md5.c

   1 /* Functions to compute MD5 message digest of files or memory blocks.
   2    according to the definition of MD5 in RFC 1321 from April 1992.
   3    Copyright (C) 1995,1996,1997,1999,2000,2001 Free Software Foundation, Inc.
   4    This file is part of the GNU C Library.
   5
   6    The GNU C Library is free software; you can redistribute it and/or
   7    modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8    License as published by the Free Software Foundation; either
   9    version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10
  11    The GNU C Library is distributed in the hope that it will be useful,
  12    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14    Lesser General Public License for more details.
  15
  16    You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17    License along with the GNU C Library; if not, write to the Free
  18    Software Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA
  19    02111-1307 USA.  */
  20
  21 /* Written by Ulrich Drepper <drepper@gnu.ai.mit.edu>, 1995.  */
  22
  23 #include <sys/types.h>
  24
  25 #include <stdlib.h>
  26 #include <string.h>
  27
  28 #include "md5.h"
  29
  30 #ifdef WORDS_BIGENDIAN
  31 # define SWAP(n)                                                        \
  32     (((n) << 24) | (((n) & 0xff00) << 8) | (((n) >> 8) & 0xff00) | ((n) >> 24))
  33 #else
  34 # define SWAP(n) (n)
  35 #endif
  36
  37
  38 /* This array contains the bytes used to pad the buffer to the next
  39    64-byte boundary.  (RFC 1321, 3.1: Step 1)  */
  40 static const unsigned char fillbuf[64] = { 0x80, 0 /* , 0, 0, ...  */ };
  41
  42
  43 /* Initialize structure containing state of computation.
  44    (RFC 1321, 3.3: Step 3)  */
  45 void
  46 md5_init_ctx (ctx)
  47      struct md5_ctx *ctx;
  48 {
  49   ctx->A = 0x67452301;
  50   ctx->B = 0xefcdab89;
  51   ctx->C = 0x98badcfe;
  52   ctx->D = 0x10325476;
  53
  54   ctx->total[0] = ctx->total[1] = 0;
  55   ctx->buflen = 0;
  56 }
  57
  58 /* Put result from CTX in first 16 bytes following RESBUF.  The result
  59    must be in little endian byte order.
  60
  61    IMPORTANT: On some systems it is required that RESBUF is correctly
  62    aligned for a 32 bits value.  */
  63 void *
  64 md5_read_ctx (ctx, resbuf)
  65      const struct md5_ctx *ctx;
  66      void *resbuf;
  67 {
  68   ((md5_uint32 *) resbuf)[0] = SWAP (ctx->A);
  69   ((md5_uint32 *) resbuf)[1] = SWAP (ctx->B);
  70   ((md5_uint32 *) resbuf)[2] = SWAP (ctx->C);
  71   ((md5_uint32 *) resbuf)[3] = SWAP (ctx->D);
  72
  73   return resbuf;
  74 }
  75
  76 /* Process the remaining bytes in the internal buffer and the usual
  77    prolog according to the standard and write the result to RESBUF.
  78
  79    IMPORTANT: On some systems it is required that RESBUF is correctly
  80    aligned for a 32 bits value.  */
  81 void *
  82 md5_finish_ctx (ctx, resbuf)
  83      struct md5_ctx *ctx;
  84      void *resbuf;
  85 {
  86   /* Take yet unprocessed bytes into account.  */
  87   md5_uint32 bytes = ctx->buflen;
  88   size_t pad;
  89
  90   /* Now count remaining bytes.  */
  91   ctx->total[0] += bytes;
  92   if (ctx->total[0] < bytes)
  93     ++ctx->total[1];
  94
  95   pad = bytes >= 56 ? 64 + 56 - bytes : 56 - bytes;
  96   memcpy (&ctx->buffer[bytes], fillbuf, pad);
  97
  98   /* Put the 64-bit file length in *bits* at the end of the buffer.  */
  99   *(md5_uint32 *) &ctx->buffer[bytes + pad] = SWAP (ctx->total[0] << 3);
 100   *(md5_uint32 *) &ctx->buffer[bytes + pad + 4] = SWAP ((ctx->total[1] << 3) |
 101                                                         (ctx->total[0] >> 29));
 102
 103   /* Process last bytes.  */
 104   md5_process_block (ctx->buffer, bytes + pad + 8, ctx);
 105
 106   return md5_read_ctx (ctx, resbuf);
 107 }
 108
 109 /* Compute MD5 message digest for bytes read from STREAM.  The
 110    resulting message digest number will be written into the 16 bytes
 111    beginning at RESBLOCK.  */
 112 int
 113 md5_stream (stream, resblock)
 114      FILE *stream;
 115      void *resblock;
 116 {
 117   /* Important: BLOCKSIZE must be a multiple of 64.  */
 118 #define BLOCKSIZE 4096
 119   struct md5_ctx ctx;
 120   char buffer[BLOCKSIZE + 72];
 121   size_t sum;
 122
 123   /* Initialize the computation context.  */
 124   md5_init_ctx (&ctx);
 125
 126   /* Iterate over full file contents.  */
 127   while (1)
 128     {
 129       /* We read the file in blocks of BLOCKSIZE bytes.  One call of the
 130          computation function processes the whole buffer so that with the
 131          next round of the loop another block can be read.  */
 132       size_t n;
 133       sum = 0;
 134
 135       /* Read block.  Take care for partial reads.  */
 136       do
 137         {
 138           n = fread (buffer + sum, 1, BLOCKSIZE - sum, stream);
 139
 140           sum += n;
 141         }
 142       while (sum < BLOCKSIZE && n != 0);
 143       if (n == 0 && ferror (stream))
 144         return 1;
 145
 146       /* If end of file is reached, end the loop.  */
 147       if (n == 0)
 148         break;
 149
 150       /* Process buffer with BLOCKSIZE bytes.  Note that
 151                         BLOCKSIZE % 64 == 0
 152        */
 153       md5_process_block (buffer, BLOCKSIZE, &ctx);
 154     }
 155
 156   /* Add the last bytes if necessary.  */
 157   if (sum > 0)
 158     md5_process_bytes (buffer, sum, &ctx);
 159
 160   /* Construct result in desired memory.  */
 161   md5_finish_ctx (&ctx, resblock);
 162   return 0;
 163 }
 164
 165 /* Compute MD5 message digest for LEN bytes beginning at BUFFER.  The
 166    result is always in little endian byte order, so that a byte-wise
 167    output yields to the wanted ASCII representation of the message
 168    digest.  */
 169 void *
 170 md5_buffer (buffer, len, resblock)
 171      const char *buffer;
 172      size_t len;
 173      void *resblock;
 174 {
 175   struct md5_ctx ctx;
 176
 177   /* Initialize the computation context.  */
 178   md5_init_ctx (&ctx);
 179
 180   /* Process whole buffer but last len % 64 bytes.  */
 181   md5_process_bytes (buffer, len, &ctx);
 182
 183   /* Put result in desired memory area.  */
 184   return md5_finish_ctx (&ctx, resblock);
 185 }
 186
 187
 188 void
 189 md5_process_bytes (buffer, len, ctx)
 190      const void *buffer;
 191      size_t len;
 192      struct md5_ctx *ctx;
 193 {
 194   /* When we already have some bits in our internal buffer concatenate
 195      both inputs first.  */
 196   if (ctx->buflen != 0)
 197     {
 198       size_t left_over = ctx->buflen;
 199       size_t add = 128 - left_over > len ? len : 128 - left_over;
 200
 201       memcpy (&ctx->buffer[left_over], buffer, add);
 202       ctx->buflen += add;
 203
 204       if (ctx->buflen > 64)
 205         {
 206           md5_process_block (ctx->buffer, ctx->buflen & ~63, ctx);
 207
 208           ctx->buflen &= 63;
 209           /* The regions in the following copy operation cannot overlap.  */
 210           memcpy (ctx->buffer, &ctx->buffer[(left_over + add) & ~63],
 211                   ctx->buflen);
 212         }
 213
 214       buffer = (const char *) buffer + add;
 215       len -= add;
 216     }
 217
 218   /* Process available complete blocks.  */
 219   if (len >= 64)
 220     {
 221 #if !_STRING_ARCH_unaligned
 222 /* To check alignment gcc has an appropriate operator.  Other
 223    compilers don't.  */
 224 # if __GNUC__ >= 2
 225 #  define UNALIGNED_P(p) (((md5_uintptr) p) % __alignof__ (md5_uint32) != 0)
 226 # else
 227 #  define UNALIGNED_P(p) (((md5_uintptr) p) % sizeof (md5_uint32) != 0)
 228 # endif
 229       if (UNALIGNED_P (buffer))
 230         while (len > 64)
 231           {
 232             md5_process_block (memcpy (ctx->buffer, buffer, 64), 64, ctx);
 233             buffer = (const char *) buffer + 64;
 234             len -= 64;
 235           }
 236       else
 237 #endif
 238         {
 239           md5_process_block (buffer, len & ~63, ctx);
 240           buffer = (const char *) buffer + (len & ~63);
 241           len &= 63;
 242         }
 243     }
 244
 245   /* Move remaining bytes in internal buffer.  */
 246   if (len > 0)
 247     {
 248       size_t left_over = ctx->buflen;
 249
 250       memcpy (&ctx->buffer[left_over], buffer, len);
 251       left_over += len;
 252       if (left_over >= 64)
 253         {
 254           md5_process_block (ctx->buffer, 64, ctx);
 255           left_over -= 64;
 256           memcpy (ctx->buffer, &ctx->buffer[64], left_over);
 257         }
 258       ctx->buflen = left_over;
 259     }
 260 }
 261
 262
 263 /* These are the four functions used in the four steps of the MD5 algorithm
 264    and defined in the RFC 1321.  The first function is a little bit optimized
 265    (as found in Colin Plumbs public domain implementation).  */
 266 /* #define FF(b, c, d) ((b & c) | (~b & d)) */
 267 #define FF(b, c, d) (d ^ (b & (c ^ d)))
 268 #define FG(b, c, d) FF (d, b, c)
 269 #define FH(b, c, d) (b ^ c ^ d)
 270 #define FI(b, c, d) (c ^ (b | ~d))
 271
 272 /* Process LEN bytes of BUFFER, accumulating context into CTX.
 273    It is assumed that LEN % 64 == 0.  */
 274
 275 void
 276 md5_process_block (buffer, len, ctx)
 277      const void *buffer;
 278      size_t len;
 279      struct md5_ctx *ctx;
 280 {
 281   md5_uint32 correct_words[16];
 282   const md5_uint32 *words = buffer;
 283   size_t nwords = len / sizeof (md5_uint32);
 284   const md5_uint32 *endp = words + nwords;
 285   md5_uint32 A = ctx->A;
 286   md5_uint32 B = ctx->B;
 287   md5_uint32 C = ctx->C;
 288   md5_uint32 D = ctx->D;
 289
 290   /* First increment the byte count.  RFC 1321 specifies the possible
 291      length of the file up to 2^64 bits.  Here we only compute the
 292      number of bytes.  Do a double word increment.  */
 293   ctx->total[0] += len;
 294   if (ctx->total[0] < len)
 295     ++ctx->total[1];
 296
 297   /* Process all bytes in the buffer with 64 bytes in each round of
 298      the loop.  */
 299   while (words < endp)
 300     {
 301       md5_uint32 *cwp = correct_words;
 302       md5_uint32 A_save = A;
 303       md5_uint32 B_save = B;
 304       md5_uint32 C_save = C;
 305       md5_uint32 D_save = D;
 306
 307       /* First round: using the given function, the context and a constant
 308          the next context is computed.  Because the algorithms processing
 309          unit is a 32-bit word and it is determined to work on words in
 310          little endian byte order we perhaps have to change the byte order
 311          before the computation.  To reduce the work for the next steps
 312          we store the swapped words in the array CORRECT_WORDS.  */
 313
 314 #define OP(a, b, c, d, s, T)                                            \
 315       do                                                                \
 316         {                                                               \
 317           a += FF (b, c, d) + (*cwp++ = SWAP (*words)) + T;             \
 318           ++words;                                                      \
 319           CYCLIC (a, s);                                                \
 320           a += b;                                                       \
 321         }                                                               \
 322       while (0)
 323
 324       /* It is unfortunate that C does not provide an operator for
 325          cyclic rotation.  Hope the C compiler is smart enough.  */
 326 #define CYCLIC(w, s) (w = (w << s) | (w >> (32 - s)))
 327
 328       /* Before we start, one word to the strange constants.
 329          They are defined in RFC 1321 as
 330
 331          T[i] = (int) (4294967296.0 * fabs (sin (i))), i=1..64
 332        */
 333
 334       /* Round 1.  */
 335       OP (A, B, C, D,  7, 0xd76aa478);
 336       OP (D, A, B, C, 12, 0xe8c7b756);
 337       OP (C, D, A, B, 17, 0x242070db);
 338       OP (B, C, D, A, 22, 0xc1bdceee);
 339       OP (A, B, C, D,  7, 0xf57c0faf);
 340       OP (D, A, B, C, 12, 0x4787c62a);
 341       OP (C, D, A, B, 17, 0xa8304613);
 342       OP (B, C, D, A, 22, 0xfd469501);
 343       OP (A, B, C, D,  7, 0x698098d8);
 344       OP (D, A, B, C, 12, 0x8b44f7af);
 345       OP (C, D, A, B, 17, 0xffff5bb1);
 346       OP (B, C, D, A, 22, 0x895cd7be);
 347       OP (A, B, C, D,  7, 0x6b901122);
 348       OP (D, A, B, C, 12, 0xfd987193);
 349       OP (C, D, A, B, 17, 0xa679438e);
 350       OP (B, C, D, A, 22, 0x49b40821);
 351
 352       /* For the second to fourth round we have the possibly swapped words
 353          in CORRECT_WORDS.  Redefine the macro to take an additional first
 354          argument specifying the function to use.  */
 355 #undef OP
 356 #define OP(f, a, b, c, d, k, s, T)                                      \
 357       do                                                                \
 358         {                                                               \
 359           a += f (b, c, d) + correct_words[k] + T;                      \
 360           CYCLIC (a, s);                                                \
 361           a += b;                                                       \
 362         }                                                               \
 363       while (0)
 364
 365       /* Round 2.  */
 366       OP (FG, A, B, C, D,  1,  5, 0xf61e2562);
 367       OP (FG, D, A, B, C,  6,  9, 0xc040b340);
 368       OP (FG, C, D, A, B, 11, 14, 0x265e5a51);
 369       OP (FG, B, C, D, A,  0, 20, 0xe9b6c7aa);
 370       OP (FG, A, B, C, D,  5,  5, 0xd62f105d);
 371       OP (FG, D, A, B, C, 10,  9, 0x02441453);
 372       OP (FG, C, D, A, B, 15, 14, 0xd8a1e681);
 373       OP (FG, B, C, D, A,  4, 20, 0xe7d3fbc8);
 374       OP (FG, A, B, C, D,  9,  5, 0x21e1cde6);
 375       OP (FG, D, A, B, C, 14,  9, 0xc33707d6);
 376       OP (FG, C, D, A, B,  3, 14, 0xf4d50d87);
 377       OP (FG, B, C, D, A,  8, 20, 0x455a14ed);
 378       OP (FG, A, B, C, D, 13,  5, 0xa9e3e905);
 379       OP (FG, D, A, B, C,  2,  9, 0xfcefa3f8);
 380       OP (FG, C, D, A, B,  7, 14, 0x676f02d9);
 381       OP (FG, B, C, D, A, 12, 20, 0x8d2a4c8a);
 382
 383       /* Round 3.  */
 384       OP (FH, A, B, C, D,  5,  4, 0xfffa3942);
 385       OP (FH, D, A, B, C,  8, 11, 0x8771f681);
 386       OP (FH, C, D, A, B, 11, 16, 0x6d9d6122);
 387       OP (FH, B, C, D, A, 14, 23, 0xfde5380c);
 388       OP (FH, A, B, C, D,  1,  4, 0xa4beea44);
 389       OP (FH, D, A, B, C,  4, 11, 0x4bdecfa9);
 390       OP (FH, C, D, A, B,  7, 16, 0xf6bb4b60);
 391       OP (FH, B, C, D, A, 10, 23, 0xbebfbc70);
 392       OP (FH, A, B, C, D, 13,  4, 0x289b7ec6);
 393       OP (FH, D, A, B, C,  0, 11, 0xeaa127fa);
 394       OP (FH, C, D, A, B,  3, 16, 0xd4ef3085);
 395       OP (FH, B, C, D, A,  6, 23, 0x04881d05);
 396       OP (FH, A, B, C, D,  9,  4, 0xd9d4d039);
 397       OP (FH, D, A, B, C, 12, 11, 0xe6db99e5);
 398       OP (FH, C, D, A, B, 15, 16, 0x1fa27cf8);
 399       OP (FH, B, C, D, A,  2, 23, 0xc4ac5665);
 400
 401       /* Round 4.  */
 402       OP (FI, A, B, C, D,  0,  6, 0xf4292244);
 403       OP (FI, D, A, B, C,  7, 10, 0x432aff97);
 404       OP (FI, C, D, A, B, 14, 15, 0xab9423a7);
 405       OP (FI, B, C, D, A,  5, 21, 0xfc93a039);
 406       OP (FI, A, B, C, D, 12,  6, 0x655b59c3);
 407       OP (FI, D, A, B, C,  3, 10, 0x8f0ccc92);
 408       OP (FI, C, D, A, B, 10, 15, 0xffeff47d);
 409       OP (FI, B, C, D, A,  1, 21, 0x85845dd1);
 410       OP (FI, A, B, C, D,  8,  6, 0x6fa87e4f);
 411       OP (FI, D, A, B, C, 15, 10, 0xfe2ce6e0);
 412       OP (FI, C, D, A, B,  6, 15, 0xa3014314);
 413       OP (FI, B, C, D, A, 13, 21, 0x4e0811a1);
 414       OP (FI, A, B, C, D,  4,  6, 0xf7537e82);
 415       OP (FI, D, A, B, C, 11, 10, 0xbd3af235);
 416       OP (FI, C, D, A, B,  2, 15, 0x2ad7d2bb);
 417       OP (FI, B, C, D, A,  9, 21, 0xeb86d391);
 418
 419       /* Add the starting values of the context.  */
 420       A += A_save;
 421       B += B_save;
 422       C += C_save;
 423       D += D_save;
 424     }
 425
 426   /* Put checksum in context given as argument.  */
 427   ctx->A = A;
 428   ctx->B = B;
 429   ctx->C = C;
 430   ctx->D = D;
 431 }