]> pd.if.org Git - zpackage/blob - libtomcrypt/src/hashes/sha2/sha256.c
ocb mode fixup
[zpackage] / libtomcrypt / src / hashes / sha2 / sha256.c
1 /* LibTomCrypt, modular cryptographic library -- Tom St Denis
2  *
3  * LibTomCrypt is a library that provides various cryptographic
4  * algorithms in a highly modular and flexible manner.
5  *
6  * The library is free for all purposes without any express
7  * guarantee it works.
8  */
9 #include "tomcrypt.h"
10
11 /**
12   @file sha256.c
13   LTC_SHA256 by Tom St Denis
14 */
15
16 #ifdef LTC_SHA256
17
18 const struct ltc_hash_descriptor sha256_desc =
19 {
20     "sha256",
21     0,
22     32,
23     64,
24
25     /* OID */
26    { 2, 16, 840, 1, 101, 3, 4, 2, 1,  },
27    9,
28
29     &sha256_init,
30     &sha256_process,
31     &sha256_done,
32     &sha256_test,
33     NULL
34 };
35
36 #ifdef LTC_SMALL_CODE
37 /* the K array */
38 static const ulong32 K[64] = {
39     0x428a2f98UL, 0x71374491UL, 0xb5c0fbcfUL, 0xe9b5dba5UL, 0x3956c25bUL,
40     0x59f111f1UL, 0x923f82a4UL, 0xab1c5ed5UL, 0xd807aa98UL, 0x12835b01UL,
41     0x243185beUL, 0x550c7dc3UL, 0x72be5d74UL, 0x80deb1feUL, 0x9bdc06a7UL,
42     0xc19bf174UL, 0xe49b69c1UL, 0xefbe4786UL, 0x0fc19dc6UL, 0x240ca1ccUL,
43     0x2de92c6fUL, 0x4a7484aaUL, 0x5cb0a9dcUL, 0x76f988daUL, 0x983e5152UL,
44     0xa831c66dUL, 0xb00327c8UL, 0xbf597fc7UL, 0xc6e00bf3UL, 0xd5a79147UL,
45     0x06ca6351UL, 0x14292967UL, 0x27b70a85UL, 0x2e1b2138UL, 0x4d2c6dfcUL,
46     0x53380d13UL, 0x650a7354UL, 0x766a0abbUL, 0x81c2c92eUL, 0x92722c85UL,
47     0xa2bfe8a1UL, 0xa81a664bUL, 0xc24b8b70UL, 0xc76c51a3UL, 0xd192e819UL,
48     0xd6990624UL, 0xf40e3585UL, 0x106aa070UL, 0x19a4c116UL, 0x1e376c08UL,
49     0x2748774cUL, 0x34b0bcb5UL, 0x391c0cb3UL, 0x4ed8aa4aUL, 0x5b9cca4fUL,
50     0x682e6ff3UL, 0x748f82eeUL, 0x78a5636fUL, 0x84c87814UL, 0x8cc70208UL,
51     0x90befffaUL, 0xa4506cebUL, 0xbef9a3f7UL, 0xc67178f2UL
52 };
53 #endif
54
55 /* Various logical functions */
56 #define Ch(x,y,z)       (z ^ (x & (y ^ z)))
57 #define Maj(x,y,z)      (((x | y) & z) | (x & y))
58 #define S(x, n)         RORc((x),(n))
59 #define R(x, n)         (((x)&0xFFFFFFFFUL)>>(n))
60 #define Sigma0(x)       (S(x, 2) ^ S(x, 13) ^ S(x, 22))
61 #define Sigma1(x)       (S(x, 6) ^ S(x, 11) ^ S(x, 25))
62 #define Gamma0(x)       (S(x, 7) ^ S(x, 18) ^ R(x, 3))
63 #define Gamma1(x)       (S(x, 17) ^ S(x, 19) ^ R(x, 10))
64
65 /* compress 512-bits */
66 #ifdef LTC_CLEAN_STACK
67 static int _sha256_compress(hash_state * md, unsigned char *buf)
68 #else
69 static int  sha256_compress(hash_state * md, unsigned char *buf)
70 #endif
71 {
72     ulong32 S[8], W[64], t0, t1;
73 #ifdef LTC_SMALL_CODE
74     ulong32 t;
75 #endif
76     int i;
77
78     /* copy state into S */
79     for (i = 0; i < 8; i++) {
80         S[i] = md->sha256.state[i];
81     }
82
83     /* copy the state into 512-bits into W[0..15] */
84     for (i = 0; i < 16; i++) {
85         LOAD32H(W[i], buf + (4*i));
86     }
87
88     /* fill W[16..63] */
89     for (i = 16; i < 64; i++) {
90         W[i] = Gamma1(W[i - 2]) + W[i - 7] + Gamma0(W[i - 15]) + W[i - 16];
91     }
92
93     /* Compress */
94 #ifdef LTC_SMALL_CODE
95 #define RND(a,b,c,d,e,f,g,h,i)                         \
96      t0 = h + Sigma1(e) + Ch(e, f, g) + K[i] + W[i];   \
97      t1 = Sigma0(a) + Maj(a, b, c);                    \
98      d += t0;                                          \
99      h  = t0 + t1;
100
101      for (i = 0; i < 64; ++i) {
102          RND(S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],i);
103          t = S[7]; S[7] = S[6]; S[6] = S[5]; S[5] = S[4];
104          S[4] = S[3]; S[3] = S[2]; S[2] = S[1]; S[1] = S[0]; S[0] = t;
105      }
106 #else
107 #define RND(a,b,c,d,e,f,g,h,i,ki)                    \
108      t0 = h + Sigma1(e) + Ch(e, f, g) + ki + W[i];   \
109      t1 = Sigma0(a) + Maj(a, b, c);                  \
110      d += t0;                                        \
111      h  = t0 + t1;
112
113     RND(S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],0,0x428a2f98);
114     RND(S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],1,0x71374491);
115     RND(S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],2,0xb5c0fbcf);
116     RND(S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],3,0xe9b5dba5);
117     RND(S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],4,0x3956c25b);
118     RND(S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],5,0x59f111f1);
119     RND(S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],6,0x923f82a4);
120     RND(S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],7,0xab1c5ed5);
121     RND(S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],8,0xd807aa98);
122     RND(S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],9,0x12835b01);
123     RND(S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],10,0x243185be);
124     RND(S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],11,0x550c7dc3);
125     RND(S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],12,0x72be5d74);
126     RND(S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],13,0x80deb1fe);
127     RND(S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],14,0x9bdc06a7);
128     RND(S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],15,0xc19bf174);
129     RND(S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],16,0xe49b69c1);
130     RND(S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],17,0xefbe4786);
131     RND(S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],18,0x0fc19dc6);
132     RND(S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],19,0x240ca1cc);
133     RND(S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],20,0x2de92c6f);
134     RND(S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],21,0x4a7484aa);
135     RND(S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],22,0x5cb0a9dc);
136     RND(S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],23,0x76f988da);
137     RND(S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],24,0x983e5152);
138     RND(S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],25,0xa831c66d);
139     RND(S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],26,0xb00327c8);
140     RND(S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],27,0xbf597fc7);
141     RND(S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],28,0xc6e00bf3);
142     RND(S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],29,0xd5a79147);
143     RND(S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],30,0x06ca6351);
144     RND(S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],31,0x14292967);
145     RND(S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],32,0x27b70a85);
146     RND(S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],33,0x2e1b2138);
147     RND(S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],34,0x4d2c6dfc);
148     RND(S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],35,0x53380d13);
149     RND(S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],36,0x650a7354);
150     RND(S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],37,0x766a0abb);
151     RND(S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],38,0x81c2c92e);
152     RND(S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],39,0x92722c85);
153     RND(S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],40,0xa2bfe8a1);
154     RND(S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],41,0xa81a664b);
155     RND(S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],42,0xc24b8b70);
156     RND(S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],43,0xc76c51a3);
157     RND(S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],44,0xd192e819);
158     RND(S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],45,0xd6990624);
159     RND(S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],46,0xf40e3585);
160     RND(S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],47,0x106aa070);
161     RND(S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],48,0x19a4c116);
162     RND(S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],49,0x1e376c08);
163     RND(S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],50,0x2748774c);
164     RND(S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],51,0x34b0bcb5);
165     RND(S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],52,0x391c0cb3);
166     RND(S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],53,0x4ed8aa4a);
167     RND(S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],54,0x5b9cca4f);
168     RND(S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],55,0x682e6ff3);
169     RND(S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],56,0x748f82ee);
170     RND(S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],57,0x78a5636f);
171     RND(S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],58,0x84c87814);
172     RND(S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],59,0x8cc70208);
173     RND(S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],60,0x90befffa);
174     RND(S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],61,0xa4506ceb);
175     RND(S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],62,0xbef9a3f7);
176     RND(S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],63,0xc67178f2);
177
178 #undef RND
179
180 #endif
181
182     /* feedback */
183     for (i = 0; i < 8; i++) {
184         md->sha256.state[i] = md->sha256.state[i] + S[i];
185     }
186     return CRYPT_OK;
187 }
188
189 #ifdef LTC_CLEAN_STACK
190 static int sha256_compress(hash_state * md, unsigned char *buf)
191 {
192     int err;
193     err = _sha256_compress(md, buf);
194     burn_stack(sizeof(ulong32) * 74);
195     return err;
196 }
197 #endif
198
199 /**
200    Initialize the hash state
201    @param md   The hash state you wish to initialize
202    @return CRYPT_OK if successful
203 */
204 int sha256_init(hash_state * md)
205 {
206     LTC_ARGCHK(md != NULL);
207
208     md->sha256.curlen = 0;
209     md->sha256.length = 0;
210     md->sha256.state[0] = 0x6A09E667UL;
211     md->sha256.state[1] = 0xBB67AE85UL;
212     md->sha256.state[2] = 0x3C6EF372UL;
213     md->sha256.state[3] = 0xA54FF53AUL;
214     md->sha256.state[4] = 0x510E527FUL;
215     md->sha256.state[5] = 0x9B05688CUL;
216     md->sha256.state[6] = 0x1F83D9ABUL;
217     md->sha256.state[7] = 0x5BE0CD19UL;
218     return CRYPT_OK;
219 }
220
221 /**
222    Process a block of memory though the hash
223    @param md     The hash state
224    @param in     The data to hash
225    @param inlen  The length of the data (octets)
226    @return CRYPT_OK if successful
227 */
228 HASH_PROCESS(sha256_process, sha256_compress, sha256, 64)
229
230 /**
231    Terminate the hash to get the digest
232    @param md  The hash state
233    @param out [out] The destination of the hash (32 bytes)
234    @return CRYPT_OK if successful
235 */
236 int sha256_done(hash_state * md, unsigned char *out)
237 {
238     int i;
239
240     LTC_ARGCHK(md  != NULL);
241     LTC_ARGCHK(out != NULL);
242
243     if (md->sha256.curlen >= sizeof(md->sha256.buf)) {
244        return CRYPT_INVALID_ARG;
245     }
246
247
248     /* increase the length of the message */
249     md->sha256.length += md->sha256.curlen * 8;
250
251     /* append the '1' bit */
252     md->sha256.buf[md->sha256.curlen++] = (unsigned char)0x80;
253
254     /* if the length is currently above 56 bytes we append zeros
255      * then compress.  Then we can fall back to padding zeros and length
256      * encoding like normal.
257      */
258     if (md->sha256.curlen > 56) {
259         while (md->sha256.curlen < 64) {
260             md->sha256.buf[md->sha256.curlen++] = (unsigned char)0;
261         }
262         sha256_compress(md, md->sha256.buf);
263         md->sha256.curlen = 0;
264     }
265
266     /* pad upto 56 bytes of zeroes */
267     while (md->sha256.curlen < 56) {
268         md->sha256.buf[md->sha256.curlen++] = (unsigned char)0;
269     }
270
271     /* store length */
272     STORE64H(md->sha256.length, md->sha256.buf+56);
273     sha256_compress(md, md->sha256.buf);
274
275     /* copy output */
276     for (i = 0; i < 8; i++) {
277         STORE32H(md->sha256.state[i], out+(4*i));
278     }
279 #ifdef LTC_CLEAN_STACK
280     zeromem(md, sizeof(hash_state));
281 #endif
282     return CRYPT_OK;
283 }
284
285 /**
286   Self-test the hash
287   @return CRYPT_OK if successful, CRYPT_NOP if self-tests have been disabled
288 */
289 int  sha256_test(void)
290 {
291  #ifndef LTC_TEST
292     return CRYPT_NOP;
293  #else
294   static const struct {
295       const char *msg;
296       unsigned char hash[32];
297   } tests[] = {
298     { "abc",
299       { 0xba, 0x78, 0x16, 0xbf, 0x8f, 0x01, 0xcf, 0xea,
300         0x41, 0x41, 0x40, 0xde, 0x5d, 0xae, 0x22, 0x23,
301         0xb0, 0x03, 0x61, 0xa3, 0x96, 0x17, 0x7a, 0x9c,
302         0xb4, 0x10, 0xff, 0x61, 0xf2, 0x00, 0x15, 0xad }
303     },
304     { "abcdbcdecdefdefgefghfghighijhijkijkljklmklmnlmnomnopnopq",
305       { 0x24, 0x8d, 0x6a, 0x61, 0xd2, 0x06, 0x38, 0xb8,
306         0xe5, 0xc0, 0x26, 0x93, 0x0c, 0x3e, 0x60, 0x39,
307         0xa3, 0x3c, 0xe4, 0x59, 0x64, 0xff, 0x21, 0x67,
308         0xf6, 0xec, 0xed, 0xd4, 0x19, 0xdb, 0x06, 0xc1 }
309     },
310   };
311
312   int i;
313   unsigned char tmp[32];
314   hash_state md;
315
316   for (i = 0; i < (int)(sizeof(tests) / sizeof(tests[0])); i++) {
317       sha256_init(&md);
318       sha256_process(&md, (unsigned char*)tests[i].msg, (unsigned long)strlen(tests[i].msg));
319       sha256_done(&md, tmp);
320       if (compare_testvector(tmp, sizeof(tmp), tests[i].hash, sizeof(tests[i].hash), "SHA256", i)) {
321          return CRYPT_FAIL_TESTVECTOR;
322       }
323   }
324   return CRYPT_OK;
325  #endif
326 }
327
328 #endif
329
330
331
332 /* ref:         $Format:%D$ */
333 /* git commit:  $Format:%H$ */
334 /* commit time: $Format:%ai$ */