crc/sha256.c

   1 /*
   2  * Cryptographic API.
   3  *
   4  * SHA-256, as specified in
   5  * http://csrc.nist.gov/cryptval/shs/sha256-384-512.pdf
   6  *
   7  * SHA-256 code by Jean-Luc Cooke <jlcooke@certainkey.com>.
   8  *
   9  * Copyright (c) Jean-Luc Cooke <jlcooke@certainkey.com>
  10  * Copyright (c) Andrew McDonald <andrew@mcdonald.org.uk>
  11  * Copyright (c) 2002 James Morris <jmorris@intercode.com.au>
  12  *
  13  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
  14  * under the terms of the GNU General Public License as published by the Free
  15  * Software Foundation; either version 2 of the License, or (at your option)
  16  * any later version.
  17  *
  18  */
  19 #include <string.h>
  20
  21 #include "../lib/bswap.h"
  22 #include "sha256.h"
  23
  24 #define SHA256_DIGEST_SIZE      32
  25 #define SHA256_HMAC_BLOCK_SIZE  64
  26
  27 static inline uint32_t Ch(uint32_t x, uint32_t y, uint32_t z)
  28 {
  29         return z ^ (x & (y ^ z));
  30 }
  31
  32 static inline uint32_t Maj(uint32_t x, uint32_t y, uint32_t z)
  33 {
  34         return (x & y) | (z & (x | y));
  35 }
  36
  37 #define e0(x)       (ror32(x, 2) ^ ror32(x,13) ^ ror32(x,22))
  38 #define e1(x)       (ror32(x, 6) ^ ror32(x,11) ^ ror32(x,25))
  39 #define s0(x)       (ror32(x, 7) ^ ror32(x,18) ^ (x >> 3))
  40 #define s1(x)       (ror32(x,17) ^ ror32(x,19) ^ (x >> 10))
  41
  42 #define H0         0x6a09e667
  43 #define H1         0xbb67ae85
  44 #define H2         0x3c6ef372
  45 #define H3         0xa54ff53a
  46 #define H4         0x510e527f
  47 #define H5         0x9b05688c
  48 #define H6         0x1f83d9ab
  49 #define H7         0x5be0cd19
  50
  51 static inline uint32_t ror32(uint32_t word, unsigned int shift)
  52 {
  53          return (word >> shift) | (word << (32 - shift));
  54 }
  55
  56 static inline void LOAD_OP(int I, uint32_t *W, const uint8_t *input)
  57 {
  58         W[I] = __be32_to_cpu(((uint32_t *)(input))[I]);
  59 }
  60
  61 static inline void BLEND_OP(int I, uint32_t *W)
  62 {
  63         W[I] = s1(W[I-2]) + W[I-7] + s0(W[I-15]) + W[I-16];
  64 }
  65
  66 static void sha256_transform(uint32_t *state, const uint8_t *input)
  67 {
  68         uint32_t a, b, c, d, e, f, g, h, t1, t2;
  69         uint32_t W[64];
  70         int i;
  71
  72         /* load the input */
  73         for (i = 0; i < 16; i++)
  74                 LOAD_OP(i, W, input);
  75
  76         /* now blend */
  77         for (i = 16; i < 64; i++)
  78                 BLEND_OP(i, W);
  79
  80         /* load the state into our registers */
  81         a=state[0];  b=state[1];  c=state[2];  d=state[3];
  82         e=state[4];  f=state[5];  g=state[6];  h=state[7];
  83
  84         /* now iterate */
  85         t1 = h + e1(e) + Ch(e,f,g) + 0x428a2f98 + W[ 0];
  86         t2 = e0(a) + Maj(a,b,c);    d+=t1;    h=t1+t2;
  87         t1 = g + e1(d) + Ch(d,e,f) + 0x71374491 + W[ 1];
  88         t2 = e0(h) + Maj(h,a,b);    c+=t1;    g=t1+t2;
  89         t1 = f + e1(c) + Ch(c,d,e) + 0xb5c0fbcf + W[ 2];
  90         t2 = e0(g) + Maj(g,h,a);    b+=t1;    f=t1+t2;
  91         t1 = e + e1(b) + Ch(b,c,d) + 0xe9b5dba5 + W[ 3];
  92         t2 = e0(f) + Maj(f,g,h);    a+=t1;    e=t1+t2;
  93         t1 = d + e1(a) + Ch(a,b,c) + 0x3956c25b + W[ 4];
  94         t2 = e0(e) + Maj(e,f,g);    h+=t1;    d=t1+t2;
  95         t1 = c + e1(h) + Ch(h,a,b) + 0x59f111f1 + W[ 5];
  96         t2 = e0(d) + Maj(d,e,f);    g+=t1;    c=t1+t2;
  97         t1 = b + e1(g) + Ch(g,h,a) + 0x923f82a4 + W[ 6];
  98         t2 = e0(c) + Maj(c,d,e);    f+=t1;    b=t1+t2;
  99         t1 = a + e1(f) + Ch(f,g,h) + 0xab1c5ed5 + W[ 7];
 100         t2 = e0(b) + Maj(b,c,d);    e+=t1;    a=t1+t2;
 101
 102         t1 = h + e1(e) + Ch(e,f,g) + 0xd807aa98 + W[ 8];
 103         t2 = e0(a) + Maj(a,b,c);    d+=t1;    h=t1+t2;
 104         t1 = g + e1(d) + Ch(d,e,f) + 0x12835b01 + W[ 9];
 105         t2 = e0(h) + Maj(h,a,b);    c+=t1;    g=t1+t2;
 106         t1 = f + e1(c) + Ch(c,d,e) + 0x243185be + W[10];
 107         t2 = e0(g) + Maj(g,h,a);    b+=t1;    f=t1+t2;
 108         t1 = e + e1(b) + Ch(b,c,d) + 0x550c7dc3 + W[11];
 109         t2 = e0(f) + Maj(f,g,h);    a+=t1;    e=t1+t2;
 110         t1 = d + e1(a) + Ch(a,b,c) + 0x72be5d74 + W[12];
 111         t2 = e0(e) + Maj(e,f,g);    h+=t1;    d=t1+t2;
 112         t1 = c + e1(h) + Ch(h,a,b) + 0x80deb1fe + W[13];
 113         t2 = e0(d) + Maj(d,e,f);    g+=t1;    c=t1+t2;
 114         t1 = b + e1(g) + Ch(g,h,a) + 0x9bdc06a7 + W[14];
 115         t2 = e0(c) + Maj(c,d,e);    f+=t1;    b=t1+t2;
 116         t1 = a + e1(f) + Ch(f,g,h) + 0xc19bf174 + W[15];
 117         t2 = e0(b) + Maj(b,c,d);    e+=t1;    a=t1+t2;
 118
 119         t1 = h + e1(e) + Ch(e,f,g) + 0xe49b69c1 + W[16];
 120         t2 = e0(a) + Maj(a,b,c);    d+=t1;    h=t1+t2;
 121         t1 = g + e1(d) + Ch(d,e,f) + 0xefbe4786 + W[17];
 122         t2 = e0(h) + Maj(h,a,b);    c+=t1;    g=t1+t2;
 123         t1 = f + e1(c) + Ch(c,d,e) + 0x0fc19dc6 + W[18];
 124         t2 = e0(g) + Maj(g,h,a);    b+=t1;    f=t1+t2;
 125         t1 = e + e1(b) + Ch(b,c,d) + 0x240ca1cc + W[19];
 126         t2 = e0(f) + Maj(f,g,h);    a+=t1;    e=t1+t2;
 127         t1 = d + e1(a) + Ch(a,b,c) + 0x2de92c6f + W[20];
 128         t2 = e0(e) + Maj(e,f,g);    h+=t1;    d=t1+t2;
 129         t1 = c + e1(h) + Ch(h,a,b) + 0x4a7484aa + W[21];
 130         t2 = e0(d) + Maj(d,e,f);    g+=t1;    c=t1+t2;
 131         t1 = b + e1(g) + Ch(g,h,a) + 0x5cb0a9dc + W[22];
 132         t2 = e0(c) + Maj(c,d,e);    f+=t1;    b=t1+t2;
 133         t1 = a + e1(f) + Ch(f,g,h) + 0x76f988da + W[23];
 134         t2 = e0(b) + Maj(b,c,d);    e+=t1;    a=t1+t2;
 135
 136         t1 = h + e1(e) + Ch(e,f,g) + 0x983e5152 + W[24];
 137         t2 = e0(a) + Maj(a,b,c);    d+=t1;    h=t1+t2;
 138         t1 = g + e1(d) + Ch(d,e,f) + 0xa831c66d + W[25];
 139         t2 = e0(h) + Maj(h,a,b);    c+=t1;    g=t1+t2;
 140         t1 = f + e1(c) + Ch(c,d,e) + 0xb00327c8 + W[26];
 141         t2 = e0(g) + Maj(g,h,a);    b+=t1;    f=t1+t2;
 142         t1 = e + e1(b) + Ch(b,c,d) + 0xbf597fc7 + W[27];
 143         t2 = e0(f) + Maj(f,g,h);    a+=t1;    e=t1+t2;
 144         t1 = d + e1(a) + Ch(a,b,c) + 0xc6e00bf3 + W[28];
 145         t2 = e0(e) + Maj(e,f,g);    h+=t1;    d=t1+t2;
 146         t1 = c + e1(h) + Ch(h,a,b) + 0xd5a79147 + W[29];
 147         t2 = e0(d) + Maj(d,e,f);    g+=t1;    c=t1+t2;
 148         t1 = b + e1(g) + Ch(g,h,a) + 0x06ca6351 + W[30];
 149         t2 = e0(c) + Maj(c,d,e);    f+=t1;    b=t1+t2;
 150         t1 = a + e1(f) + Ch(f,g,h) + 0x14292967 + W[31];
 151         t2 = e0(b) + Maj(b,c,d);    e+=t1;    a=t1+t2;
 152
 153         t1 = h + e1(e) + Ch(e,f,g) + 0x27b70a85 + W[32];
 154         t2 = e0(a) + Maj(a,b,c);    d+=t1;    h=t1+t2;
 155         t1 = g + e1(d) + Ch(d,e,f) + 0x2e1b2138 + W[33];
 156         t2 = e0(h) + Maj(h,a,b);    c+=t1;    g=t1+t2;
 157         t1 = f + e1(c) + Ch(c,d,e) + 0x4d2c6dfc + W[34];
 158         t2 = e0(g) + Maj(g,h,a);    b+=t1;    f=t1+t2;
 159         t1 = e + e1(b) + Ch(b,c,d) + 0x53380d13 + W[35];
 160         t2 = e0(f) + Maj(f,g,h);    a+=t1;    e=t1+t2;
 161         t1 = d + e1(a) + Ch(a,b,c) + 0x650a7354 + W[36];
 162         t2 = e0(e) + Maj(e,f,g);    h+=t1;    d=t1+t2;
 163         t1 = c + e1(h) + Ch(h,a,b) + 0x766a0abb + W[37];
 164         t2 = e0(d) + Maj(d,e,f);    g+=t1;    c=t1+t2;
 165         t1 = b + e1(g) + Ch(g,h,a) + 0x81c2c92e + W[38];
 166         t2 = e0(c) + Maj(c,d,e);    f+=t1;    b=t1+t2;
 167         t1 = a + e1(f) + Ch(f,g,h) + 0x92722c85 + W[39];
 168         t2 = e0(b) + Maj(b,c,d);    e+=t1;    a=t1+t2;
 169
 170         t1 = h + e1(e) + Ch(e,f,g) + 0xa2bfe8a1 + W[40];
 171         t2 = e0(a) + Maj(a,b,c);    d+=t1;    h=t1+t2;
 172         t1 = g + e1(d) + Ch(d,e,f) + 0xa81a664b + W[41];
 173         t2 = e0(h) + Maj(h,a,b);    c+=t1;    g=t1+t2;
 174         t1 = f + e1(c) + Ch(c,d,e) + 0xc24b8b70 + W[42];
 175         t2 = e0(g) + Maj(g,h,a);    b+=t1;    f=t1+t2;
 176         t1 = e + e1(b) + Ch(b,c,d) + 0xc76c51a3 + W[43];
 177         t2 = e0(f) + Maj(f,g,h);    a+=t1;    e=t1+t2;
 178         t1 = d + e1(a) + Ch(a,b,c) + 0xd192e819 + W[44];
 179         t2 = e0(e) + Maj(e,f,g);    h+=t1;    d=t1+t2;
 180         t1 = c + e1(h) + Ch(h,a,b) + 0xd6990624 + W[45];
 181         t2 = e0(d) + Maj(d,e,f);    g+=t1;    c=t1+t2;
 182         t1 = b + e1(g) + Ch(g,h,a) + 0xf40e3585 + W[46];
 183         t2 = e0(c) + Maj(c,d,e);    f+=t1;    b=t1+t2;
 184         t1 = a + e1(f) + Ch(f,g,h) + 0x106aa070 + W[47];
 185         t2 = e0(b) + Maj(b,c,d);    e+=t1;    a=t1+t2;
 186
 187         t1 = h + e1(e) + Ch(e,f,g) + 0x19a4c116 + W[48];
 188         t2 = e0(a) + Maj(a,b,c);    d+=t1;    h=t1+t2;
 189         t1 = g + e1(d) + Ch(d,e,f) + 0x1e376c08 + W[49];
 190         t2 = e0(h) + Maj(h,a,b);    c+=t1;    g=t1+t2;
 191         t1 = f + e1(c) + Ch(c,d,e) + 0x2748774c + W[50];
 192         t2 = e0(g) + Maj(g,h,a);    b+=t1;    f=t1+t2;
 193         t1 = e + e1(b) + Ch(b,c,d) + 0x34b0bcb5 + W[51];
 194         t2 = e0(f) + Maj(f,g,h);    a+=t1;    e=t1+t2;
 195         t1 = d + e1(a) + Ch(a,b,c) + 0x391c0cb3 + W[52];
 196         t2 = e0(e) + Maj(e,f,g);    h+=t1;    d=t1+t2;
 197         t1 = c + e1(h) + Ch(h,a,b) + 0x4ed8aa4a + W[53];
 198         t2 = e0(d) + Maj(d,e,f);    g+=t1;    c=t1+t2;
 199         t1 = b + e1(g) + Ch(g,h,a) + 0x5b9cca4f + W[54];
 200         t2 = e0(c) + Maj(c,d,e);    f+=t1;    b=t1+t2;
 201         t1 = a + e1(f) + Ch(f,g,h) + 0x682e6ff3 + W[55];
 202         t2 = e0(b) + Maj(b,c,d);    e+=t1;    a=t1+t2;
 203
 204         t1 = h + e1(e) + Ch(e,f,g) + 0x748f82ee + W[56];
 205         t2 = e0(a) + Maj(a,b,c);    d+=t1;    h=t1+t2;
 206         t1 = g + e1(d) + Ch(d,e,f) + 0x78a5636f + W[57];
 207         t2 = e0(h) + Maj(h,a,b);    c+=t1;    g=t1+t2;
 208         t1 = f + e1(c) + Ch(c,d,e) + 0x84c87814 + W[58];
 209         t2 = e0(g) + Maj(g,h,a);    b+=t1;    f=t1+t2;
 210         t1 = e + e1(b) + Ch(b,c,d) + 0x8cc70208 + W[59];
 211         t2 = e0(f) + Maj(f,g,h);    a+=t1;    e=t1+t2;
 212         t1 = d + e1(a) + Ch(a,b,c) + 0x90befffa + W[60];
 213         t2 = e0(e) + Maj(e,f,g);    h+=t1;    d=t1+t2;
 214         t1 = c + e1(h) + Ch(h,a,b) + 0xa4506ceb + W[61];
 215         t2 = e0(d) + Maj(d,e,f);    g+=t1;    c=t1+t2;
 216         t1 = b + e1(g) + Ch(g,h,a) + 0xbef9a3f7 + W[62];
 217         t2 = e0(c) + Maj(c,d,e);    f+=t1;    b=t1+t2;
 218         t1 = a + e1(f) + Ch(f,g,h) + 0xc67178f2 + W[63];
 219         t2 = e0(b) + Maj(b,c,d);    e+=t1;    a=t1+t2;
 220
 221         state[0] += a; state[1] += b; state[2] += c; state[3] += d;
 222         state[4] += e; state[5] += f; state[6] += g; state[7] += h;
 223
 224         /* clear any sensitive info... */
 225         a = b = c = d = e = f = g = h = t1 = t2 = 0;
 226         memset(W, 0, 64 * sizeof(uint32_t));
 227 }
 228
 229 void fio_sha256_init(struct fio_sha256_ctx *sctx)
 230 {
 231         sctx->state[0] = H0;
 232         sctx->state[1] = H1;
 233         sctx->state[2] = H2;
 234         sctx->state[3] = H3;
 235         sctx->state[4] = H4;
 236         sctx->state[5] = H5;
 237         sctx->state[6] = H6;
 238         sctx->state[7] = H7;
 239         sctx->count = 0;
 240 }
 241
 242 void fio_sha256_update(struct fio_sha256_ctx *sctx, const uint8_t *data,
 243                        unsigned int len)
 244 {
 245         unsigned int partial, done;
 246         const uint8_t *src;
 247
 248         partial = sctx->count & 0x3f;
 249         sctx->count += len;
 250         done = 0;
 251         src = data;
 252
 253         if ((partial + len) > 63) {
 254                 if (partial) {
 255                         done = -partial;
 256                         memcpy(sctx->buf + partial, data, done + 64);
 257                         src = sctx->buf;
 258                 }
 259
 260                 do {
 261                         sha256_transform(sctx->state, src);
 262                         done += 64;
 263                         src = data + done;
 264                 } while (done + 63 < len);
 265
 266                 partial = 0;
 267         }
 268         memcpy(sctx->buf + partial, src, len - done);
 269 }
 270
 271 void fio_sha256_final(struct fio_sha256_ctx *sctx)
 272 {
 273         uint64_t bits;
 274         unsigned int index, pad_len;
 275         int i;
 276         static const uint8_t padding[64] = { 0x80, };
 277
 278         /* Save number of bits */
 279         bits = (uint64_t) sctx->count << 3;
 280
 281         /* Pad out to 56 mod 64. */
 282         index = sctx->count & 0x3f;
 283         pad_len = (index < 56) ? (56 - index) : ((64+56) - index);
 284         fio_sha256_update(sctx, padding, pad_len);
 285
 286         /* Append length (before padding) */
 287         fio_sha256_update(sctx, (const uint8_t *)&bits, sizeof(bits));
 288
 289         /* Store state in digest */
 290         for (i = 0; i < 8; i++)
 291                 sctx->buf[i] = sctx->state[i];
 292 }