Annotation of embedaddon/bird/lib/sha512.c, revision 1.1.1.1

1.1       misho       1: /*
                      2:  *     BIRD Library -- SHA-512 and SHA-384 Hash Functions
                      3:  *
                      4:  *     (c) 2015 CZ.NIC z.s.p.o.
                      5:  *
                      6:  *     Based on the code from libgcrypt-1.6.0, which is
                      7:  *     (c) 2003, 2006, 2008, 2009 Free Software Foundation, Inc.
                      8:  *
                      9:  *     Can be freely distributed and used under the terms of the GNU GPL.
                     10:  */
                     11: 
                     12: #include "lib/sha512.h"
                     13: #include "lib/unaligned.h"
                     14: 
                     15: 
                     16: // #define SHA512_UNROLLED
                     17: 
                     18: void
                     19: sha512_init(struct hash_context *CTX)
                     20: {
                     21:   struct sha512_context *ctx = (void *) CTX;
                     22: 
                     23:   ctx->h0 = U64(0x6a09e667f3bcc908);
                     24:   ctx->h1 = U64(0xbb67ae8584caa73b);
                     25:   ctx->h2 = U64(0x3c6ef372fe94f82b);
                     26:   ctx->h3 = U64(0xa54ff53a5f1d36f1);
                     27:   ctx->h4 = U64(0x510e527fade682d1);
                     28:   ctx->h5 = U64(0x9b05688c2b3e6c1f);
                     29:   ctx->h6 = U64(0x1f83d9abfb41bd6b);
                     30:   ctx->h7 = U64(0x5be0cd19137e2179);
                     31: 
                     32:   ctx->nblocks = 0;
                     33:   ctx->count = 0;
                     34: }
                     35: 
                     36: void
                     37: sha384_init(struct hash_context *CTX)
                     38: {
                     39:   struct sha384_context *ctx = (void *) CTX;
                     40: 
                     41:   ctx->h0 = U64(0xcbbb9d5dc1059ed8);
                     42:   ctx->h1 = U64(0x629a292a367cd507);
                     43:   ctx->h2 = U64(0x9159015a3070dd17);
                     44:   ctx->h3 = U64(0x152fecd8f70e5939);
                     45:   ctx->h4 = U64(0x67332667ffc00b31);
                     46:   ctx->h5 = U64(0x8eb44a8768581511);
                     47:   ctx->h6 = U64(0xdb0c2e0d64f98fa7);
                     48:   ctx->h7 = U64(0x47b5481dbefa4fa4);
                     49: 
                     50:   ctx->nblocks = 0;
                     51:   ctx->count = 0;
                     52: }
                     53: 
                     54: static inline u64
                     55: ROTR(u64 x, u64 n)
                     56: {
                     57:   return ((x >> n) | (x << (64 - n)));
                     58: }
                     59: 
                     60: static inline u64
                     61: Ch(u64 x, u64 y, u64 z)
                     62: {
                     63:   return ((x & y) ^ ( ~x & z));
                     64: }
                     65: 
                     66: static inline u64
                     67: Maj(u64 x, u64 y, u64 z)
                     68: {
                     69:   return ((x & y) ^ (x & z) ^ (y & z));
                     70: }
                     71: 
                     72: static inline u64
                     73: sum0(u64 x)
                     74: {
                     75:   return (ROTR(x, 28) ^ ROTR(x, 34) ^ ROTR(x, 39));
                     76: }
                     77: 
                     78: static inline u64
                     79: sum1(u64 x)
                     80: {
                     81:   return (ROTR(x, 14) ^ ROTR(x, 18) ^ ROTR(x, 41));
                     82: }
                     83: 
                     84: static const u64 k[] =
                     85: {
                     86:     U64(0x428a2f98d728ae22), U64(0x7137449123ef65cd),
                     87:     U64(0xb5c0fbcfec4d3b2f), U64(0xe9b5dba58189dbbc),
                     88:     U64(0x3956c25bf348b538), U64(0x59f111f1b605d019),
                     89:     U64(0x923f82a4af194f9b), U64(0xab1c5ed5da6d8118),
                     90:     U64(0xd807aa98a3030242), U64(0x12835b0145706fbe),
                     91:     U64(0x243185be4ee4b28c), U64(0x550c7dc3d5ffb4e2),
                     92:     U64(0x72be5d74f27b896f), U64(0x80deb1fe3b1696b1),
                     93:     U64(0x9bdc06a725c71235), U64(0xc19bf174cf692694),
                     94:     U64(0xe49b69c19ef14ad2), U64(0xefbe4786384f25e3),
                     95:     U64(0x0fc19dc68b8cd5b5), U64(0x240ca1cc77ac9c65),
                     96:     U64(0x2de92c6f592b0275), U64(0x4a7484aa6ea6e483),
                     97:     U64(0x5cb0a9dcbd41fbd4), U64(0x76f988da831153b5),
                     98:     U64(0x983e5152ee66dfab), U64(0xa831c66d2db43210),
                     99:     U64(0xb00327c898fb213f), U64(0xbf597fc7beef0ee4),
                    100:     U64(0xc6e00bf33da88fc2), U64(0xd5a79147930aa725),
                    101:     U64(0x06ca6351e003826f), U64(0x142929670a0e6e70),
                    102:     U64(0x27b70a8546d22ffc), U64(0x2e1b21385c26c926),
                    103:     U64(0x4d2c6dfc5ac42aed), U64(0x53380d139d95b3df),
                    104:     U64(0x650a73548baf63de), U64(0x766a0abb3c77b2a8),
                    105:     U64(0x81c2c92e47edaee6), U64(0x92722c851482353b),
                    106:     U64(0xa2bfe8a14cf10364), U64(0xa81a664bbc423001),
                    107:     U64(0xc24b8b70d0f89791), U64(0xc76c51a30654be30),
                    108:     U64(0xd192e819d6ef5218), U64(0xd69906245565a910),
                    109:     U64(0xf40e35855771202a), U64(0x106aa07032bbd1b8),
                    110:     U64(0x19a4c116b8d2d0c8), U64(0x1e376c085141ab53),
                    111:     U64(0x2748774cdf8eeb99), U64(0x34b0bcb5e19b48a8),
                    112:     U64(0x391c0cb3c5c95a63), U64(0x4ed8aa4ae3418acb),
                    113:     U64(0x5b9cca4f7763e373), U64(0x682e6ff3d6b2b8a3),
                    114:     U64(0x748f82ee5defb2fc), U64(0x78a5636f43172f60),
                    115:     U64(0x84c87814a1f0ab72), U64(0x8cc702081a6439ec),
                    116:     U64(0x90befffa23631e28), U64(0xa4506cebde82bde9),
                    117:     U64(0xbef9a3f7b2c67915), U64(0xc67178f2e372532b),
                    118:     U64(0xca273eceea26619c), U64(0xd186b8c721c0c207),
                    119:     U64(0xeada7dd6cde0eb1e), U64(0xf57d4f7fee6ed178),
                    120:     U64(0x06f067aa72176fba), U64(0x0a637dc5a2c898a6),
                    121:     U64(0x113f9804bef90dae), U64(0x1b710b35131c471b),
                    122:     U64(0x28db77f523047d84), U64(0x32caab7b40c72493),
                    123:     U64(0x3c9ebe0a15c9bebc), U64(0x431d67c49c100d4c),
                    124:     U64(0x4cc5d4becb3e42b6), U64(0x597f299cfc657e2a),
                    125:     U64(0x5fcb6fab3ad6faec), U64(0x6c44198c4a475817)
                    126: };
                    127: 
                    128: /*
                    129:  * Transform the message W which consists of 16 64-bit-words
                    130:  */
                    131: static uint
                    132: sha512_transform(struct sha512_context *ctx, const byte *data)
                    133: {
                    134:   u64 a, b, c, d, e, f, g, h;
                    135:   u64 w[16];
                    136:   uint t;
                    137: 
                    138:   /* get values from the chaining vars */
                    139:   a = ctx->h0;
                    140:   b = ctx->h1;
                    141:   c = ctx->h2;
                    142:   d = ctx->h3;
                    143:   e = ctx->h4;
                    144:   f = ctx->h5;
                    145:   g = ctx->h6;
                    146:   h = ctx->h7;
                    147: 
                    148:   for (t = 0; t < 16; t++)
                    149:     w[t] = get_u64(data + t * 8);
                    150: 
                    151: #define S0(x) (ROTR((x),1) ^ ROTR((x),8) ^ ((x)>>7))
                    152: #define S1(x) (ROTR((x),19) ^ ROTR((x),61) ^ ((x)>>6))
                    153: 
                    154:   for (t = 0; t < 80 - 16; )
                    155:   {
                    156:     u64 t1, t2;
                    157: 
                    158:     /* Performance on a AMD Athlon(tm) Dual Core Processor 4050e
                    159:          with gcc 4.3.3 using gcry_md_hash_buffer of each 10000 bytes
                    160:          initialized to 0,1,2,3...255,0,... and 1000 iterations:
                    161: 
                    162:          Not unrolled with macros:  440ms
                    163:          Unrolled with macros:      350ms
                    164:          Unrolled with inline:      330ms
                    165:      */
                    166: #ifndef SHA512_UNROLLED
                    167:     t1 = h + sum1(e) + Ch(e, f, g) + k[t] + w[t%16];
                    168:     w[t%16] += S1(w[(t - 2)%16]) + w[(t - 7)%16] + S0(w[(t - 15)%16]);
                    169:     t2 = sum0(a) + Maj(a, b, c);
                    170:     h = g;
                    171:     g = f;
                    172:     f = e;
                    173:     e = d + t1;
                    174:     d = c;
                    175:     c = b;
                    176:     b = a;
                    177:     a = t1 + t2;
                    178:     t++;
                    179: #else /* Unrolled */
                    180:     t1 = h + sum1(e) + Ch(e, f, g) + k[t] + w[0];
                    181:     w[0] += S1(w[14]) + w[9] + S0(w[1]);
                    182:     t2 = sum0(a) + Maj(a, b, c);
                    183:     d += t1;
                    184:     h = t1 + t2;
                    185: 
                    186:     t1 = g + sum1(d) + Ch(d, e, f) + k[t+1] + w[1];
                    187:     w[1] += S1(w[15]) + w[10] + S0(w[2]);
                    188:     t2 = sum0(h) + Maj(h, a, b);
                    189:     c += t1;
                    190:     g  = t1 + t2;
                    191: 
                    192:     t1 = f + sum1(c) + Ch(c, d, e) + k[t+2] + w[2];
                    193:     w[2] += S1(w[0]) + w[11] + S0(w[3]);
                    194:     t2 = sum0(g) + Maj(g, h, a);
                    195:     b += t1;
                    196:     f  = t1 + t2;
                    197: 
                    198:     t1 = e + sum1(b) + Ch(b, c, d) + k[t+3] + w[3];
                    199:     w[3] += S1(w[1]) + w[12] + S0(w[4]);
                    200:     t2 = sum0(f) + Maj(f, g, h);
                    201:     a += t1;
                    202:     e  = t1 + t2;
                    203: 
                    204:     t1 = d + sum1(a) + Ch(a, b, c) + k[t+4] + w[4];
                    205:     w[4] += S1(w[2]) + w[13] + S0(w[5]);
                    206:     t2 = sum0(e) + Maj(e, f, g);
                    207:     h += t1;
                    208:     d  = t1 + t2;
                    209: 
                    210:     t1 = c + sum1(h) + Ch(h, a, b) + k[t+5] + w[5];
                    211:     w[5] += S1(w[3]) + w[14] + S0(w[6]);
                    212:     t2 = sum0(d) + Maj(d, e, f);
                    213:     g += t1;
                    214:     c  = t1 + t2;
                    215: 
                    216:     t1 = b + sum1(g) + Ch(g, h, a) + k[t+6] + w[6];
                    217:     w[6] += S1(w[4]) + w[15] + S0(w[7]);
                    218:     t2 = sum0(c) + Maj(c, d, e);
                    219:     f += t1;
                    220:     b  = t1 + t2;
                    221: 
                    222:     t1 = a + sum1(f) + Ch(f, g, h) + k[t+7] + w[7];
                    223:     w[7] += S1(w[5]) + w[0] + S0(w[8]);
                    224:     t2 = sum0(b) + Maj(b, c, d);
                    225:     e += t1;
                    226:     a  = t1 + t2;
                    227: 
                    228:     t1 = h + sum1(e) + Ch(e, f, g) + k[t+8] + w[8];
                    229:     w[8] += S1(w[6]) + w[1] + S0(w[9]);
                    230:     t2 = sum0(a) + Maj(a, b, c);
                    231:     d += t1;
                    232:     h  = t1 + t2;
                    233: 
                    234:     t1 = g + sum1(d) + Ch(d, e, f) + k[t+9] + w[9];
                    235:     w[9] += S1(w[7]) + w[2] + S0(w[10]);
                    236:     t2 = sum0(h) + Maj(h, a, b);
                    237:     c += t1;
                    238:     g  = t1 + t2;
                    239: 
                    240:     t1 = f + sum1(c) + Ch(c, d, e) + k[t+10] + w[10];
                    241:     w[10] += S1(w[8]) + w[3] + S0(w[11]);
                    242:     t2 = sum0(g) + Maj(g, h, a);
                    243:     b += t1;
                    244:     f  = t1 + t2;
                    245: 
                    246:     t1 = e + sum1(b) + Ch(b, c, d) + k[t+11] + w[11];
                    247:     w[11] += S1(w[9]) + w[4] + S0(w[12]);
                    248:     t2 = sum0(f) + Maj(f, g, h);
                    249:     a += t1;
                    250:     e  = t1 + t2;
                    251: 
                    252:     t1 = d + sum1(a) + Ch(a, b, c) + k[t+12] + w[12];
                    253:     w[12] += S1(w[10]) + w[5] + S0(w[13]);
                    254:     t2 = sum0(e) + Maj(e, f, g);
                    255:     h += t1;
                    256:     d  = t1 + t2;
                    257: 
                    258:     t1 = c + sum1(h) + Ch(h, a, b) + k[t+13] + w[13];
                    259:     w[13] += S1(w[11]) + w[6] + S0(w[14]);
                    260:     t2 = sum0(d) + Maj(d, e, f);
                    261:     g += t1;
                    262:     c  = t1 + t2;
                    263: 
                    264:     t1 = b + sum1(g) + Ch(g, h, a) + k[t+14] + w[14];
                    265:     w[14] += S1(w[12]) + w[7] + S0(w[15]);
                    266:     t2 = sum0(c) + Maj(c, d, e);
                    267:     f += t1;
                    268:     b  = t1 + t2;
                    269: 
                    270:     t1 = a + sum1(f) + Ch(f, g, h) + k[t+15] + w[15];
                    271:     w[15] += S1(w[13]) + w[8] + S0(w[0]);
                    272:     t2 = sum0(b) + Maj(b, c, d);
                    273:     e += t1;
                    274:     a  = t1 + t2;
                    275: 
                    276:     t += 16;
                    277: #endif
                    278:   }
                    279: 
                    280:   for (; t < 80; )
                    281:   {
                    282:     u64 t1, t2;
                    283: 
                    284: #ifndef SHA512_UNROLLED
                    285:     t1 = h + sum1(e) + Ch(e, f, g) + k[t] + w[t%16];
                    286:     t2 = sum0(a) + Maj(a, b, c);
                    287:     h = g;
                    288:     g = f;
                    289:     f = e;
                    290:     e = d + t1;
                    291:     d = c;
                    292:     c = b;
                    293:     b = a;
                    294:     a = t1 + t2;
                    295:     t++;
                    296: #else /* Unrolled */
                    297:     t1 = h + sum1(e) + Ch(e, f, g) + k[t] + w[0];
                    298:     t2 = sum0(a) + Maj(a, b, c);
                    299:     d += t1;
                    300:     h  = t1 + t2;
                    301: 
                    302:     t1 = g + sum1(d) + Ch(d, e, f) + k[t+1] + w[1];
                    303:     t2 = sum0(h) + Maj(h, a, b);
                    304:     c += t1;
                    305:     g  = t1 + t2;
                    306: 
                    307:     t1 = f + sum1(c) + Ch(c, d, e) + k[t+2] + w[2];
                    308:     t2 = sum0(g) + Maj(g, h, a);
                    309:     b += t1;
                    310:     f  = t1 + t2;
                    311: 
                    312:     t1 = e + sum1(b) + Ch(b, c, d) + k[t+3] + w[3];
                    313:     t2 = sum0(f) + Maj(f, g, h);
                    314:     a += t1;
                    315:     e  = t1 + t2;
                    316: 
                    317:     t1 = d + sum1(a) + Ch(a, b, c) + k[t+4] + w[4];
                    318:     t2 = sum0(e) + Maj(e, f, g);
                    319:     h += t1;
                    320:     d  = t1 + t2;
                    321: 
                    322:     t1 = c + sum1(h) + Ch(h, a, b) + k[t+5] + w[5];
                    323:     t2 = sum0(d) + Maj(d, e, f);
                    324:     g += t1;
                    325:     c  = t1 + t2;
                    326: 
                    327:     t1 = b + sum1(g) + Ch(g, h, a) + k[t+6] + w[6];
                    328:     t2 = sum0(c) + Maj(c, d, e);
                    329:     f += t1;
                    330:     b  = t1 + t2;
                    331: 
                    332:     t1 = a + sum1(f) + Ch(f, g, h) + k[t+7] + w[7];
                    333:     t2 = sum0(b) + Maj(b, c, d);
                    334:     e += t1;
                    335:     a  = t1 + t2;
                    336: 
                    337:     t1 = h + sum1(e) + Ch(e, f, g) + k[t+8] + w[8];
                    338:     t2 = sum0(a) + Maj(a, b, c);
                    339:     d += t1;
                    340:     h  = t1 + t2;
                    341: 
                    342:     t1 = g + sum1(d) + Ch(d, e, f) + k[t+9] + w[9];
                    343:     t2 = sum0(h) + Maj(h, a, b);
                    344:     c += t1;
                    345:     g  = t1 + t2;
                    346: 
                    347:     t1 = f + sum1(c) + Ch(c, d, e) + k[t+10] + w[10];
                    348:     t2 = sum0(g) + Maj(g, h, a);
                    349:     b += t1;
                    350:     f  = t1 + t2;
                    351: 
                    352:     t1 = e + sum1(b) + Ch(b, c, d) + k[t+11] + w[11];
                    353:     t2 = sum0(f) + Maj(f, g, h);
                    354:     a += t1;
                    355:     e  = t1 + t2;
                    356: 
                    357:     t1 = d + sum1(a) + Ch(a, b, c) + k[t+12] + w[12];
                    358:     t2 = sum0(e) + Maj(e, f, g);
                    359:     h += t1;
                    360:     d  = t1 + t2;
                    361: 
                    362:     t1 = c + sum1(h) + Ch(h, a, b) + k[t+13] + w[13];
                    363:     t2 = sum0(d) + Maj(d, e, f);
                    364:     g += t1;
                    365:     c  = t1 + t2;
                    366: 
                    367:     t1 = b + sum1(g) + Ch(g, h, a) + k[t+14] + w[14];
                    368:     t2 = sum0(c) + Maj(c, d, e);
                    369:     f += t1;
                    370:     b  = t1 + t2;
                    371: 
                    372:     t1 = a + sum1(f) + Ch(f, g, h) + k[t+15] + w[15];
                    373:     t2 = sum0(b) + Maj(b, c, d);
                    374:     e += t1;
                    375:     a  = t1 + t2;
                    376: 
                    377:     t += 16;
                    378: #endif
                    379:   }
                    380: 
                    381:   /* Update chaining vars.  */
                    382:   ctx->h0 += a;
                    383:   ctx->h1 += b;
                    384:   ctx->h2 += c;
                    385:   ctx->h3 += d;
                    386:   ctx->h4 += e;
                    387:   ctx->h5 += f;
                    388:   ctx->h6 += g;
                    389:   ctx->h7 += h;
                    390: 
                    391:   return /* burn_stack */ (8 + 16) * sizeof(u64) + sizeof(u32) + 3 * sizeof(void*);
                    392: }
                    393: 
                    394: void
                    395: sha512_update(struct hash_context *CTX, const byte *buf, uint len)
                    396: {
                    397:   struct sha512_context *ctx = (void *) CTX;
                    398: 
                    399:   if (ctx->count)
                    400:   {
                    401:     /* Fill rest of internal buffer */
                    402:     for (; len && ctx->count < SHA512_BLOCK_SIZE; len--)
                    403:       ctx->buf[ctx->count++] = *buf++;
                    404: 
                    405:     if (ctx->count < SHA512_BLOCK_SIZE)
                    406:       return;
                    407: 
                    408:     /* Process data from internal buffer */
                    409:     sha512_transform(ctx, ctx->buf);
                    410:     ctx->nblocks++;
                    411:     ctx->count = 0;
                    412:   }
                    413: 
                    414:   if (!len)
                    415:     return;
                    416: 
                    417:   /* Process data from input buffer */
                    418:   while (len >= SHA512_BLOCK_SIZE)
                    419:   {
                    420:     sha512_transform(ctx, buf);
                    421:     ctx->nblocks++;
                    422:     buf += SHA512_BLOCK_SIZE;
                    423:     len -= SHA512_BLOCK_SIZE;
                    424:   }
                    425: 
                    426:   /* Copy remaining data to internal buffer */
                    427:   memcpy(ctx->buf, buf, len);
                    428:   ctx->count = len;
                    429: }
                    430: 
                    431: /*
                    432:  * The routine final terminates the computation and returns the digest. The
                    433:  * handle is prepared for a new cycle, but adding bytes to the handle will the
                    434:  * destroy the returned buffer.
                    435:  *
                    436:  * Returns: 64 bytes representing the digest. When used for sha384, we take the
                    437:  * first 48 of those bytes.
                    438:  */
                    439: byte *
                    440: sha512_final(struct hash_context *CTX)
                    441: {
                    442:   struct sha512_context *ctx = (void *) CTX;
                    443:   u64 t, th, msb, lsb;
                    444: 
                    445:   sha512_update(CTX, NULL, 0); /* flush */
                    446: 
                    447:   t = ctx->nblocks;
                    448:   th = 0;
                    449: 
                    450:   /* multiply by 128 to make a byte count */
                    451:   lsb = t << 7;
                    452:   msb = (th << 7) | (t >> 57);
                    453:   /* add the count */
                    454:   t = lsb;
                    455:   if ((lsb += ctx->count) < t)
                    456:     msb++;
                    457:   /* multiply by 8 to make a bit count */
                    458:   t = lsb;
                    459:   lsb <<= 3;
                    460:   msb <<= 3;
                    461:   msb |= t >> 61;
                    462: 
                    463:   if (ctx->count < 112)
                    464:   {
                    465:     /* enough room */
                    466:     ctx->buf[ctx->count++] = 0x80;     /* pad */
                    467:     while(ctx->count < 112)
                    468:       ctx->buf[ctx->count++] = 0;      /* pad */
                    469:   }
                    470:   else
                    471:   {
                    472:     /* need one extra block */
                    473:     ctx->buf[ctx->count++] = 0x80;     /* pad character */
                    474:     while(ctx->count < 128)
                    475:       ctx->buf[ctx->count++] = 0;
                    476:     sha512_update(CTX, NULL, 0);       /* flush */
                    477:     memset(ctx->buf, 0, 112);          /* fill next block with zeroes */
                    478:   }
                    479: 
                    480:   /* append the 128 bit count */
                    481:   put_u64(ctx->buf + 112, msb);
                    482:   put_u64(ctx->buf + 120, lsb);
                    483:   sha512_transform(ctx, ctx->buf);
                    484: 
                    485:   byte *p = ctx->buf;
                    486: #define X(a) do { put_u64(p, ctx->h##a); p += 8; } while(0)
                    487:   X(0);
                    488:   X(1);
                    489:   X(2);
                    490:   X(3);
                    491:   X(4);
                    492:   X(5);
                    493:   X(6);
                    494:   X(7);
                    495: #undef X
                    496: 
                    497:   return ctx->buf;
                    498: }

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