]> pd.if.org Git - zpackage/blob - lib/sha256.c
3ea9079362815d6c4e6d9460a516cc4b64c285f2
[zpackage] / lib / sha256.c
1 /* 
2  * adapted from libtomcrypt by nathan wagner <nw@hydaspes.if.org>
3  *
4  * public domain
5  *
6  * LibTomCrypt is a library that provides various cryptographic
7  * algorithms in a highly modular and flexible manner.
8  *
9  * The library is free for all purposes without any express
10  * guarantee it works.
11  *
12  * Tom St Denis, tomstdenis@gmail.com, http://libtom.org
13  */
14 #include <stdio.h>
15 #include <signal.h>
16
17 #include "sha256.h"
18
19 static void crypt_argchk(char *v, char *s, int d) {
20         fprintf(stderr, "LTC_ARGCHK '%s' failure on line %d of file %s\n",
21                         v, d, s);
22         (void)raise(SIGABRT);
23 }
24
25 #define LTC_ARGCHK(x) if (!(x)) { crypt_argchk(#x, __FILE__, __LINE__); }
26
27 const struct ltc_hash_descriptor sha256_desc = {
28     "sha256",
29     0,
30     32,
31     64,
32
33     /* OID */
34    { 2, 16, 840, 1, 101, 3, 4, 2, 1,  },
35    9,
36     
37     &sha256_init,
38     &sha256_process,
39     &sha256_done,
40     &sha256_test,
41     NULL
42 };
43
44 #ifdef LTC_SMALL_CODE
45 /* the K array */
46 static const ulong32 K[64] = {
47     0x428a2f98UL, 0x71374491UL, 0xb5c0fbcfUL, 0xe9b5dba5UL, 0x3956c25bUL,
48     0x59f111f1UL, 0x923f82a4UL, 0xab1c5ed5UL, 0xd807aa98UL, 0x12835b01UL,
49     0x243185beUL, 0x550c7dc3UL, 0x72be5d74UL, 0x80deb1feUL, 0x9bdc06a7UL,
50     0xc19bf174UL, 0xe49b69c1UL, 0xefbe4786UL, 0x0fc19dc6UL, 0x240ca1ccUL,
51     0x2de92c6fUL, 0x4a7484aaUL, 0x5cb0a9dcUL, 0x76f988daUL, 0x983e5152UL,
52     0xa831c66dUL, 0xb00327c8UL, 0xbf597fc7UL, 0xc6e00bf3UL, 0xd5a79147UL,
53     0x06ca6351UL, 0x14292967UL, 0x27b70a85UL, 0x2e1b2138UL, 0x4d2c6dfcUL,
54     0x53380d13UL, 0x650a7354UL, 0x766a0abbUL, 0x81c2c92eUL, 0x92722c85UL,
55     0xa2bfe8a1UL, 0xa81a664bUL, 0xc24b8b70UL, 0xc76c51a3UL, 0xd192e819UL,
56     0xd6990624UL, 0xf40e3585UL, 0x106aa070UL, 0x19a4c116UL, 0x1e376c08UL,
57     0x2748774cUL, 0x34b0bcb5UL, 0x391c0cb3UL, 0x4ed8aa4aUL, 0x5b9cca4fUL,
58     0x682e6ff3UL, 0x748f82eeUL, 0x78a5636fUL, 0x84c87814UL, 0x8cc70208UL,
59     0x90befffaUL, 0xa4506cebUL, 0xbef9a3f7UL, 0xc67178f2UL
60 };
61 #endif
62
63 /* Various logical functions */
64 #define Ch(x,y,z)       (z ^ (x & (y ^ z)))
65 #define Maj(x,y,z)      (((x | y) & z) | (x & y)) 
66 #define S(x, n)         RORc((x),(n))
67 #define R(x, n)         (((x)&0xFFFFFFFFUL)>>(n))
68 #define Sigma0(x)       (S(x, 2) ^ S(x, 13) ^ S(x, 22))
69 #define Sigma1(x)       (S(x, 6) ^ S(x, 11) ^ S(x, 25))
70 #define Gamma0(x)       (S(x, 7) ^ S(x, 18) ^ R(x, 3))
71 #define Gamma1(x)       (S(x, 17) ^ S(x, 19) ^ R(x, 10))
72
73 /* compress 512-bits */
74 #ifdef LTC_CLEAN_STACK
75 static int _sha256_compress(hash_state * md, unsigned char *buf)
76 #else
77 static int  sha256_compress(hash_state * md, unsigned char *buf)
78 #endif
79 {
80     uint32_t S[8], W[64], t0, t1;
81 #ifdef LTC_SMALL_CODE
82     uint32_t t;
83 #endif
84     int i;
85
86     /* copy state into S */
87     for (i = 0; i < 8; i++) {
88         S[i] = md->sha256.state[i];
89     }
90
91     /* copy the state into 512-bits into W[0..15] */
92     for (i = 0; i < 16; i++) {
93         LOAD32H(W[i], buf + (4*i));
94     }
95
96     /* fill W[16..63] */
97     for (i = 16; i < 64; i++) {
98         W[i] = Gamma1(W[i - 2]) + W[i - 7] + Gamma0(W[i - 15]) + W[i - 16];
99     }        
100
101     /* Compress */
102 #ifdef LTC_SMALL_CODE   
103 #define RND(a,b,c,d,e,f,g,h,i)                         \
104      t0 = h + Sigma1(e) + Ch(e, f, g) + K[i] + W[i];   \
105      t1 = Sigma0(a) + Maj(a, b, c);                    \
106      d += t0;                                          \
107      h  = t0 + t1;
108
109      for (i = 0; i < 64; ++i) {
110          RND(S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],i);
111          t = S[7]; S[7] = S[6]; S[6] = S[5]; S[5] = S[4]; 
112          S[4] = S[3]; S[3] = S[2]; S[2] = S[1]; S[1] = S[0]; S[0] = t;
113      }  
114 #else 
115 #define RND(a,b,c,d,e,f,g,h,i,ki)                    \
116      t0 = h + Sigma1(e) + Ch(e, f, g) + ki + W[i];   \
117      t1 = Sigma0(a) + Maj(a, b, c);                  \
118      d += t0;                                        \
119      h  = t0 + t1;
120
121     RND(S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],0,0x428a2f98);
122     RND(S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],1,0x71374491);
123     RND(S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],2,0xb5c0fbcf);
124     RND(S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],3,0xe9b5dba5);
125     RND(S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],4,0x3956c25b);
126     RND(S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],5,0x59f111f1);
127     RND(S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],6,0x923f82a4);
128     RND(S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],7,0xab1c5ed5);
129     RND(S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],8,0xd807aa98);
130     RND(S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],9,0x12835b01);
131     RND(S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],10,0x243185be);
132     RND(S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],11,0x550c7dc3);
133     RND(S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],12,0x72be5d74);
134     RND(S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],13,0x80deb1fe);
135     RND(S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],14,0x9bdc06a7);
136     RND(S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],15,0xc19bf174);
137     RND(S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],16,0xe49b69c1);
138     RND(S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],17,0xefbe4786);
139     RND(S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],18,0x0fc19dc6);
140     RND(S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],19,0x240ca1cc);
141     RND(S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],20,0x2de92c6f);
142     RND(S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],21,0x4a7484aa);
143     RND(S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],22,0x5cb0a9dc);
144     RND(S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],23,0x76f988da);
145     RND(S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],24,0x983e5152);
146     RND(S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],25,0xa831c66d);
147     RND(S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],26,0xb00327c8);
148     RND(S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],27,0xbf597fc7);
149     RND(S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],28,0xc6e00bf3);
150     RND(S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],29,0xd5a79147);
151     RND(S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],30,0x06ca6351);
152     RND(S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],31,0x14292967);
153     RND(S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],32,0x27b70a85);
154     RND(S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],33,0x2e1b2138);
155     RND(S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],34,0x4d2c6dfc);
156     RND(S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],35,0x53380d13);
157     RND(S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],36,0x650a7354);
158     RND(S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],37,0x766a0abb);
159     RND(S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],38,0x81c2c92e);
160     RND(S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],39,0x92722c85);
161     RND(S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],40,0xa2bfe8a1);
162     RND(S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],41,0xa81a664b);
163     RND(S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],42,0xc24b8b70);
164     RND(S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],43,0xc76c51a3);
165     RND(S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],44,0xd192e819);
166     RND(S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],45,0xd6990624);
167     RND(S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],46,0xf40e3585);
168     RND(S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],47,0x106aa070);
169     RND(S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],48,0x19a4c116);
170     RND(S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],49,0x1e376c08);
171     RND(S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],50,0x2748774c);
172     RND(S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],51,0x34b0bcb5);
173     RND(S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],52,0x391c0cb3);
174     RND(S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],53,0x4ed8aa4a);
175     RND(S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],54,0x5b9cca4f);
176     RND(S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],55,0x682e6ff3);
177     RND(S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],56,0x748f82ee);
178     RND(S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],57,0x78a5636f);
179     RND(S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],58,0x84c87814);
180     RND(S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],S[4],59,0x8cc70208);
181     RND(S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],S[3],60,0x90befffa);
182     RND(S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],S[2],61,0xa4506ceb);
183     RND(S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],S[1],62,0xbef9a3f7);
184     RND(S[1],S[2],S[3],S[4],S[5],S[6],S[7],S[0],63,0xc67178f2);
185
186 #undef RND     
187     
188 #endif     
189
190     /* feedback */
191     for (i = 0; i < 8; i++) {
192         md->sha256.state[i] = md->sha256.state[i] + S[i];
193     }
194     return CRYPT_OK;
195 }
196
197 #ifdef LTC_CLEAN_STACK
198 static int sha256_compress(hash_state * md, unsigned char *buf) {
199     int err;
200     err = _sha256_compress(md, buf);
201     burn_stack(sizeof(ulong32) * 74);
202     return err;
203 }
204 #endif
205
206 /**
207    Initialize the hash state
208    @param md   The hash state you wish to initialize
209    @return CRYPT_OK if successful
210 */
211 int sha256_init(hash_state * md) {
212     LTC_ARGCHK(md != NULL);
213
214     md->sha256.curlen = 0;
215     md->sha256.length = 0;
216     md->sha256.state[0] = 0x6A09E667UL;
217     md->sha256.state[1] = 0xBB67AE85UL;
218     md->sha256.state[2] = 0x3C6EF372UL;
219     md->sha256.state[3] = 0xA54FF53AUL;
220     md->sha256.state[4] = 0x510E527FUL;
221     md->sha256.state[5] = 0x9B05688CUL;
222     md->sha256.state[6] = 0x1F83D9ABUL;
223     md->sha256.state[7] = 0x5BE0CD19UL;
224     return CRYPT_OK;
225 }
226
227 /**
228    Process a block of memory though the hash
229    @param md     The hash state
230    @param in     The data to hash
231    @param inlen  The length of the data (octets)
232    @return CRYPT_OK if successful
233 */
234 HASH_PROCESS(sha256_process, sha256_compress, sha256, 64)
235
236 /**
237    Terminate the hash to get the digest
238    @param md  The hash state
239    @param out [out] The destination of the hash (32 bytes)
240    @return CRYPT_OK if successful
241 */
242 int sha256_done(hash_state * md, unsigned char *out) {
243     int i;
244
245     LTC_ARGCHK(md  != NULL);
246     LTC_ARGCHK(out != NULL);
247
248     if (md->sha256.curlen >= sizeof(md->sha256.buf)) {
249        return CRYPT_INVALID_ARG;
250     }
251
252
253     /* increase the length of the message */
254     md->sha256.length += md->sha256.curlen * 8;
255
256     /* append the '1' bit */
257     md->sha256.buf[md->sha256.curlen++] = (unsigned char)0x80;
258
259     /* if the length is currently above 56 bytes we append zeros
260      * then compress.  Then we can fall back to padding zeros and length
261      * encoding like normal.
262      */
263     if (md->sha256.curlen > 56) {
264         while (md->sha256.curlen < 64) {
265             md->sha256.buf[md->sha256.curlen++] = (unsigned char)0;
266         }
267         sha256_compress(md, md->sha256.buf);
268         md->sha256.curlen = 0;
269     }
270
271     /* pad upto 56 bytes of zeroes */
272     while (md->sha256.curlen < 56) {
273         md->sha256.buf[md->sha256.curlen++] = (unsigned char)0;
274     }
275
276     /* store length */
277     STORE64H(md->sha256.length, md->sha256.buf+56);
278     sha256_compress(md, md->sha256.buf);
279
280     /* copy output */
281     for (i = 0; i < 8; i++) {
282         STORE32H(md->sha256.state[i], out+(4*i));
283     }
284 #ifdef LTC_CLEAN_STACK
285     zeromem(md, sizeof(hash_state));
286 #endif
287     return CRYPT_OK;
288 }
289
290 /**
291   Self-test the hash
292   @return CRYPT_OK if successful, CRYPT_NOP if self-tests have been disabled
293 */  
294 int  sha256_test(void) {
295  #ifndef LTC_TEST
296     return CRYPT_NOP;
297  #else    
298   static const struct {
299       char *msg;
300       unsigned char hash[32];
301   } tests[] = {
302     { "abc",
303       { 0xba, 0x78, 0x16, 0xbf, 0x8f, 0x01, 0xcf, 0xea,
304         0x41, 0x41, 0x40, 0xde, 0x5d, 0xae, 0x22, 0x23,
305         0xb0, 0x03, 0x61, 0xa3, 0x96, 0x17, 0x7a, 0x9c,
306         0xb4, 0x10, 0xff, 0x61, 0xf2, 0x00, 0x15, 0xad }
307     },
308     { "abcdbcdecdefdefgefghfghighijhijkijkljklmklmnlmnomnopnopq",
309       { 0x24, 0x8d, 0x6a, 0x61, 0xd2, 0x06, 0x38, 0xb8, 
310         0xe5, 0xc0, 0x26, 0x93, 0x0c, 0x3e, 0x60, 0x39,
311         0xa3, 0x3c, 0xe4, 0x59, 0x64, 0xff, 0x21, 0x67, 
312         0xf6, 0xec, 0xed, 0xd4, 0x19, 0xdb, 0x06, 0xc1 }
313     },
314   };
315
316   int i;
317   unsigned char tmp[32];
318   hash_state md;
319
320   for (i = 0; i < (int)(sizeof(tests) / sizeof(tests[0])); i++) {
321       sha256_init(&md);
322       sha256_process(&md, (unsigned char*)tests[i].msg, (unsigned long)strlen(tests[i].msg));
323       sha256_done(&md, tmp);
324       if (XMEMCMP(tmp, tests[i].hash, 32) != 0) {
325          return CRYPT_FAIL_TESTVECTOR;
326       }
327   }
328   return CRYPT_OK;
329  #endif
330 }