &c);
 175     while ((ctx->count[0] & 504) != 448) {
 176         c = 0000;
 177         sha1_update(ctx, 1, &c);
 178     }
 179     sha1_update(ctx, 8, finalcount);  /* Should cause a SHA1Transform() */
 180     for (i = 0; i < 20; i++) {
 181         digest[i] = (unsigned char)
 182          ((ctx->state[i>>2] >> ((3-(i & 3)) * 8) ) & 255);
 183     }
 184 }