contrib/libarchive/libarchive/archive_blake2s_ref.c

   1 /*
   2    BLAKE2 reference source code package - reference C implementations
   3
   4    Copyright 2012, Samuel Neves <sneves@dei.uc.pt>.  You may use this under the
   5    terms of the CC0, the OpenSSL Licence, or the Apache Public License 2.0, at
   6    your option.  The terms of these licenses can be found at:
   7
   8    - CC0 1.0 Universal : http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0
   9    - OpenSSL license   : https://www.openssl.org/source/license.html
  10    - Apache 2.0        : http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
  11
  12    More information about the BLAKE2 hash function can be found at
  13    https://blake2.net.
  14 */
  15
  16 #include <stdint.h>
  17 #include <string.h>
  18 #include <stdio.h>
  19
  20 #include "archive_platform.h"
  21 #include "archive_blake2.h"
  22 #include "archive_blake2_impl.h"
  23
  24 static const uint32_t blake2s_IV[8] =
  25 {
  26   0x6A09E667UL, 0xBB67AE85UL, 0x3C6EF372UL, 0xA54FF53AUL,
  27   0x510E527FUL, 0x9B05688CUL, 0x1F83D9ABUL, 0x5BE0CD19UL
  28 };
  29
  30 static const uint8_t blake2s_sigma[10][16] =
  31 {
  32   {  0,  1,  2,  3,  4,  5,  6,  7,  8,  9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 } ,
  33   { 14, 10,  4,  8,  9, 15, 13,  6,  1, 12,  0,  2, 11,  7,  5,  3 } ,
  34   { 11,  8, 12,  0,  5,  2, 15, 13, 10, 14,  3,  6,  7,  1,  9,  4 } ,
  35   {  7,  9,  3,  1, 13, 12, 11, 14,  2,  6,  5, 10,  4,  0, 15,  8 } ,
  36   {  9,  0,  5,  7,  2,  4, 10, 15, 14,  1, 11, 12,  6,  8,  3, 13 } ,
  37   {  2, 12,  6, 10,  0, 11,  8,  3,  4, 13,  7,  5, 15, 14,  1,  9 } ,
  38   { 12,  5,  1, 15, 14, 13,  4, 10,  0,  7,  6,  3,  9,  2,  8, 11 } ,
  39   { 13, 11,  7, 14, 12,  1,  3,  9,  5,  0, 15,  4,  8,  6,  2, 10 } ,
  40   {  6, 15, 14,  9, 11,  3,  0,  8, 12,  2, 13,  7,  1,  4, 10,  5 } ,
  41   { 10,  2,  8,  4,  7,  6,  1,  5, 15, 11,  9, 14,  3, 12, 13 , 0 } ,
  42 };
  43
  44 static void blake2s_set_lastnode( blake2s_state *S )
  45 {
  46   S->f[1] = (uint32_t)-1;
  47 }
  48
  49 /* Some helper functions, not necessarily useful */
  50 static int blake2s_is_lastblock( const blake2s_state *S )
  51 {
  52   return S->f[0] != 0;
  53 }
  54
  55 static void blake2s_set_lastblock( blake2s_state *S )
  56 {
  57   if( S->last_node ) blake2s_set_lastnode( S );
  58
  59   S->f[0] = (uint32_t)-1;
  60 }
  61
  62 static void blake2s_increment_counter( blake2s_state *S, const uint32_t inc )
  63 {
  64   S->t[0] += inc;
  65   S->t[1] += ( S->t[0] < inc );
  66 }
  67
  68 static void blake2s_init0( blake2s_state *S )
  69 {
  70   size_t i;
  71   memset( S, 0, sizeof( blake2s_state ) );
  72
  73   for( i = 0; i < 8; ++i ) S->h[i] = blake2s_IV[i];
  74 }
  75
  76 /* init2 xors IV with input parameter block */
  77 int blake2s_init_param( blake2s_state *S, const blake2s_param *P )
  78 {
  79   const unsigned char *p = ( const unsigned char * )( P );
  80   size_t i;
  81
  82   blake2s_init0( S );
  83
  84   /* IV XOR ParamBlock */
  85   for( i = 0; i < 8; ++i )
  86     S->h[i] ^= load32( &p[i * 4] );
  87
  88   S->outlen = P->digest_length;
  89   return 0;
  90 }
  91
  92
  93 /* Sequential blake2s initialization */
  94 int blake2s_init( blake2s_state *S, size_t outlen )
  95 {
  96   blake2s_param P[1];
  97
  98   /* Move interval verification here? */
  99   if ( ( !outlen ) || ( outlen > BLAKE2S_OUTBYTES ) ) return -1;
 100
 101   P->digest_length = (uint8_t)outlen;
 102   P->key_length    = 0;
 103   P->fanout        = 1;
 104   P->depth         = 1;
 105   store32( &P->leaf_length, 0 );
 106   store32( &P->node_offset, 0 );
 107   store16( &P->xof_length, 0 );
 108   P->node_depth    = 0;
 109   P->inner_length  = 0;
 110   /* memset(P->reserved, 0, sizeof(P->reserved) ); */
 111   memset( P->salt,     0, sizeof( P->salt ) );
 112   memset( P->personal, 0, sizeof( P->personal ) );
 113   return blake2s_init_param( S, P );
 114 }
 115
 116 int blake2s_init_key( blake2s_state *S, size_t outlen, const void *key, size_t keylen )
 117 {
 118   blake2s_param P[1];
 119
 120   if ( ( !outlen ) || ( outlen > BLAKE2S_OUTBYTES ) ) return -1;
 121
 122   if ( !key || !keylen || keylen > BLAKE2S_KEYBYTES ) return -1;
 123
 124   P->digest_length = (uint8_t)outlen;
 125   P->key_length    = (uint8_t)keylen;
 126   P->fanout        = 1;
 127   P->depth         = 1;
 128   store32( &P->leaf_length, 0 );
 129   store32( &P->node_offset, 0 );
 130   store16( &P->xof_length, 0 );
 131   P->node_depth    = 0;
 132   P->inner_length  = 0;
 133   /* memset(P->reserved, 0, sizeof(P->reserved) ); */
 134   memset( P->salt,     0, sizeof( P->salt ) );
 135   memset( P->personal, 0, sizeof( P->personal ) );
 136
 137   if( blake2s_init_param( S, P ) < 0 ) return -1;
 138
 139   {
 140     uint8_t block[BLAKE2S_BLOCKBYTES];
 141     memset( block, 0, BLAKE2S_BLOCKBYTES );
 142     memcpy( block, key, keylen );
 143     blake2s_update( S, block, BLAKE2S_BLOCKBYTES );
 144     secure_zero_memory( block, BLAKE2S_BLOCKBYTES ); /* Burn the key from stack */
 145   }
 146   return 0;
 147 }
 148
 149 #define G(r,i,a,b,c,d)                      \
 150   do {                                      \
 151     a = a + b + m[blake2s_sigma[r][2*i+0]]; \
 152     d = rotr32(d ^ a, 16);                  \
 153     c = c + d;                              \
 154     b = rotr32(b ^ c, 12);                  \
 155     a = a + b + m[blake2s_sigma[r][2*i+1]]; \
 156     d = rotr32(d ^ a, 8);                   \
 157     c = c + d;                              \
 158     b = rotr32(b ^ c, 7);                   \
 159   } while(0)
 160
 161 #define ROUND(r)                    \
 162   do {                              \
 163     G(r,0,v[ 0],v[ 4],v[ 8],v[12]); \
 164     G(r,1,v[ 1],v[ 5],v[ 9],v[13]); \
 165     G(r,2,v[ 2],v[ 6],v[10],v[14]); \
 166     G(r,3,v[ 3],v[ 7],v[11],v[15]); \
 167     G(r,4,v[ 0],v[ 5],v[10],v[15]); \
 168     G(r,5,v[ 1],v[ 6],v[11],v[12]); \
 169     G(r,6,v[ 2],v[ 7],v[ 8],v[13]); \
 170     G(r,7,v[ 3],v[ 4],v[ 9],v[14]); \
 171   } while(0)
 172
 173 static void blake2s_compress( blake2s_state *S, const uint8_t in[BLAKE2S_BLOCKBYTES] )
 174 {
 175   uint32_t m[16];
 176   uint32_t v[16];
 177   size_t i;
 178
 179   for( i = 0; i < 16; ++i ) {
 180     m[i] = load32( in + i * sizeof( m[i] ) );
 181   }
 182
 183   for( i = 0; i < 8; ++i ) {
 184     v[i] = S->h[i];
 185   }
 186
 187   v[ 8] = blake2s_IV[0];
 188   v[ 9] = blake2s_IV[1];
 189   v[10] = blake2s_IV[2];
 190   v[11] = blake2s_IV[3];
 191   v[12] = S->t[0] ^ blake2s_IV[4];
 192   v[13] = S->t[1] ^ blake2s_IV[5];
 193   v[14] = S->f[0] ^ blake2s_IV[6];
 194   v[15] = S->f[1] ^ blake2s_IV[7];
 195
 196   ROUND( 0 );
 197   ROUND( 1 );
 198   ROUND( 2 );
 199   ROUND( 3 );
 200   ROUND( 4 );
 201   ROUND( 5 );
 202   ROUND( 6 );
 203   ROUND( 7 );
 204   ROUND( 8 );
 205   ROUND( 9 );
 206
 207   for( i = 0; i < 8; ++i ) {
 208     S->h[i] = S->h[i] ^ v[i] ^ v[i + 8];
 209   }
 210 }
 211
 212 #undef G
 213 #undef ROUND
 214
 215 int blake2s_update( blake2s_state *S, const void *pin, size_t inlen )
 216 {
 217   const unsigned char * in = (const unsigned char *)pin;
 218   if( inlen > 0 )
 219   {
 220     size_t left = S->buflen;
 221     size_t fill = BLAKE2S_BLOCKBYTES - left;
 222     if( inlen > fill )
 223     {
 224       S->buflen = 0;
 225       memcpy( S->buf + left, in, fill ); /* Fill buffer */
 226       blake2s_increment_counter( S, BLAKE2S_BLOCKBYTES );
 227       blake2s_compress( S, S->buf ); /* Compress */
 228       in += fill; inlen -= fill;
 229       while(inlen > BLAKE2S_BLOCKBYTES) {
 230         blake2s_increment_counter(S, BLAKE2S_BLOCKBYTES);
 231         blake2s_compress( S, in );
 232         in += BLAKE2S_BLOCKBYTES;
 233         inlen -= BLAKE2S_BLOCKBYTES;
 234       }
 235     }
 236     memcpy( S->buf + S->buflen, in, inlen );
 237     S->buflen += inlen;
 238   }
 239   return 0;
 240 }
 241
 242 int blake2s_final( blake2s_state *S, void *out, size_t outlen )
 243 {
 244   uint8_t buffer[BLAKE2S_OUTBYTES] = {0};
 245   size_t i;
 246
 247   if( out == NULL || outlen < S->outlen )
 248     return -1;
 249
 250   if( blake2s_is_lastblock( S ) )
 251     return -1;
 252
 253   blake2s_increment_counter( S, ( uint32_t )S->buflen );
 254   blake2s_set_lastblock( S );
 255   memset( S->buf + S->buflen, 0, BLAKE2S_BLOCKBYTES - S->buflen ); /* Padding */
 256   blake2s_compress( S, S->buf );
 257
 258   for( i = 0; i < 8; ++i ) /* Output full hash to temp buffer */
 259     store32( buffer + sizeof( S->h[i] ) * i, S->h[i] );
 260
 261   memcpy( out, buffer, outlen );
 262   secure_zero_memory(buffer, sizeof(buffer));
 263   return 0;
 264 }
 265
 266 int blake2s( void *out, size_t outlen, const void *in, size_t inlen, const void *key, size_t keylen )
 267 {
 268   blake2s_state S[1];
 269
 270   /* Verify parameters */
 271   if ( NULL == in && inlen > 0 ) return -1;
 272
 273   if ( NULL == out ) return -1;
 274
 275   if ( NULL == key && keylen > 0) return -1;
 276
 277   if( !outlen || outlen > BLAKE2S_OUTBYTES ) return -1;
 278
 279   if( keylen > BLAKE2S_KEYBYTES ) return -1;
 280
 281   if( keylen > 0 )
 282   {
 283     if( blake2s_init_key( S, outlen, key, keylen ) < 0 ) return -1;
 284   }
 285   else
 286   {
 287     if( blake2s_init( S, outlen ) < 0 ) return -1;
 288   }
 289
 290   blake2s_update( S, ( const uint8_t * )in, inlen );
 291   blake2s_final( S, out, outlen );
 292   return 0;
 293 }
 294
 295 #if defined(SUPERCOP)
 296 int crypto_hash( unsigned char *out, unsigned char *in, unsigned long long inlen )
 297 {
 298   return blake2s( out, BLAKE2S_OUTBYTES, in, inlen, NULL, 0 );
 299 }
 300 #endif
 301
 302 #if defined(BLAKE2S_SELFTEST)
 303 #include <string.h>
 304 #include "blake2-kat.h"
 305 int main( void )
 306 {
 307   uint8_t key[BLAKE2S_KEYBYTES];
 308   uint8_t buf[BLAKE2_KAT_LENGTH];
 309   size_t i, step;
 310
 311   for( i = 0; i < BLAKE2S_KEYBYTES; ++i )
 312     key[i] = ( uint8_t )i;
 313
 314   for( i = 0; i < BLAKE2_KAT_LENGTH; ++i )
 315     buf[i] = ( uint8_t )i;
 316
 317   /* Test simple API */
 318   for( i = 0; i < BLAKE2_KAT_LENGTH; ++i )
 319   {
 320     uint8_t hash[BLAKE2S_OUTBYTES];
 321     blake2s( hash, BLAKE2S_OUTBYTES, buf, i, key, BLAKE2S_KEYBYTES );
 322
 323     if( 0 != memcmp( hash, blake2s_keyed_kat[i], BLAKE2S_OUTBYTES ) )
 324     {
 325       goto fail;
 326     }
 327   }
 328
 329   /* Test streaming API */
 330   for(step = 1; step < BLAKE2S_BLOCKBYTES; ++step) {
 331     for (i = 0; i < BLAKE2_KAT_LENGTH; ++i) {
 332       uint8_t hash[BLAKE2S_OUTBYTES];
 333       blake2s_state S;
 334       uint8_t * p = buf;
 335       size_t mlen = i;
 336       int err = 0;
 337
 338       if( (err = blake2s_init_key(&S, BLAKE2S_OUTBYTES, key, BLAKE2S_KEYBYTES)) < 0 ) {
 339         goto fail;
 340       }
 341
 342       while (mlen >= step) {
 343         if ( (err = blake2s_update(&S, p, step)) < 0 ) {
 344           goto fail;
 345         }
 346         mlen -= step;
 347         p += step;
 348       }
 349       if ( (err = blake2s_update(&S, p, mlen)) < 0) {
 350         goto fail;
 351       }
 352       if ( (err = blake2s_final(&S, hash, BLAKE2S_OUTBYTES)) < 0) {
 353         goto fail;
 354       }
 355
 356       if (0 != memcmp(hash, blake2s_keyed_kat[i], BLAKE2S_OUTBYTES)) {
 357         goto fail;
 358       }
 359     }
 360   }
 361
 362   puts( "ok" );
 363   return 0;
 364 fail:
 365   puts("error");
 366   return -1;
 367 }
 368 #endif