git.ozlabs.org Git - ccan/blob - ccan/crypto/ripemd160/ripemd160.c

   1 /* MIT (BSD) license - see LICENSE file for details */
   2 /* RIPEMD core code translated from the Bitcoin project's C++:
   3  *
   4  * src/crypto/ripemd160.cpp commit f914f1a746d7f91951c1da262a4a749dd3ebfa71
   5  * Copyright (c) 2014 The Bitcoin Core developers
   6  * Distributed under the MIT software license, see the accompanying
   7  * file COPYING or http://www.opensource.org/licenses/mit-license.php.
   8  */
   9 #include <ccan/crypto/ripemd160/ripemd160.h>
  10 #include <ccan/endian/endian.h>
  11 #include <ccan/compiler/compiler.h>
  12 #include <stdbool.h>
  13 #include <assert.h>
  14 #include <string.h>
  15
  16 static void invalidate_ripemd160(struct ripemd160_ctx *ctx)
  17 {
  18 #ifdef CCAN_CRYPTO_RIPEMD160_USE_OPENSSL
  19         ctx->c.num = -1U;
  20 #else
  21         ctx->bytes = -1ULL;
  22 #endif
  23 }
  24
  25 static void check_ripemd160(struct ripemd160_ctx *ctx UNUSED)
  26 {
  27 #ifdef CCAN_CRYPTO_RIPEMD160_USE_OPENSSL
  28         assert(ctx->c.num != -1U);
  29 #else
  30         assert(ctx->bytes != -1ULL);
  31 #endif
  32 }
  33
  34 #ifdef CCAN_CRYPTO_RIPEMD160_USE_OPENSSL
  35 void ripemd160_init(struct ripemd160_ctx *ctx)
  36 {
  37         RIPEMD160_Init(&ctx->c);
  38 }
  39
  40 void ripemd160_update(struct ripemd160_ctx *ctx, const void *p, size_t size)
  41 {
  42         check_ripemd160(ctx);
  43         RIPEMD160_Update(&ctx->c, p, size);
  44 }
  45
  46 void ripemd160_done(struct ripemd160_ctx *ctx, struct ripemd160 *res)
  47 {
  48         RIPEMD160_Final(res->u.u8, &ctx->c);
  49         invalidate_ripemd160(ctx);
  50 }
  51 #else
  52 static uint32_t inline f1(uint32_t x, uint32_t y, uint32_t z) { return x ^ y ^ z; }
  53 static uint32_t inline f2(uint32_t x, uint32_t y, uint32_t z) { return (x & y) | (~x & z); }
  54 static uint32_t inline f3(uint32_t x, uint32_t y, uint32_t z) { return (x | ~y) ^ z; }
  55 static uint32_t inline f4(uint32_t x, uint32_t y, uint32_t z) { return (x & z) | (y & ~z); }
  56 static uint32_t inline f5(uint32_t x, uint32_t y, uint32_t z) { return x ^ (y | ~z); }
  57
  58 static uint32_t inline rol(uint32_t x, int i) { return (x << i) | (x >> (32 - i)); }
  59
  60 static void inline Round(uint32_t *a, uint32_t b UNUSED, uint32_t *c, uint32_t d UNUSED, uint32_t e, uint32_t f, uint32_t x, uint32_t k, int r)
  61 {
  62     *a = rol(*a + f + x + k, r) + e;
  63     *c = rol(*c, 10);
  64 }
  65
  66 static void inline R11(uint32_t *a, uint32_t b, uint32_t *c, uint32_t d, uint32_t e, uint32_t x, int r) { Round(a, b, c, d, e, f1(b, *c, d), x, 0, r); }
  67 static void inline R21(uint32_t *a, uint32_t b, uint32_t *c, uint32_t d, uint32_t e, uint32_t x, int r) { Round(a, b, c, d, e, f2(b, *c, d), x, 0x5A827999ul, r); }
  68 static void inline R31(uint32_t *a, uint32_t b, uint32_t *c, uint32_t d, uint32_t e, uint32_t x, int r) { Round(a, b, c, d, e, f3(b, *c, d), x, 0x6ED9EBA1ul, r); }
  69 static void inline R41(uint32_t *a, uint32_t b, uint32_t *c, uint32_t d, uint32_t e, uint32_t x, int r) { Round(a, b, c, d, e, f4(b, *c, d), x, 0x8F1BBCDCul, r); }
  70 static void inline R51(uint32_t *a, uint32_t b, uint32_t *c, uint32_t d, uint32_t e, uint32_t x, int r) { Round(a, b, c, d, e, f5(b, *c, d), x, 0xA953FD4Eul, r); }
  71
  72 static void inline R12(uint32_t *a, uint32_t b, uint32_t *c, uint32_t d, uint32_t e, uint32_t x, int r) { Round(a, b, c, d, e, f5(b, *c, d), x, 0x50A28BE6ul, r); }
  73 static void inline R22(uint32_t *a, uint32_t b, uint32_t *c, uint32_t d, uint32_t e, uint32_t x, int r) { Round(a, b, c, d, e, f4(b, *c, d), x, 0x5C4DD124ul, r); }
  74 static void inline R32(uint32_t *a, uint32_t b, uint32_t *c, uint32_t d, uint32_t e, uint32_t x, int r) { Round(a, b, c, d, e, f3(b, *c, d), x, 0x6D703EF3ul, r); }
  75 static void inline R42(uint32_t *a, uint32_t b, uint32_t *c, uint32_t d, uint32_t e, uint32_t x, int r) { Round(a, b, c, d, e, f2(b, *c, d), x, 0x7A6D76E9ul, r); }
  76 static void inline R52(uint32_t *a, uint32_t b, uint32_t *c, uint32_t d, uint32_t e, uint32_t x, int r) { Round(a, b, c, d, e, f1(b, *c, d), x, 0, r); }
  77
  78 /** Perform a RIPEMD-160 transformation, processing a 64-byte chunk. */
  79 static void Transform(uint32_t *s, const uint32_t *chunk)
  80 {
  81     uint32_t a1 = s[0], b1 = s[1], c1 = s[2], d1 = s[3], e1 = s[4];
  82     uint32_t a2 = a1, b2 = b1, c2 = c1, d2 = d1, e2 = e1;
  83     uint32_t w0 = le32_to_cpu(chunk[0]), w1 = le32_to_cpu(chunk[1]), w2 = le32_to_cpu(chunk[2]), w3 = le32_to_cpu(chunk[3]);
  84     uint32_t w4 = le32_to_cpu(chunk[4]), w5 = le32_to_cpu(chunk[5]), w6 = le32_to_cpu(chunk[6]), w7 = le32_to_cpu(chunk[7]);
  85     uint32_t w8 = le32_to_cpu(chunk[8]), w9 = le32_to_cpu(chunk[9]), w10 = le32_to_cpu(chunk[10]), w11 = le32_to_cpu(chunk[11]);
  86     uint32_t w12 = le32_to_cpu(chunk[12]), w13 = le32_to_cpu(chunk[13]), w14 = le32_to_cpu(chunk[14]), w15 = le32_to_cpu(chunk[15]);
  87     uint32_t t;
  88
  89     R11(&a1, b1, &c1, d1, e1, w0, 11);
  90     R12(&a2, b2, &c2, d2, e2, w5, 8);
  91     R11(&e1, a1, &b1, c1, d1, w1, 14);
  92     R12(&e2, a2, &b2, c2, d2, w14, 9);
  93     R11(&d1, e1, &a1, b1, c1, w2, 15);
  94     R12(&d2, e2, &a2, b2, c2, w7, 9);
  95     R11(&c1, d1, &e1, a1, b1, w3, 12);
  96     R12(&c2, d2, &e2, a2, b2, w0, 11);
  97     R11(&b1, c1, &d1, e1, a1, w4, 5);
  98     R12(&b2, c2, &d2, e2, a2, w9, 13);
  99     R11(&a1, b1, &c1, d1, e1, w5, 8);
 100     R12(&a2, b2, &c2, d2, e2, w2, 15);
 101     R11(&e1, a1, &b1, c1, d1, w6, 7);
 102     R12(&e2, a2, &b2, c2, d2, w11, 15);
 103     R11(&d1, e1, &a1, b1, c1, w7, 9);
 104     R12(&d2, e2, &a2, b2, c2, w4, 5);
 105     R11(&c1, d1, &e1, a1, b1, w8, 11);
 106     R12(&c2, d2, &e2, a2, b2, w13, 7);
 107     R11(&b1, c1, &d1, e1, a1, w9, 13);
 108     R12(&b2, c2, &d2, e2, a2, w6, 7);
 109     R11(&a1, b1, &c1, d1, e1, w10, 14);
 110     R12(&a2, b2, &c2, d2, e2, w15, 8);
 111     R11(&e1, a1, &b1, c1, d1, w11, 15);
 112     R12(&e2, a2, &b2, c2, d2, w8, 11);
 113     R11(&d1, e1, &a1, b1, c1, w12, 6);
 114     R12(&d2, e2, &a2, b2, c2, w1, 14);
 115     R11(&c1, d1, &e1, a1, b1, w13, 7);
 116     R12(&c2, d2, &e2, a2, b2, w10, 14);
 117     R11(&b1, c1, &d1, e1, a1, w14, 9);
 118     R12(&b2, c2, &d2, e2, a2, w3, 12);
 119     R11(&a1, b1, &c1, d1, e1, w15, 8);
 120     R12(&a2, b2, &c2, d2, e2, w12, 6);
 121
 122     R21(&e1, a1, &b1, c1, d1, w7, 7);
 123     R22(&e2, a2, &b2, c2, d2, w6, 9);
 124     R21(&d1, e1, &a1, b1, c1, w4, 6);
 125     R22(&d2, e2, &a2, b2, c2, w11, 13);
 126     R21(&c1, d1, &e1, a1, b1, w13, 8);
 127     R22(&c2, d2, &e2, a2, b2, w3, 15);
 128     R21(&b1, c1, &d1, e1, a1, w1, 13);
 129     R22(&b2, c2, &d2, e2, a2, w7, 7);
 130     R21(&a1, b1, &c1, d1, e1, w10, 11);
 131     R22(&a2, b2, &c2, d2, e2, w0, 12);
 132     R21(&e1, a1, &b1, c1, d1, w6, 9);
 133     R22(&e2, a2, &b2, c2, d2, w13, 8);
 134     R21(&d1, e1, &a1, b1, c1, w15, 7);
 135     R22(&d2, e2, &a2, b2, c2, w5, 9);
 136     R21(&c1, d1, &e1, a1, b1, w3, 15);
 137     R22(&c2, d2, &e2, a2, b2, w10, 11);
 138     R21(&b1, c1, &d1, e1, a1, w12, 7);
 139     R22(&b2, c2, &d2, e2, a2, w14, 7);
 140     R21(&a1, b1, &c1, d1, e1, w0, 12);
 141     R22(&a2, b2, &c2, d2, e2, w15, 7);
 142     R21(&e1, a1, &b1, c1, d1, w9, 15);
 143     R22(&e2, a2, &b2, c2, d2, w8, 12);
 144     R21(&d1, e1, &a1, b1, c1, w5, 9);
 145     R22(&d2, e2, &a2, b2, c2, w12, 7);
 146     R21(&c1, d1, &e1, a1, b1, w2, 11);
 147     R22(&c2, d2, &e2, a2, b2, w4, 6);
 148     R21(&b1, c1, &d1, e1, a1, w14, 7);
 149     R22(&b2, c2, &d2, e2, a2, w9, 15);
 150     R21(&a1, b1, &c1, d1, e1, w11, 13);
 151     R22(&a2, b2, &c2, d2, e2, w1, 13);
 152     R21(&e1, a1, &b1, c1, d1, w8, 12);
 153     R22(&e2, a2, &b2, c2, d2, w2, 11);
 154
 155     R31(&d1, e1, &a1, b1, c1, w3, 11);
 156     R32(&d2, e2, &a2, b2, c2, w15, 9);
 157     R31(&c1, d1, &e1, a1, b1, w10, 13);
 158     R32(&c2, d2, &e2, a2, b2, w5, 7);
 159     R31(&b1, c1, &d1, e1, a1, w14, 6);
 160     R32(&b2, c2, &d2, e2, a2, w1, 15);
 161     R31(&a1, b1, &c1, d1, e1, w4, 7);
 162     R32(&a2, b2, &c2, d2, e2, w3, 11);
 163     R31(&e1, a1, &b1, c1, d1, w9, 14);
 164     R32(&e2, a2, &b2, c2, d2, w7, 8);
 165     R31(&d1, e1, &a1, b1, c1, w15, 9);
 166     R32(&d2, e2, &a2, b2, c2, w14, 6);
 167     R31(&c1, d1, &e1, a1, b1, w8, 13);
 168     R32(&c2, d2, &e2, a2, b2, w6, 6);
 169     R31(&b1, c1, &d1, e1, a1, w1, 15);
 170     R32(&b2, c2, &d2, e2, a2, w9, 14);
 171     R31(&a1, b1, &c1, d1, e1, w2, 14);
 172     R32(&a2, b2, &c2, d2, e2, w11, 12);
 173     R31(&e1, a1, &b1, c1, d1, w7, 8);
 174     R32(&e2, a2, &b2, c2, d2, w8, 13);
 175     R31(&d1, e1, &a1, b1, c1, w0, 13);
 176     R32(&d2, e2, &a2, b2, c2, w12, 5);
 177     R31(&c1, d1, &e1, a1, b1, w6, 6);
 178     R32(&c2, d2, &e2, a2, b2, w2, 14);
 179     R31(&b1, c1, &d1, e1, a1, w13, 5);
 180     R32(&b2, c2, &d2, e2, a2, w10, 13);
 181     R31(&a1, b1, &c1, d1, e1, w11, 12);
 182     R32(&a2, b2, &c2, d2, e2, w0, 13);
 183     R31(&e1, a1, &b1, c1, d1, w5, 7);
 184     R32(&e2, a2, &b2, c2, d2, w4, 7);
 185     R31(&d1, e1, &a1, b1, c1, w12, 5);
 186     R32(&d2, e2, &a2, b2, c2, w13, 5);
 187
 188     R41(&c1, d1, &e1, a1, b1, w1, 11);
 189     R42(&c2, d2, &e2, a2, b2, w8, 15);
 190     R41(&b1, c1, &d1, e1, a1, w9, 12);
 191     R42(&b2, c2, &d2, e2, a2, w6, 5);
 192     R41(&a1, b1, &c1, d1, e1, w11, 14);
 193     R42(&a2, b2, &c2, d2, e2, w4, 8);
 194     R41(&e1, a1, &b1, c1, d1, w10, 15);
 195     R42(&e2, a2, &b2, c2, d2, w1, 11);
 196     R41(&d1, e1, &a1, b1, c1, w0, 14);
 197     R42(&d2, e2, &a2, b2, c2, w3, 14);
 198     R41(&c1, d1, &e1, a1, b1, w8, 15);
 199     R42(&c2, d2, &e2, a2, b2, w11, 14);
 200     R41(&b1, c1, &d1, e1, a1, w12, 9);
 201     R42(&b2, c2, &d2, e2, a2, w15, 6);
 202     R41(&a1, b1, &c1, d1, e1, w4, 8);
 203     R42(&a2, b2, &c2, d2, e2, w0, 14);
 204     R41(&e1, a1, &b1, c1, d1, w13, 9);
 205     R42(&e2, a2, &b2, c2, d2, w5, 6);
 206     R41(&d1, e1, &a1, b1, c1, w3, 14);
 207     R42(&d2, e2, &a2, b2, c2, w12, 9);
 208     R41(&c1, d1, &e1, a1, b1, w7, 5);
 209     R42(&c2, d2, &e2, a2, b2, w2, 12);
 210     R41(&b1, c1, &d1, e1, a1, w15, 6);
 211     R42(&b2, c2, &d2, e2, a2, w13, 9);
 212     R41(&a1, b1, &c1, d1, e1, w14, 8);
 213     R42(&a2, b2, &c2, d2, e2, w9, 12);
 214     R41(&e1, a1, &b1, c1, d1, w5, 6);
 215     R42(&e2, a2, &b2, c2, d2, w7, 5);
 216     R41(&d1, e1, &a1, b1, c1, w6, 5);
 217     R42(&d2, e2, &a2, b2, c2, w10, 15);
 218     R41(&c1, d1, &e1, a1, b1, w2, 12);
 219     R42(&c2, d2, &e2, a2, b2, w14, 8);
 220
 221     R51(&b1, c1, &d1, e1, a1, w4, 9);
 222     R52(&b2, c2, &d2, e2, a2, w12, 8);
 223     R51(&a1, b1, &c1, d1, e1, w0, 15);
 224     R52(&a2, b2, &c2, d2, e2, w15, 5);
 225     R51(&e1, a1, &b1, c1, d1, w5, 5);
 226     R52(&e2, a2, &b2, c2, d2, w10, 12);
 227     R51(&d1, e1, &a1, b1, c1, w9, 11);
 228     R52(&d2, e2, &a2, b2, c2, w4, 9);
 229     R51(&c1, d1, &e1, a1, b1, w7, 6);
 230     R52(&c2, d2, &e2, a2, b2, w1, 12);
 231     R51(&b1, c1, &d1, e1, a1, w12, 8);
 232     R52(&b2, c2, &d2, e2, a2, w5, 5);
 233     R51(&a1, b1, &c1, d1, e1, w2, 13);
 234     R52(&a2, b2, &c2, d2, e2, w8, 14);
 235     R51(&e1, a1, &b1, c1, d1, w10, 12);
 236     R52(&e2, a2, &b2, c2, d2, w7, 6);
 237     R51(&d1, e1, &a1, b1, c1, w14, 5);
 238     R52(&d2, e2, &a2, b2, c2, w6, 8);
 239     R51(&c1, d1, &e1, a1, b1, w1, 12);
 240     R52(&c2, d2, &e2, a2, b2, w2, 13);
 241     R51(&b1, c1, &d1, e1, a1, w3, 13);
 242     R52(&b2, c2, &d2, e2, a2, w13, 6);
 243     R51(&a1, b1, &c1, d1, e1, w8, 14);
 244     R52(&a2, b2, &c2, d2, e2, w14, 5);
 245     R51(&e1, a1, &b1, c1, d1, w11, 11);
 246     R52(&e2, a2, &b2, c2, d2, w0, 15);
 247     R51(&d1, e1, &a1, b1, c1, w6, 8);
 248     R52(&d2, e2, &a2, b2, c2, w3, 13);
 249     R51(&c1, d1, &e1, a1, b1, w15, 5);
 250     R52(&c2, d2, &e2, a2, b2, w9, 11);
 251     R51(&b1, c1, &d1, e1, a1, w13, 6);
 252     R52(&b2, c2, &d2, e2, a2, w11, 11);
 253
 254     t = s[0];
 255     s[0] = s[1] + c1 + d2;
 256     s[1] = s[2] + d1 + e2;
 257     s[2] = s[3] + e1 + a2;
 258     s[3] = s[4] + a1 + b2;
 259     s[4] = t + b1 + c2;
 260 }
 261
 262 static bool alignment_ok(const void *p UNUSED, size_t n UNUSED)
 263 {
 264 #if HAVE_UNALIGNED_ACCESS
 265         return true;
 266 #else
 267         return ((size_t)p % n == 0);
 268 #endif
 269 }
 270
 271 static void add(struct ripemd160_ctx *ctx, const void *p, size_t len)
 272 {
 273         const unsigned char *data = p;
 274         size_t bufsize = ctx->bytes % 64;
 275
 276         if (bufsize + len >= 64) {
 277                 /* Fill the buffer, and process it. */
 278                 memcpy(ctx->buf.u8 + bufsize, data, 64 - bufsize);
 279                 ctx->bytes += 64 - bufsize;
 280                 data += 64 - bufsize;
 281                 len -= 64 - bufsize;
 282                 Transform(ctx->s, ctx->buf.u32);
 283                 bufsize = 0;
 284         }
 285
 286         while (len >= 64) {
 287                 /* Process full chunks directly from the source. */
 288                 if (alignment_ok(data, sizeof(uint32_t)))
 289                         Transform(ctx->s, (const uint32_t *)data);
 290                 else {
 291                         memcpy(ctx->buf.u8, data, sizeof(ctx->buf));
 292                         Transform(ctx->s, ctx->buf.u32);
 293                 }
 294                 ctx->bytes += 64;
 295                 data += 64;
 296                 len -= 64;
 297         }
 298
 299         if (len) {
 300                 /* Fill the buffer with what remains. */
 301                 memcpy(ctx->buf.u8 + bufsize, data, len);
 302                 ctx->bytes += len;
 303         }
 304 }
 305
 306 void ripemd160_init(struct ripemd160_ctx *ctx)
 307 {
 308         struct ripemd160_ctx init = RIPEMD160_INIT;
 309         *ctx = init;
 310 }
 311
 312 void ripemd160_update(struct ripemd160_ctx *ctx, const void *p, size_t size)
 313 {
 314         check_ripemd160(ctx);
 315         add(ctx, p, size);
 316 }
 317
 318 void ripemd160_done(struct ripemd160_ctx *ctx, struct ripemd160 *res)
 319 {
 320         static const unsigned char pad[64] = {0x80};
 321         uint64_t sizedesc;
 322         size_t i;
 323
 324         sizedesc = cpu_to_le64(ctx->bytes << 3);
 325         /* Add '1' bit to terminate, then all 0 bits, up to next block - 8. */
 326         add(ctx, pad, 1 + ((119 - (ctx->bytes % 64)) % 64));
 327         /* Add number of bits of data (big endian) */
 328         add(ctx, &sizedesc, 8);
 329         for (i = 0; i < sizeof(ctx->s) / sizeof(ctx->s[0]); i++)
 330                 res->u.u32[i] = cpu_to_le32(ctx->s[i]);
 331         invalidate_ripemd160(ctx);
 332 }
 333 #endif
 334
 335 void ripemd160(struct ripemd160 *ripemd, const void *p, size_t size)
 336 {
 337         struct ripemd160_ctx ctx;
 338
 339         ripemd160_init(&ctx);
 340         ripemd160_update(&ctx, p, size);
 341         ripemd160_done(&ctx, ripemd);
 342 }
 343
 344 void ripemd160_u8(struct ripemd160_ctx *ctx, uint8_t v)
 345 {
 346         ripemd160_update(ctx, &v, sizeof(v));
 347 }
 348
 349 void ripemd160_u16(struct ripemd160_ctx *ctx, uint16_t v)
 350 {
 351         ripemd160_update(ctx, &v, sizeof(v));
 352 }
 353
 354 void ripemd160_u32(struct ripemd160_ctx *ctx, uint32_t v)
 355 {
 356         ripemd160_update(ctx, &v, sizeof(v));
 357 }
 358
 359 void ripemd160_u64(struct ripemd160_ctx *ctx, uint64_t v)
 360 {
 361         ripemd160_update(ctx, &v, sizeof(v));
 362 }
 363
 364 /* Add as little-endian */
 365 void ripemd160_le16(struct ripemd160_ctx *ctx, uint16_t v)
 366 {
 367         leint16_t lev = cpu_to_le16(v);
 368         ripemd160_update(ctx, &lev, sizeof(lev));
 369 }
 370
 371 void ripemd160_le32(struct ripemd160_ctx *ctx, uint32_t v)
 372 {
 373         leint32_t lev = cpu_to_le32(v);
 374         ripemd160_update(ctx, &lev, sizeof(lev));
 375 }
 376
 377 void ripemd160_le64(struct ripemd160_ctx *ctx, uint64_t v)
 378 {
 379         leint64_t lev = cpu_to_le64(v);
 380         ripemd160_update(ctx, &lev, sizeof(lev));
 381 }
 382
 383 /* Add as big-endian */
 384 void ripemd160_be16(struct ripemd160_ctx *ctx, uint16_t v)
 385 {
 386         beint16_t bev = cpu_to_be16(v);
 387         ripemd160_update(ctx, &bev, sizeof(bev));
 388 }
 389
 390 void ripemd160_be32(struct ripemd160_ctx *ctx, uint32_t v)
 391 {
 392         beint32_t bev = cpu_to_be32(v);
 393         ripemd160_update(ctx, &bev, sizeof(bev));
 394 }
 395
 396 void ripemd160_be64(struct ripemd160_ctx *ctx, uint64_t v)
 397 {
 398         beint64_t bev = cpu_to_be64(v);
 399         ripemd160_update(ctx, &bev, sizeof(bev));
 400 }