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 <stdbool.h>
  12 #include <assert.h>
  13 #include <string.h>
  14
  15 static void invalidate_ripemd160(struct ripemd160_ctx *ctx)
  16 {
  17 #ifdef CCAN_CRYPTO_RIPEMD160_USE_OPENSSL
  18         ctx->c.num = -1U;
  19 #else
  20         ctx->bytes = -1ULL;
  21 #endif
  22 }
  23
  24 static void check_ripemd160(struct ripemd160_ctx *ctx)
  25 {
  26 #ifdef CCAN_CRYPTO_RIPEMD160_USE_OPENSSL
  27         assert(ctx->c.num != -1U);
  28 #else
  29         assert(ctx->bytes != -1ULL);
  30 #endif
  31 }
  32
  33 #ifdef CCAN_CRYPTO_RIPEMD160_USE_OPENSSL
  34 void ripemd160_init(struct ripemd160_ctx *ctx)
  35 {
  36         RIPEMD160_Init(&ctx->c);
  37 }
  38
  39 void ripemd160_update(struct ripemd160_ctx *ctx, const void *p, size_t size)
  40 {
  41         check_ripemd160(ctx);
  42         RIPEMD160_Update(&ctx->c, p, size);
  43 }
  44
  45 void ripemd160_done(struct ripemd160_ctx *ctx, struct ripemd160 *res)
  46 {
  47         RIPEMD160_Final(res->u.u8, &ctx->c);
  48         invalidate_ripemd160(ctx);
  49 }
  50 #else
  51 static uint32_t inline f1(uint32_t x, uint32_t y, uint32_t z) { return x ^ y ^ z; }
  52 static uint32_t inline f2(uint32_t x, uint32_t y, uint32_t z) { return (x & y) | (~x & z); }
  53 static uint32_t inline f3(uint32_t x, uint32_t y, uint32_t z) { return (x | ~y) ^ z; }
  54 static uint32_t inline f4(uint32_t x, uint32_t y, uint32_t z) { return (x & z) | (y & ~z); }
  55 static uint32_t inline f5(uint32_t x, uint32_t y, uint32_t z) { return x ^ (y | ~z); }
  56
  57 /** Initialize RIPEMD-160 state. */
  58 static void inline Initialize(uint32_t* s)
  59 {
  60     s[0] = 0x67452301ul;
  61     s[1] = 0xEFCDAB89ul;
  62     s[2] = 0x98BADCFEul;
  63     s[3] = 0x10325476ul;
  64     s[4] = 0xC3D2E1F0ul;
  65 }
  66
  67 static uint32_t inline rol(uint32_t x, int i) { return (x << i) | (x >> (32 - i)); }
  68
  69 static void inline Round(uint32_t *a, uint32_t b, uint32_t *c, uint32_t d, uint32_t e, uint32_t f, uint32_t x, uint32_t k, int r)
  70 {
  71     *a = rol(*a + f + x + k, r) + e;
  72     *c = rol(*c, 10);
  73 }
  74
  75 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); }
  76 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); }
  77 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); }
  78 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); }
  79 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); }
  80
  81 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); }
  82 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); }
  83 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); }
  84 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); }
  85 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); }
  86
  87 /** Perform a RIPEMD-160 transformation, processing a 64-byte chunk. */
  88 static void Transform(uint32_t *s, const uint32_t *chunk)
  89 {
  90     uint32_t a1 = s[0], b1 = s[1], c1 = s[2], d1 = s[3], e1 = s[4];
  91     uint32_t a2 = a1, b2 = b1, c2 = c1, d2 = d1, e2 = e1;
  92     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]);
  93     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]);
  94     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]);
  95     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]);
  96
  97     R11(&a1, b1, &c1, d1, e1, w0, 11);
  98     R12(&a2, b2, &c2, d2, e2, w5, 8);
  99     R11(&e1, a1, &b1, c1, d1, w1, 14);
 100     R12(&e2, a2, &b2, c2, d2, w14, 9);
 101     R11(&d1, e1, &a1, b1, c1, w2, 15);
 102     R12(&d2, e2, &a2, b2, c2, w7, 9);
 103     R11(&c1, d1, &e1, a1, b1, w3, 12);
 104     R12(&c2, d2, &e2, a2, b2, w0, 11);
 105     R11(&b1, c1, &d1, e1, a1, w4, 5);
 106     R12(&b2, c2, &d2, e2, a2, w9, 13);
 107     R11(&a1, b1, &c1, d1, e1, w5, 8);
 108     R12(&a2, b2, &c2, d2, e2, w2, 15);
 109     R11(&e1, a1, &b1, c1, d1, w6, 7);
 110     R12(&e2, a2, &b2, c2, d2, w11, 15);
 111     R11(&d1, e1, &a1, b1, c1, w7, 9);
 112     R12(&d2, e2, &a2, b2, c2, w4, 5);
 113     R11(&c1, d1, &e1, a1, b1, w8, 11);
 114     R12(&c2, d2, &e2, a2, b2, w13, 7);
 115     R11(&b1, c1, &d1, e1, a1, w9, 13);
 116     R12(&b2, c2, &d2, e2, a2, w6, 7);
 117     R11(&a1, b1, &c1, d1, e1, w10, 14);
 118     R12(&a2, b2, &c2, d2, e2, w15, 8);
 119     R11(&e1, a1, &b1, c1, d1, w11, 15);
 120     R12(&e2, a2, &b2, c2, d2, w8, 11);
 121     R11(&d1, e1, &a1, b1, c1, w12, 6);
 122     R12(&d2, e2, &a2, b2, c2, w1, 14);
 123     R11(&c1, d1, &e1, a1, b1, w13, 7);
 124     R12(&c2, d2, &e2, a2, b2, w10, 14);
 125     R11(&b1, c1, &d1, e1, a1, w14, 9);
 126     R12(&b2, c2, &d2, e2, a2, w3, 12);
 127     R11(&a1, b1, &c1, d1, e1, w15, 8);
 128     R12(&a2, b2, &c2, d2, e2, w12, 6);
 129
 130     R21(&e1, a1, &b1, c1, d1, w7, 7);
 131     R22(&e2, a2, &b2, c2, d2, w6, 9);
 132     R21(&d1, e1, &a1, b1, c1, w4, 6);
 133     R22(&d2, e2, &a2, b2, c2, w11, 13);
 134     R21(&c1, d1, &e1, a1, b1, w13, 8);
 135     R22(&c2, d2, &e2, a2, b2, w3, 15);
 136     R21(&b1, c1, &d1, e1, a1, w1, 13);
 137     R22(&b2, c2, &d2, e2, a2, w7, 7);
 138     R21(&a1, b1, &c1, d1, e1, w10, 11);
 139     R22(&a2, b2, &c2, d2, e2, w0, 12);
 140     R21(&e1, a1, &b1, c1, d1, w6, 9);
 141     R22(&e2, a2, &b2, c2, d2, w13, 8);
 142     R21(&d1, e1, &a1, b1, c1, w15, 7);
 143     R22(&d2, e2, &a2, b2, c2, w5, 9);
 144     R21(&c1, d1, &e1, a1, b1, w3, 15);
 145     R22(&c2, d2, &e2, a2, b2, w10, 11);
 146     R21(&b1, c1, &d1, e1, a1, w12, 7);
 147     R22(&b2, c2, &d2, e2, a2, w14, 7);
 148     R21(&a1, b1, &c1, d1, e1, w0, 12);
 149     R22(&a2, b2, &c2, d2, e2, w15, 7);
 150     R21(&e1, a1, &b1, c1, d1, w9, 15);
 151     R22(&e2, a2, &b2, c2, d2, w8, 12);
 152     R21(&d1, e1, &a1, b1, c1, w5, 9);
 153     R22(&d2, e2, &a2, b2, c2, w12, 7);
 154     R21(&c1, d1, &e1, a1, b1, w2, 11);
 155     R22(&c2, d2, &e2, a2, b2, w4, 6);
 156     R21(&b1, c1, &d1, e1, a1, w14, 7);
 157     R22(&b2, c2, &d2, e2, a2, w9, 15);
 158     R21(&a1, b1, &c1, d1, e1, w11, 13);
 159     R22(&a2, b2, &c2, d2, e2, w1, 13);
 160     R21(&e1, a1, &b1, c1, d1, w8, 12);
 161     R22(&e2, a2, &b2, c2, d2, w2, 11);
 162
 163     R31(&d1, e1, &a1, b1, c1, w3, 11);
 164     R32(&d2, e2, &a2, b2, c2, w15, 9);
 165     R31(&c1, d1, &e1, a1, b1, w10, 13);
 166     R32(&c2, d2, &e2, a2, b2, w5, 7);
 167     R31(&b1, c1, &d1, e1, a1, w14, 6);
 168     R32(&b2, c2, &d2, e2, a2, w1, 15);
 169     R31(&a1, b1, &c1, d1, e1, w4, 7);
 170     R32(&a2, b2, &c2, d2, e2, w3, 11);
 171     R31(&e1, a1, &b1, c1, d1, w9, 14);
 172     R32(&e2, a2, &b2, c2, d2, w7, 8);
 173     R31(&d1, e1, &a1, b1, c1, w15, 9);
 174     R32(&d2, e2, &a2, b2, c2, w14, 6);
 175     R31(&c1, d1, &e1, a1, b1, w8, 13);
 176     R32(&c2, d2, &e2, a2, b2, w6, 6);
 177     R31(&b1, c1, &d1, e1, a1, w1, 15);
 178     R32(&b2, c2, &d2, e2, a2, w9, 14);
 179     R31(&a1, b1, &c1, d1, e1, w2, 14);
 180     R32(&a2, b2, &c2, d2, e2, w11, 12);
 181     R31(&e1, a1, &b1, c1, d1, w7, 8);
 182     R32(&e2, a2, &b2, c2, d2, w8, 13);
 183     R31(&d1, e1, &a1, b1, c1, w0, 13);
 184     R32(&d2, e2, &a2, b2, c2, w12, 5);
 185     R31(&c1, d1, &e1, a1, b1, w6, 6);
 186     R32(&c2, d2, &e2, a2, b2, w2, 14);
 187     R31(&b1, c1, &d1, e1, a1, w13, 5);
 188     R32(&b2, c2, &d2, e2, a2, w10, 13);
 189     R31(&a1, b1, &c1, d1, e1, w11, 12);
 190     R32(&a2, b2, &c2, d2, e2, w0, 13);
 191     R31(&e1, a1, &b1, c1, d1, w5, 7);
 192     R32(&e2, a2, &b2, c2, d2, w4, 7);
 193     R31(&d1, e1, &a1, b1, c1, w12, 5);
 194     R32(&d2, e2, &a2, b2, c2, w13, 5);
 195
 196     R41(&c1, d1, &e1, a1, b1, w1, 11);
 197     R42(&c2, d2, &e2, a2, b2, w8, 15);
 198     R41(&b1, c1, &d1, e1, a1, w9, 12);
 199     R42(&b2, c2, &d2, e2, a2, w6, 5);
 200     R41(&a1, b1, &c1, d1, e1, w11, 14);
 201     R42(&a2, b2, &c2, d2, e2, w4, 8);
 202     R41(&e1, a1, &b1, c1, d1, w10, 15);
 203     R42(&e2, a2, &b2, c2, d2, w1, 11);
 204     R41(&d1, e1, &a1, b1, c1, w0, 14);
 205     R42(&d2, e2, &a2, b2, c2, w3, 14);
 206     R41(&c1, d1, &e1, a1, b1, w8, 15);
 207     R42(&c2, d2, &e2, a2, b2, w11, 14);
 208     R41(&b1, c1, &d1, e1, a1, w12, 9);
 209     R42(&b2, c2, &d2, e2, a2, w15, 6);
 210     R41(&a1, b1, &c1, d1, e1, w4, 8);
 211     R42(&a2, b2, &c2, d2, e2, w0, 14);
 212     R41(&e1, a1, &b1, c1, d1, w13, 9);
 213     R42(&e2, a2, &b2, c2, d2, w5, 6);
 214     R41(&d1, e1, &a1, b1, c1, w3, 14);
 215     R42(&d2, e2, &a2, b2, c2, w12, 9);
 216     R41(&c1, d1, &e1, a1, b1, w7, 5);
 217     R42(&c2, d2, &e2, a2, b2, w2, 12);
 218     R41(&b1, c1, &d1, e1, a1, w15, 6);
 219     R42(&b2, c2, &d2, e2, a2, w13, 9);
 220     R41(&a1, b1, &c1, d1, e1, w14, 8);
 221     R42(&a2, b2, &c2, d2, e2, w9, 12);
 222     R41(&e1, a1, &b1, c1, d1, w5, 6);
 223     R42(&e2, a2, &b2, c2, d2, w7, 5);
 224     R41(&d1, e1, &a1, b1, c1, w6, 5);
 225     R42(&d2, e2, &a2, b2, c2, w10, 15);
 226     R41(&c1, d1, &e1, a1, b1, w2, 12);
 227     R42(&c2, d2, &e2, a2, b2, w14, 8);
 228
 229     R51(&b1, c1, &d1, e1, a1, w4, 9);
 230     R52(&b2, c2, &d2, e2, a2, w12, 8);
 231     R51(&a1, b1, &c1, d1, e1, w0, 15);
 232     R52(&a2, b2, &c2, d2, e2, w15, 5);
 233     R51(&e1, a1, &b1, c1, d1, w5, 5);
 234     R52(&e2, a2, &b2, c2, d2, w10, 12);
 235     R51(&d1, e1, &a1, b1, c1, w9, 11);
 236     R52(&d2, e2, &a2, b2, c2, w4, 9);
 237     R51(&c1, d1, &e1, a1, b1, w7, 6);
 238     R52(&c2, d2, &e2, a2, b2, w1, 12);
 239     R51(&b1, c1, &d1, e1, a1, w12, 8);
 240     R52(&b2, c2, &d2, e2, a2, w5, 5);
 241     R51(&a1, b1, &c1, d1, e1, w2, 13);
 242     R52(&a2, b2, &c2, d2, e2, w8, 14);
 243     R51(&e1, a1, &b1, c1, d1, w10, 12);
 244     R52(&e2, a2, &b2, c2, d2, w7, 6);
 245     R51(&d1, e1, &a1, b1, c1, w14, 5);
 246     R52(&d2, e2, &a2, b2, c2, w6, 8);
 247     R51(&c1, d1, &e1, a1, b1, w1, 12);
 248     R52(&c2, d2, &e2, a2, b2, w2, 13);
 249     R51(&b1, c1, &d1, e1, a1, w3, 13);
 250     R52(&b2, c2, &d2, e2, a2, w13, 6);
 251     R51(&a1, b1, &c1, d1, e1, w8, 14);
 252     R52(&a2, b2, &c2, d2, e2, w14, 5);
 253     R51(&e1, a1, &b1, c1, d1, w11, 11);
 254     R52(&e2, a2, &b2, c2, d2, w0, 15);
 255     R51(&d1, e1, &a1, b1, c1, w6, 8);
 256     R52(&d2, e2, &a2, b2, c2, w3, 13);
 257     R51(&c1, d1, &e1, a1, b1, w15, 5);
 258     R52(&c2, d2, &e2, a2, b2, w9, 11);
 259     R51(&b1, c1, &d1, e1, a1, w13, 6);
 260     R52(&b2, c2, &d2, e2, a2, w11, 11);
 261
 262     uint32_t t = s[0];
 263     s[0] = s[1] + c1 + d2;
 264     s[1] = s[2] + d1 + e2;
 265     s[2] = s[3] + e1 + a2;
 266     s[3] = s[4] + a1 + b2;
 267     s[4] = t + b1 + c2;
 268 }
 269
 270 static bool alignment_ok(const void *p, size_t n)
 271 {
 272 #if HAVE_UNALIGNED_ACCESS
 273         return true;
 274 #else
 275         return ((size_t)p % n == 0);
 276 #endif
 277 }
 278
 279 static void add(struct ripemd160_ctx *ctx, const void *p, size_t len)
 280 {
 281         const unsigned char *data = p;
 282         size_t bufsize = ctx->bytes % 64;
 283
 284         if (bufsize + len >= 64) {
 285                 // Fill the buffer, and process it.
 286                 memcpy(ctx->buf.u8 + bufsize, data, 64 - bufsize);
 287                 ctx->bytes += 64 - bufsize;
 288                 data += 64 - bufsize;
 289                 len -= 64 - bufsize;
 290                 Transform(ctx->s, ctx->buf.u32);
 291                 bufsize = 0;
 292         }
 293
 294         while (len >= 64) {
 295                 // Process full chunks directly from the source.
 296                 if (alignment_ok(data, sizeof(uint32_t)))
 297                         Transform(ctx->s, (const uint32_t *)data);
 298                 else {
 299                         memcpy(ctx->buf.u8, data, sizeof(ctx->buf));
 300                         Transform(ctx->s, ctx->buf.u32);
 301                 }
 302                 ctx->bytes += 64;
 303                 data += 64;
 304                 len -= 64;
 305         }
 306
 307         if (len) {
 308                 // Fill the buffer with what remains.
 309                 memcpy(ctx->buf.u8 + bufsize, data, len);
 310                 ctx->bytes += len;
 311         }
 312 }
 313
 314 void ripemd160_init(struct ripemd160_ctx *ctx)
 315 {
 316         struct ripemd160_ctx init = RIPEMD160_INIT;
 317         *ctx = init;
 318 }
 319
 320 void ripemd160_update(struct ripemd160_ctx *ctx, const void *p, size_t size)
 321 {
 322         check_ripemd160(ctx);
 323         add(ctx, p, size);
 324 }
 325
 326 void ripemd160_done(struct ripemd160_ctx *ctx, struct ripemd160 *res)
 327 {
 328         static const unsigned char pad[64] = {0x80};
 329         uint64_t sizedesc;
 330         size_t i;
 331
 332         sizedesc = cpu_to_le64(ctx->bytes << 3);
 333         /* Add '1' bit to terminate, then all 0 bits, up to next block - 8. */
 334         add(ctx, pad, 1 + ((119 - (ctx->bytes % 64)) % 64));
 335         /* Add number of bits of data (big endian) */
 336         add(ctx, &sizedesc, 8);
 337         for (i = 0; i < sizeof(ctx->s) / sizeof(ctx->s[0]); i++)
 338                 res->u.u32[i] = cpu_to_le32(ctx->s[i]);
 339         invalidate_ripemd160(ctx);
 340 }
 341 #endif
 342
 343 void ripemd160(struct ripemd160 *sha, const void *p, size_t size)
 344 {
 345         struct ripemd160_ctx ctx;
 346
 347         ripemd160_init(&ctx);
 348         ripemd160_update(&ctx, p, size);
 349         ripemd160_done(&ctx, sha);
 350 }
 351
 352 void ripemd160_u8(struct ripemd160_ctx *ctx, uint8_t v)
 353 {
 354         ripemd160_update(ctx, &v, sizeof(v));
 355 }
 356
 357 void ripemd160_u16(struct ripemd160_ctx *ctx, uint16_t v)
 358 {
 359         ripemd160_update(ctx, &v, sizeof(v));
 360 }
 361
 362 void ripemd160_u32(struct ripemd160_ctx *ctx, uint32_t v)
 363 {
 364         ripemd160_update(ctx, &v, sizeof(v));
 365 }
 366
 367 void ripemd160_u64(struct ripemd160_ctx *ctx, uint64_t v)
 368 {
 369         ripemd160_update(ctx, &v, sizeof(v));
 370 }
 371
 372 /* Add as little-endian */
 373 void ripemd160_le16(struct ripemd160_ctx *ctx, uint16_t v)
 374 {
 375         leint16_t lev = cpu_to_le16(v);
 376         ripemd160_update(ctx, &lev, sizeof(lev));
 377 }
 378
 379 void ripemd160_le32(struct ripemd160_ctx *ctx, uint32_t v)
 380 {
 381         leint32_t lev = cpu_to_le32(v);
 382         ripemd160_update(ctx, &lev, sizeof(lev));
 383 }
 384
 385 void ripemd160_le64(struct ripemd160_ctx *ctx, uint64_t v)
 386 {
 387         leint64_t lev = cpu_to_le64(v);
 388         ripemd160_update(ctx, &lev, sizeof(lev));
 389 }
 390
 391 /* Add as big-endian */
 392 void ripemd160_be16(struct ripemd160_ctx *ctx, uint16_t v)
 393 {
 394         beint16_t bev = cpu_to_be16(v);
 395         ripemd160_update(ctx, &bev, sizeof(bev));
 396 }
 397
 398 void ripemd160_be32(struct ripemd160_ctx *ctx, uint32_t v)
 399 {
 400         beint32_t bev = cpu_to_be32(v);
 401         ripemd160_update(ctx, &bev, sizeof(bev));
 402 }
 403
 404 void ripemd160_be64(struct ripemd160_ctx *ctx, uint64_t v)
 405 {
 406         beint64_t bev = cpu_to_be64(v);
 407         ripemd160_update(ctx, &bev, sizeof(bev));
 408 }