pd.if.org Git - zpackage/blob - libtomcrypt/src/hashes/md5.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 /**
  13   @file md5.c
  14   LTC_MD5 hash function by Tom St Denis
  15 */
  16
  17 #ifdef LTC_MD5
  18
  19 const struct ltc_hash_descriptor md5_desc =
  20 {
  21     "md5",
  22     3,
  23     16,
  24     64,
  25
  26     /* OID */
  27    { 1, 2, 840, 113549, 2, 5,  },
  28    6,
  29
  30     &md5_init,
  31     &md5_process,
  32     &md5_done,
  33     &md5_test,
  34     NULL
  35 };
  36
  37 #define F(x,y,z)  (z ^ (x & (y ^ z)))
  38 #define G(x,y,z)  (y ^ (z & (y ^ x)))
  39 #define H(x,y,z)  (x^y^z)
  40 #define I(x,y,z)  (y^(x|(~z)))
  41
  42 #ifdef LTC_SMALL_CODE
  43
  44 #define FF(a,b,c,d,M,s,t) \
  45     a = (a + F(b,c,d) + M + t); a = ROL(a, s) + b;
  46
  47 #define GG(a,b,c,d,M,s,t) \
  48     a = (a + G(b,c,d) + M + t); a = ROL(a, s) + b;
  49
  50 #define HH(a,b,c,d,M,s,t) \
  51     a = (a + H(b,c,d) + M + t); a = ROL(a, s) + b;
  52
  53 #define II(a,b,c,d,M,s,t) \
  54     a = (a + I(b,c,d) + M + t); a = ROL(a, s) + b;
  55
  56 static const unsigned char Worder[64] = {
  57    0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,
  58    1,6,11,0,5,10,15,4,9,14,3,8,13,2,7,12,
  59    5,8,11,14,1,4,7,10,13,0,3,6,9,12,15,2,
  60    0,7,14,5,12,3,10,1,8,15,6,13,4,11,2,9
  61 };
  62
  63 static const unsigned char Rorder[64] = {
  64    7,12,17,22,7,12,17,22,7,12,17,22,7,12,17,22,
  65    5,9,14,20,5,9,14,20,5,9,14,20,5,9,14,20,
  66    4,11,16,23,4,11,16,23,4,11,16,23,4,11,16,23,
  67    6,10,15,21,6,10,15,21,6,10,15,21,6,10,15,21
  68 };
  69
  70 static const ulong32 Korder[64] = {
  71 0xd76aa478UL, 0xe8c7b756UL, 0x242070dbUL, 0xc1bdceeeUL, 0xf57c0fafUL, 0x4787c62aUL, 0xa8304613UL, 0xfd469501UL,
  72 0x698098d8UL, 0x8b44f7afUL, 0xffff5bb1UL, 0x895cd7beUL, 0x6b901122UL, 0xfd987193UL, 0xa679438eUL, 0x49b40821UL,
  73 0xf61e2562UL, 0xc040b340UL, 0x265e5a51UL, 0xe9b6c7aaUL, 0xd62f105dUL, 0x02441453UL, 0xd8a1e681UL, 0xe7d3fbc8UL,
  74 0x21e1cde6UL, 0xc33707d6UL, 0xf4d50d87UL, 0x455a14edUL, 0xa9e3e905UL, 0xfcefa3f8UL, 0x676f02d9UL, 0x8d2a4c8aUL,
  75 0xfffa3942UL, 0x8771f681UL, 0x6d9d6122UL, 0xfde5380cUL, 0xa4beea44UL, 0x4bdecfa9UL, 0xf6bb4b60UL, 0xbebfbc70UL,
  76 0x289b7ec6UL, 0xeaa127faUL, 0xd4ef3085UL, 0x04881d05UL, 0xd9d4d039UL, 0xe6db99e5UL, 0x1fa27cf8UL, 0xc4ac5665UL,
  77 0xf4292244UL, 0x432aff97UL, 0xab9423a7UL, 0xfc93a039UL, 0x655b59c3UL, 0x8f0ccc92UL, 0xffeff47dUL, 0x85845dd1UL,
  78 0x6fa87e4fUL, 0xfe2ce6e0UL, 0xa3014314UL, 0x4e0811a1UL, 0xf7537e82UL, 0xbd3af235UL, 0x2ad7d2bbUL, 0xeb86d391UL
  79 };
  80
  81 #else
  82
  83 #define FF(a,b,c,d,M,s,t) \
  84     a = (a + F(b,c,d) + M + t); a = ROLc(a, s) + b;
  85
  86 #define GG(a,b,c,d,M,s,t) \
  87     a = (a + G(b,c,d) + M + t); a = ROLc(a, s) + b;
  88
  89 #define HH(a,b,c,d,M,s,t) \
  90     a = (a + H(b,c,d) + M + t); a = ROLc(a, s) + b;
  91
  92 #define II(a,b,c,d,M,s,t) \
  93     a = (a + I(b,c,d) + M + t); a = ROLc(a, s) + b;
  94
  95
  96 #endif
  97
  98 #ifdef LTC_CLEAN_STACK
  99 static int _md5_compress(hash_state *md, unsigned char *buf)
 100 #else
 101 static int  md5_compress(hash_state *md, unsigned char *buf)
 102 #endif
 103 {
 104     ulong32 i, W[16], a, b, c, d;
 105 #ifdef LTC_SMALL_CODE
 106     ulong32 t;
 107 #endif
 108
 109     /* copy the state into 512-bits into W[0..15] */
 110     for (i = 0; i < 16; i++) {
 111         LOAD32L(W[i], buf + (4*i));
 112     }
 113
 114     /* copy state */
 115     a = md->md5.state[0];
 116     b = md->md5.state[1];
 117     c = md->md5.state[2];
 118     d = md->md5.state[3];
 119
 120 #ifdef LTC_SMALL_CODE
 121     for (i = 0; i < 16; ++i) {
 122         FF(a,b,c,d,W[Worder[i]],Rorder[i],Korder[i]);
 123         t = d; d = c; c = b; b = a; a = t;
 124     }
 125
 126     for (; i < 32; ++i) {
 127         GG(a,b,c,d,W[Worder[i]],Rorder[i],Korder[i]);
 128         t = d; d = c; c = b; b = a; a = t;
 129     }
 130
 131     for (; i < 48; ++i) {
 132         HH(a,b,c,d,W[Worder[i]],Rorder[i],Korder[i]);
 133         t = d; d = c; c = b; b = a; a = t;
 134     }
 135
 136     for (; i < 64; ++i) {
 137         II(a,b,c,d,W[Worder[i]],Rorder[i],Korder[i]);
 138         t = d; d = c; c = b; b = a; a = t;
 139     }
 140
 141 #else
 142     FF(a,b,c,d,W[0],7,0xd76aa478UL)
 143     FF(d,a,b,c,W[1],12,0xe8c7b756UL)
 144     FF(c,d,a,b,W[2],17,0x242070dbUL)
 145     FF(b,c,d,a,W[3],22,0xc1bdceeeUL)
 146     FF(a,b,c,d,W[4],7,0xf57c0fafUL)
 147     FF(d,a,b,c,W[5],12,0x4787c62aUL)
 148     FF(c,d,a,b,W[6],17,0xa8304613UL)
 149     FF(b,c,d,a,W[7],22,0xfd469501UL)
 150     FF(a,b,c,d,W[8],7,0x698098d8UL)
 151     FF(d,a,b,c,W[9],12,0x8b44f7afUL)
 152     FF(c,d,a,b,W[10],17,0xffff5bb1UL)
 153     FF(b,c,d,a,W[11],22,0x895cd7beUL)
 154     FF(a,b,c,d,W[12],7,0x6b901122UL)
 155     FF(d,a,b,c,W[13],12,0xfd987193UL)
 156     FF(c,d,a,b,W[14],17,0xa679438eUL)
 157     FF(b,c,d,a,W[15],22,0x49b40821UL)
 158     GG(a,b,c,d,W[1],5,0xf61e2562UL)
 159     GG(d,a,b,c,W[6],9,0xc040b340UL)
 160     GG(c,d,a,b,W[11],14,0x265e5a51UL)
 161     GG(b,c,d,a,W[0],20,0xe9b6c7aaUL)
 162     GG(a,b,c,d,W[5],5,0xd62f105dUL)
 163     GG(d,a,b,c,W[10],9,0x02441453UL)
 164     GG(c,d,a,b,W[15],14,0xd8a1e681UL)
 165     GG(b,c,d,a,W[4],20,0xe7d3fbc8UL)
 166     GG(a,b,c,d,W[9],5,0x21e1cde6UL)
 167     GG(d,a,b,c,W[14],9,0xc33707d6UL)
 168     GG(c,d,a,b,W[3],14,0xf4d50d87UL)
 169     GG(b,c,d,a,W[8],20,0x455a14edUL)
 170     GG(a,b,c,d,W[13],5,0xa9e3e905UL)
 171     GG(d,a,b,c,W[2],9,0xfcefa3f8UL)
 172     GG(c,d,a,b,W[7],14,0x676f02d9UL)
 173     GG(b,c,d,a,W[12],20,0x8d2a4c8aUL)
 174     HH(a,b,c,d,W[5],4,0xfffa3942UL)
 175     HH(d,a,b,c,W[8],11,0x8771f681UL)
 176     HH(c,d,a,b,W[11],16,0x6d9d6122UL)
 177     HH(b,c,d,a,W[14],23,0xfde5380cUL)
 178     HH(a,b,c,d,W[1],4,0xa4beea44UL)
 179     HH(d,a,b,c,W[4],11,0x4bdecfa9UL)
 180     HH(c,d,a,b,W[7],16,0xf6bb4b60UL)
 181     HH(b,c,d,a,W[10],23,0xbebfbc70UL)
 182     HH(a,b,c,d,W[13],4,0x289b7ec6UL)
 183     HH(d,a,b,c,W[0],11,0xeaa127faUL)
 184     HH(c,d,a,b,W[3],16,0xd4ef3085UL)
 185     HH(b,c,d,a,W[6],23,0x04881d05UL)
 186     HH(a,b,c,d,W[9],4,0xd9d4d039UL)
 187     HH(d,a,b,c,W[12],11,0xe6db99e5UL)
 188     HH(c,d,a,b,W[15],16,0x1fa27cf8UL)
 189     HH(b,c,d,a,W[2],23,0xc4ac5665UL)
 190     II(a,b,c,d,W[0],6,0xf4292244UL)
 191     II(d,a,b,c,W[7],10,0x432aff97UL)
 192     II(c,d,a,b,W[14],15,0xab9423a7UL)
 193     II(b,c,d,a,W[5],21,0xfc93a039UL)
 194     II(a,b,c,d,W[12],6,0x655b59c3UL)
 195     II(d,a,b,c,W[3],10,0x8f0ccc92UL)
 196     II(c,d,a,b,W[10],15,0xffeff47dUL)
 197     II(b,c,d,a,W[1],21,0x85845dd1UL)
 198     II(a,b,c,d,W[8],6,0x6fa87e4fUL)
 199     II(d,a,b,c,W[15],10,0xfe2ce6e0UL)
 200     II(c,d,a,b,W[6],15,0xa3014314UL)
 201     II(b,c,d,a,W[13],21,0x4e0811a1UL)
 202     II(a,b,c,d,W[4],6,0xf7537e82UL)
 203     II(d,a,b,c,W[11],10,0xbd3af235UL)
 204     II(c,d,a,b,W[2],15,0x2ad7d2bbUL)
 205     II(b,c,d,a,W[9],21,0xeb86d391UL)
 206 #endif
 207
 208     md->md5.state[0] = md->md5.state[0] + a;
 209     md->md5.state[1] = md->md5.state[1] + b;
 210     md->md5.state[2] = md->md5.state[2] + c;
 211     md->md5.state[3] = md->md5.state[3] + d;
 212
 213     return CRYPT_OK;
 214 }
 215
 216 #ifdef LTC_CLEAN_STACK
 217 static int md5_compress(hash_state *md, unsigned char *buf)
 218 {
 219    int err;
 220    err = _md5_compress(md, buf);
 221    burn_stack(sizeof(ulong32) * 21);
 222    return err;
 223 }
 224 #endif
 225
 226 /**
 227    Initialize the hash state
 228    @param md   The hash state you wish to initialize
 229    @return CRYPT_OK if successful
 230 */
 231 int md5_init(hash_state * md)
 232 {
 233    LTC_ARGCHK(md != NULL);
 234    md->md5.state[0] = 0x67452301UL;
 235    md->md5.state[1] = 0xefcdab89UL;
 236    md->md5.state[2] = 0x98badcfeUL;
 237    md->md5.state[3] = 0x10325476UL;
 238    md->md5.curlen = 0;
 239    md->md5.length = 0;
 240    return CRYPT_OK;
 241 }
 242
 243 /**
 244    Process a block of memory though the hash
 245    @param md     The hash state
 246    @param in     The data to hash
 247    @param inlen  The length of the data (octets)
 248    @return CRYPT_OK if successful
 249 */
 250 HASH_PROCESS(md5_process, md5_compress, md5, 64)
 251
 252 /**
 253    Terminate the hash to get the digest
 254    @param md  The hash state
 255    @param out [out] The destination of the hash (16 bytes)
 256    @return CRYPT_OK if successful
 257 */
 258 int md5_done(hash_state * md, unsigned char *out)
 259 {
 260     int i;
 261
 262     LTC_ARGCHK(md  != NULL);
 263     LTC_ARGCHK(out != NULL);
 264
 265     if (md->md5.curlen >= sizeof(md->md5.buf)) {
 266        return CRYPT_INVALID_ARG;
 267     }
 268
 269
 270     /* increase the length of the message */
 271     md->md5.length += md->md5.curlen * 8;
 272
 273     /* append the '1' bit */
 274     md->md5.buf[md->md5.curlen++] = (unsigned char)0x80;
 275
 276     /* if the length is currently above 56 bytes we append zeros
 277      * then compress.  Then we can fall back to padding zeros and length
 278      * encoding like normal.
 279      */
 280     if (md->md5.curlen > 56) {
 281         while (md->md5.curlen < 64) {
 282             md->md5.buf[md->md5.curlen++] = (unsigned char)0;
 283         }
 284         md5_compress(md, md->md5.buf);
 285         md->md5.curlen = 0;
 286     }
 287
 288     /* pad upto 56 bytes of zeroes */
 289     while (md->md5.curlen < 56) {
 290         md->md5.buf[md->md5.curlen++] = (unsigned char)0;
 291     }
 292
 293     /* store length */
 294     STORE64L(md->md5.length, md->md5.buf+56);
 295     md5_compress(md, md->md5.buf);
 296
 297     /* copy output */
 298     for (i = 0; i < 4; i++) {
 299         STORE32L(md->md5.state[i], out+(4*i));
 300     }
 301 #ifdef LTC_CLEAN_STACK
 302     zeromem(md, sizeof(hash_state));
 303 #endif
 304     return CRYPT_OK;
 305 }
 306
 307 /**
 308   Self-test the hash
 309   @return CRYPT_OK if successful, CRYPT_NOP if self-tests have been disabled
 310 */
 311 int  md5_test(void)
 312 {
 313  #ifndef LTC_TEST
 314     return CRYPT_NOP;
 315  #else
 316   static const struct {
 317       const char *msg;
 318       unsigned char hash[16];
 319   } tests[] = {
 320     { "",
 321       { 0xd4, 0x1d, 0x8c, 0xd9, 0x8f, 0x00, 0xb2, 0x04,
 322         0xe9, 0x80, 0x09, 0x98, 0xec, 0xf8, 0x42, 0x7e } },
 323     { "a",
 324       {0x0c, 0xc1, 0x75, 0xb9, 0xc0, 0xf1, 0xb6, 0xa8,
 325        0x31, 0xc3, 0x99, 0xe2, 0x69, 0x77, 0x26, 0x61 } },
 326     { "abc",
 327       { 0x90, 0x01, 0x50, 0x98, 0x3c, 0xd2, 0x4f, 0xb0,
 328         0xd6, 0x96, 0x3f, 0x7d, 0x28, 0xe1, 0x7f, 0x72 } },
 329     { "message digest",
 330       { 0xf9, 0x6b, 0x69, 0x7d, 0x7c, 0xb7, 0x93, 0x8d,
 331         0x52, 0x5a, 0x2f, 0x31, 0xaa, 0xf1, 0x61, 0xd0 } },
 332     { "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz",
 333       { 0xc3, 0xfc, 0xd3, 0xd7, 0x61, 0x92, 0xe4, 0x00,
 334         0x7d, 0xfb, 0x49, 0x6c, 0xca, 0x67, 0xe1, 0x3b } },
 335     { "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789",
 336       { 0xd1, 0x74, 0xab, 0x98, 0xd2, 0x77, 0xd9, 0xf5,
 337         0xa5, 0x61, 0x1c, 0x2c, 0x9f, 0x41, 0x9d, 0x9f } },
 338     { "12345678901234567890123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890",
 339       { 0x57, 0xed, 0xf4, 0xa2, 0x2b, 0xe3, 0xc9, 0x55,
 340         0xac, 0x49, 0xda, 0x2e, 0x21, 0x07, 0xb6, 0x7a } },
 341     { NULL, { 0 } }
 342   };
 343
 344   int i;
 345   unsigned char tmp[16];
 346   hash_state md;
 347
 348   for (i = 0; tests[i].msg != NULL; i++) {
 349       md5_init(&md);
 350       md5_process(&md, (unsigned char *)tests[i].msg, (unsigned long)strlen(tests[i].msg));
 351       md5_done(&md, tmp);
 352       if (compare_testvector(tmp, sizeof(tmp), tests[i].hash, sizeof(tests[i].hash), "MD5", i)) {
 353          return CRYPT_FAIL_TESTVECTOR;
 354       }
 355   }
 356   return CRYPT_OK;
 357  #endif
 358 }
 359
 360 #endif
 361
 362
 363
 364 /* ref:         $Format:%D$ */
 365 /* git commit:  $Format:%H$ */
 366 /* commit time: $Format:%ai$ */