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 /** Initialize RIPEMD-160 state. */
  59 static void inline Initialize(uint32_t* s)
  60 {
  61     s[0] = 0x67452301ul;
  62     s[1] = 0xEFCDAB89ul;
  63     s[2] = 0x98BADCFEul;
  64     s[3] = 0x10325476ul;
  65     s[4] = 0xC3D2E1F0ul;
  66 }
  67
  68 static uint32_t inline rol(uint32_t x, int i) { return (x << i) | (x >> (32 - i)); }
  69
  70 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)
  71 {
  72     *a = rol(*a + f + x + k, r) + e;
  73     *c = rol(*c, 10);
  74 }
  75
  76 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); }
  77 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); }
  78 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); }
  79 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); }
  80 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); }
  81
  82 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); }
  83 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); }
  84 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); }
  85 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); }
  86 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); }
  87
  88 /** Perform a RIPEMD-160 transformation, processing a 64-byte chunk. */
  89 static void Transform(uint32_t *s, const uint32_t *chunk)
  90 {
  91     uint32_t a1 = s[0], b1 = s[1], c1 = s[2], d1 = s[3], e1 = s[4];
  92     uint32_t a2 = a1, b2 = b1, c2 = c1, d2 = d1, e2 = e1;
  93     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]);
  94     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]);
  95     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]);
  96     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]);
  97
  98     R11(&a1, b1, &c1, d1, e1, w0, 11);
  99     R12(&a2, b2, &c2, d2, e2, w5, 8);
 100     R11(&e1, a1, &b1, c1, d1, w1, 14);
 101     R12(&e2, a2, &b2, c2, d2, w14, 9);
 102     R11(&d1, e1, &a1, b1, c1, w2, 15);
 103     R12(&d2, e2, &a2, b2, c2, w7, 9);
 104     R11(&c1, d1, &e1, a1, b1, w3, 12);
 105     R12(&c2, d2, &e2, a2, b2, w0, 11);
 106     R11(&b1, c1, &d1, e1, a1, w4, 5);
 107     R12(&b2, c2, &d2, e2, a2, w9, 13);
 108     R11(&a1, b1, &c1, d1, e1, w5, 8);
 109     R12(&a2, b2, &c2, d2, e2, w2, 15);
 110     R11(&e1, a1, &b1, c1, d1, w6, 7);
 111     R12(&e2, a2, &b2, c2, d2, w11, 15);
 112     R11(&d1, e1, &a1, b1, c1, w7, 9);
 113     R12(&d2, e2, &a2, b2, c2, w4, 5);
 114     R11(&c1, d1, &e1, a1, b1, w8, 11);
 115     R12(&c2, d2, &e2, a2, b2, w13, 7);
 116     R11(&b1, c1, &d1, e1, a1, w9, 13);
 117     R12(&b2, c2, &d2, e2, a2, w6, 7);
 118     R11(&a1, b1, &c1, d1, e1, w10, 14);
 119     R12(&a2, b2, &c2, d2, e2, w15, 8);
 120     R11(&e1, a1, &b1, c1, d1, w11, 15);
 121     R12(&e2, a2, &b2, c2, d2, w8, 11);
 122     R11(&d1, e1, &a1, b1, c1, w12, 6);
 123     R12(&d2, e2, &a2, b2, c2, w1, 14);
 124     R11(&c1, d1, &e1, a1, b1, w13, 7);
 125     R12(&c2, d2, &e2, a2, b2, w10, 14);
 126     R11(&b1, c1, &d1, e1, a1, w14, 9);
 127     R12(&b2, c2, &d2, e2, a2, w3, 12);
 128     R11(&a1, b1, &c1, d1, e1, w15, 8);
 129     R12(&a2, b2, &c2, d2, e2, w12, 6);
 130
 131     R21(&e1, a1, &b1, c1, d1, w7, 7);
 132     R22(&e2, a2, &b2, c2, d2, w6, 9);
 133     R21(&d1, e1, &a1, b1, c1, w4, 6);
 134     R22(&d2, e2, &a2, b2, c2, w11, 13);
 135     R21(&c1, d1, &e1, a1, b1, w13, 8);
 136     R22(&c2, d2, &e2, a2, b2, w3, 15);
 137     R21(&b1, c1, &d1, e1, a1, w1, 13);
 138     R22(&b2, c2, &d2, e2, a2, w7, 7);
 139     R21(&a1, b1, &c1, d1, e1, w10, 11);
 140     R22(&a2, b2, &c2, d2, e2, w0, 12);
 141     R21(&e1, a1, &b1, c1, d1, w6, 9);
 142     R22(&e2, a2, &b2, c2, d2, w13, 8);
 143     R21(&d1, e1, &a1, b1, c1, w15, 7);
 144     R22(&d2, e2, &a2, b2, c2, w5, 9);
 145     R21(&c1, d1, &e1, a1, b1, w3, 15);
 146     R22(&c2, d2, &e2, a2, b2, w10, 11);
 147     R21(&b1, c1, &d1, e1, a1, w12, 7);
 148     R22(&b2, c2, &d2, e2, a2, w14, 7);
 149     R21(&a1, b1, &c1, d1, e1, w0, 12);
 150     R22(&a2, b2, &c2, d2, e2, w15, 7);
 151     R21(&e1, a1, &b1, c1, d1, w9, 15);
 152     R22(&e2, a2, &b2, c2, d2, w8, 12);
 153     R21(&d1, e1, &a1, b1, c1, w5, 9);
 154     R22(&d2, e2, &a2, b2, c2, w12, 7);
 155     R21(&c1, d1, &e1, a1, b1, w2, 11);
 156     R22(&c2, d2, &e2, a2, b2, w4, 6);
 157     R21(&b1, c1, &d1, e1, a1, w14, 7);
 158     R22(&b2, c2, &d2, e2, a2, w9, 15);
 159     R21(&a1, b1, &c1, d1, e1, w11, 13);
 160     R22(&a2, b2, &c2, d2, e2, w1, 13);
 161     R21(&e1, a1, &b1, c1, d1, w8, 12);
 162     R22(&e2, a2, &b2, c2, d2, w2, 11);
 163
 164     R31(&d1, e1, &a1, b1, c1, w3, 11);
 165     R32(&d2, e2, &a2, b2, c2, w15, 9);
 166     R31(&c1, d1, &e1, a1, b1, w10, 13);
 167     R32(&c2, d2, &e2, a2, b2, w5, 7);
 168     R31(&b1, c1, &d1, e1, a1, w14, 6);
 169     R32(&b2, c2, &d2, e2, a2, w1, 15);
 170     R31(&a1, b1, &c1, d1, e1, w4, 7);
 171     R32(&a2, b2, &c2, d2, e2, w3, 11);
 172     R31(&e1, a1, &b1, c1, d1, w9, 14);
 173     R32(&e2, a2, &b2, c2, d2, w7, 8);
 174     R31(&d1, e1, &a1, b1, c1, w15, 9);
 175     R32(&d2, e2, &a2, b2, c2, w14, 6);
 176     R31(&c1, d1, &e1, a1, b1, w8, 13);
 177     R32(&c2, d2, &e2, a2, b2, w6, 6);
 178     R31(&b1, c1, &d1, e1, a1, w1, 15);
 179     R32(&b2, c2, &d2, e2, a2, w9, 14);
 180     R31(&a1, b1, &c1, d1, e1, w2, 14);
 181     R32(&a2, b2, &c2, d2, e2, w11, 12);
 182     R31(&e1, a1, &b1, c1, d1, w7, 8);
 183     R32(&e2, a2, &b2, c2, d2, w8, 13);
 184     R31(&d1, e1, &a1, b1, c1, w0, 13);
 185     R32(&d2, e2, &a2, b2, c2, w12, 5);
 186     R31(&c1, d1, &e1, a1, b1, w6, 6);
 187     R32(&c2, d2, &e2, a2, b2, w2, 14);
 188     R31(&b1, c1, &d1, e1, a1, w13, 5);
 189     R32(&b2, c2, &d2, e2, a2, w10, 13);
 190     R31(&a1, b1, &c1, d1, e1, w11, 12);
 191     R32(&a2, b2, &c2, d2, e2, w0, 13);
 192     R31(&e1, a1, &b1, c1, d1, w5, 7);
 193     R32(&e2, a2, &b2, c2, d2, w4, 7);
 194     R31(&d1, e1, &a1, b1, c1, w12, 5);
 195     R32(&d2, e2, &a2, b2, c2, w13, 5);
 196
 197     R41(&c1, d1, &e1, a1, b1, w1, 11);
 198     R42(&c2, d2, &e2, a2, b2, w8, 15);
 199     R41(&b1, c1, &d1, e1, a1, w9, 12);
 200     R42(&b2, c2, &d2, e2, a2, w6, 5);
 201     R41(&a1, b1, &c1, d1, e1, w11, 14);
 202     R42(&a2, b2, &c2, d2, e2, w4, 8);
 203     R41(&e1, a1, &b1, c1, d1, w10, 15);
 204     R42(&e2, a2, &b2, c2, d2, w1, 11);
 205     R41(&d1, e1, &a1, b1, c1, w0, 14);
 206     R42(&d2, e2, &a2, b2, c2, w3, 14);
 207     R41(&c1, d1, &e1, a1, b1, w8, 15);
 208     R42(&c2, d2, &e2, a2, b2, w11, 14);
 209     R41(&b1, c1, &d1, e1, a1, w12, 9);
 210     R42(&b2, c2, &d2, e2, a2, w15, 6);
 211     R41(&a1, b1, &c1, d1, e1, w4, 8);
 212     R42(&a2, b2, &c2, d2, e2, w0, 14);
 213     R41(&e1, a1, &b1, c1, d1, w13, 9);
 214     R42(&e2, a2, &b2, c2, d2, w5, 6);
 215     R41(&d1, e1, &a1, b1, c1, w3, 14);
 216     R42(&d2, e2, &a2, b2, c2, w12, 9);
 217     R41(&c1, d1, &e1, a1, b1, w7, 5);
 218     R42(&c2, d2, &e2, a2, b2, w2, 12);
 219     R41(&b1, c1, &d1, e1, a1, w15, 6);
 220     R42(&b2, c2, &d2, e2, a2, w13, 9);
 221     R41(&a1, b1, &c1, d1, e1, w14, 8);
 222     R42(&a2, b2, &c2, d2, e2, w9, 12);
 223     R41(&e1, a1, &b1, c1, d1, w5, 6);
 224     R42(&e2, a2, &b2, c2, d2, w7, 5);
 225     R41(&d1, e1, &a1, b1, c1, w6, 5);
 226     R42(&d2, e2, &a2, b2, c2, w10, 15);
 227     R41(&c1, d1, &e1, a1, b1, w2, 12);
 228     R42(&c2, d2, &e2, a2, b2, w14, 8);
 229
 230     R51(&b1, c1, &d1, e1, a1, w4, 9);
 231     R52(&b2, c2, &d2, e2, a2, w12, 8);
 232     R51(&a1, b1, &c1, d1, e1, w0, 15);
 233     R52(&a2, b2, &c2, d2, e2, w15, 5);
 234     R51(&e1, a1, &b1, c1, d1, w5, 5);
 235     R52(&e2, a2, &b2, c2, d2, w10, 12);
 236     R51(&d1, e1, &a1, b1, c1, w9, 11);
 237     R52(&d2, e2, &a2, b2, c2, w4, 9);
 238     R51(&c1, d1, &e1, a1, b1, w7, 6);
 239     R52(&c2, d2, &e2, a2, b2, w1, 12);
 240     R51(&b1, c1, &d1, e1, a1, w12, 8);
 241     R52(&b2, c2, &d2, e2, a2, w5, 5);
 242     R51(&a1, b1, &c1, d1, e1, w2, 13);
 243     R52(&a2, b2, &c2, d2, e2, w8, 14);
 244     R51(&e1, a1, &b1, c1, d1, w10, 12);
 245     R52(&e2, a2, &b2, c2, d2, w7, 6);
 246     R51(&d1, e1, &a1, b1, c1, w14, 5);
 247     R52(&d2, e2, &a2, b2, c2, w6, 8);
 248     R51(&c1, d1, &e1, a1, b1, w1, 12);
 249     R52(&c2, d2, &e2, a2, b2, w2, 13);
 250     R51(&b1, c1, &d1, e1, a1, w3, 13);
 251     R52(&b2, c2, &d2, e2, a2, w13, 6);
 252     R51(&a1, b1, &c1, d1, e1, w8, 14);
 253     R52(&a2, b2, &c2, d2, e2, w14, 5);
 254     R51(&e1, a1, &b1, c1, d1, w11, 11);
 255     R52(&e2, a2, &b2, c2, d2, w0, 15);
 256     R51(&d1, e1, &a1, b1, c1, w6, 8);
 257     R52(&d2, e2, &a2, b2, c2, w3, 13);
 258     R51(&c1, d1, &e1, a1, b1, w15, 5);
 259     R52(&c2, d2, &e2, a2, b2, w9, 11);
 260     R51(&b1, c1, &d1, e1, a1, w13, 6);
 261     R52(&b2, c2, &d2, e2, a2, w11, 11);
 262
 263     uint32_t t = s[0];
 264     s[0] = s[1] + c1 + d2;
 265     s[1] = s[2] + d1 + e2;
 266     s[2] = s[3] + e1 + a2;
 267     s[3] = s[4] + a1 + b2;
 268     s[4] = t + b1 + c2;
 269 }
 270
 271 static bool alignment_ok(const void *p UNUSED, size_t n UNUSED)
 272 {
 273 #if HAVE_UNALIGNED_ACCESS
 274         return true;
 275 #else
 276         return ((size_t)p % n == 0);
 277 #endif
 278 }
 279
 280 static void add(struct ripemd160_ctx *ctx, const void *p, size_t len)
 281 {
 282         const unsigned char *data = p;
 283         size_t bufsize = ctx->bytes % 64;
 284
 285         if (bufsize + len >= 64) {
 286                 // Fill the buffer, and process it.
 287                 memcpy(ctx->buf.u8 + bufsize, data, 64 - bufsize);
 288                 ctx->bytes += 64 - bufsize;
 289                 data += 64 - bufsize;
 290                 len -= 64 - bufsize;
 291                 Transform(ctx->s, ctx->buf.u32);
 292                 bufsize = 0;
 293         }
 294
 295         while (len >= 64) {
 296                 // Process full chunks directly from the source.
 297                 if (alignment_ok(data, sizeof(uint32_t)))
 298                         Transform(ctx->s, (const uint32_t *)data);
 299                 else {
 300                         memcpy(ctx->buf.u8, data, sizeof(ctx->buf));
 301                         Transform(ctx->s, ctx->buf.u32);
 302                 }
 303                 ctx->bytes += 64;
 304                 data += 64;
 305                 len -= 64;
 306         }
 307
 308         if (len) {
 309                 // Fill the buffer with what remains.
 310                 memcpy(ctx->buf.u8 + bufsize, data, len);
 311                 ctx->bytes += len;
 312         }
 313 }
 314
 315 void ripemd160_init(struct ripemd160_ctx *ctx)
 316 {
 317         struct ripemd160_ctx init = RIPEMD160_INIT;
 318         *ctx = init;
 319 }
 320
 321 void ripemd160_update(struct ripemd160_ctx *ctx, const void *p, size_t size)
 322 {
 323         check_ripemd160(ctx);
 324         add(ctx, p, size);
 325 }
 326
 327 void ripemd160_done(struct ripemd160_ctx *ctx, struct ripemd160 *res)
 328 {
 329         static const unsigned char pad[64] = {0x80};
 330         uint64_t sizedesc;
 331         size_t i;
 332
 333         sizedesc = cpu_to_le64(ctx->bytes << 3);
 334         /* Add '1' bit to terminate, then all 0 bits, up to next block - 8. */
 335         add(ctx, pad, 1 + ((119 - (ctx->bytes % 64)) % 64));
 336         /* Add number of bits of data (big endian) */
 337         add(ctx, &sizedesc, 8);
 338         for (i = 0; i < sizeof(ctx->s) / sizeof(ctx->s[0]); i++)
 339                 res->u.u32[i] = cpu_to_le32(ctx->s[i]);
 340         invalidate_ripemd160(ctx);
 341 }
 342 #endif
 343
 344 void ripemd160(struct ripemd160 *sha, const void *p, size_t size)
 345 {
 346         struct ripemd160_ctx ctx;
 347
 348         ripemd160_init(&ctx);
 349         ripemd160_update(&ctx, p, size);
 350         ripemd160_done(&ctx, sha);
 351 }
 352
 353 void ripemd160_u8(struct ripemd160_ctx *ctx, uint8_t v)
 354 {
 355         ripemd160_update(ctx, &v, sizeof(v));
 356 }
 357
 358 void ripemd160_u16(struct ripemd160_ctx *ctx, uint16_t v)
 359 {
 360         ripemd160_update(ctx, &v, sizeof(v));
 361 }
 362
 363 void ripemd160_u32(struct ripemd160_ctx *ctx, uint32_t v)
 364 {
 365         ripemd160_update(ctx, &v, sizeof(v));
 366 }
 367
 368 void ripemd160_u64(struct ripemd160_ctx *ctx, uint64_t v)
 369 {
 370         ripemd160_update(ctx, &v, sizeof(v));
 371 }
 372
 373 /* Add as little-endian */
 374 void ripemd160_le16(struct ripemd160_ctx *ctx, uint16_t v)
 375 {
 376         leint16_t lev = cpu_to_le16(v);
 377         ripemd160_update(ctx, &lev, sizeof(lev));
 378 }
 379
 380 void ripemd160_le32(struct ripemd160_ctx *ctx, uint32_t v)
 381 {
 382         leint32_t lev = cpu_to_le32(v);
 383         ripemd160_update(ctx, &lev, sizeof(lev));
 384 }
 385
 386 void ripemd160_le64(struct ripemd160_ctx *ctx, uint64_t v)
 387 {
 388         leint64_t lev = cpu_to_le64(v);
 389         ripemd160_update(ctx, &lev, sizeof(lev));
 390 }
 391
 392 /* Add as big-endian */
 393 void ripemd160_be16(struct ripemd160_ctx *ctx, uint16_t v)
 394 {
 395         beint16_t bev = cpu_to_be16(v);
 396         ripemd160_update(ctx, &bev, sizeof(bev));
 397 }
 398
 399 void ripemd160_be32(struct ripemd160_ctx *ctx, uint32_t v)
 400 {
 401         beint32_t bev = cpu_to_be32(v);
 402         ripemd160_update(ctx, &bev, sizeof(bev));
 403 }
 404
 405 void ripemd160_be64(struct ripemd160_ctx *ctx, uint64_t v)
 406 {
 407         beint64_t bev = cpu_to_be64(v);
 408         ripemd160_update(ctx, &bev, sizeof(bev));
 409 }