lib/libmd/md4c.c

   1 /* MD4C.C - RSA Data Security, Inc., MD4 message-digest algorithm
   2  */
   3
   4 #include <sys/cdefs.h>
   5 __FBSDID("$FreeBSD$");
   6
   7 /*-
   8    SPDX-License-Identifier: RSA-MD
   9
  10    Copyright (C) 1990-2, RSA Data Security, Inc. All rights reserved.
  11
  12    License to copy and use this software is granted provided that it
  13    is identified as the "RSA Data Security, Inc. MD4 Message-Digest
  14    Algorithm" in all material mentioning or referencing this software
  15    or this function.
  16
  17    License is also granted to make and use derivative works provided
  18    that such works are identified as "derived from the RSA Data
  19    Security, Inc. MD4 Message-Digest Algorithm" in all material
  20    mentioning or referencing the derived work.
  21
  22    RSA Data Security, Inc. makes no representations concerning either
  23    the merchantability of this software or the suitability of this
  24    software for any particular purpose. It is provided "as is"
  25    without express or implied warranty of any kind.
  26
  27    These notices must be retained in any copies of any part of this
  28    documentation and/or software.
  29  */
  30
  31 #include <sys/types.h>
  32 #include <string.h>
  33 #include "md4.h"
  34
  35 typedef unsigned char *POINTER;
  36 typedef const unsigned char *CONST_POINTER;
  37 typedef u_int16_t UINT2;
  38 typedef u_int32_t UINT4;
  39
  40 #define PROTO_LIST(list) list
  41
  42 /* Constants for MD4Transform routine.
  43  */
  44 #define S11 3
  45 #define S12 7
  46 #define S13 11
  47 #define S14 19
  48 #define S21 3
  49 #define S22 5
  50 #define S23 9
  51 #define S24 13
  52 #define S31 3
  53 #define S32 9
  54 #define S33 11
  55 #define S34 15
  56
  57 static void MD4Transform PROTO_LIST ((UINT4 [4], const unsigned char [64]));
  58 static void Encode PROTO_LIST
  59   ((unsigned char *, UINT4 *, unsigned int));
  60 static void Decode PROTO_LIST
  61   ((UINT4 *, const unsigned char *, unsigned int));
  62
  63 static unsigned char PADDING[64] = {
  64   0x80, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  65   0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  66   0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
  67 };
  68
  69 /* F, G and H are basic MD4 functions.
  70  */
  71 #define F(x, y, z) (((x) & (y)) | ((~x) & (z)))
  72 #define G(x, y, z) (((x) & (y)) | ((x) & (z)) | ((y) & (z)))
  73 #define H(x, y, z) ((x) ^ (y) ^ (z))
  74
  75 /* ROTATE_LEFT rotates x left n bits.
  76  */
  77 #define ROTATE_LEFT(x, n) (((x) << (n)) | ((x) >> (32-(n))))
  78
  79 /* FF, GG and HH are transformations for rounds 1, 2 and 3 */
  80 /* Rotation is separate from addition to prevent recomputation */
  81 #define FF(a, b, c, d, x, s) { \
  82     (a) += F ((b), (c), (d)) + (x); \
  83     (a) = ROTATE_LEFT ((a), (s)); \
  84   }
  85 #define GG(a, b, c, d, x, s) { \
  86     (a) += G ((b), (c), (d)) + (x) + (UINT4)0x5a827999; \
  87     (a) = ROTATE_LEFT ((a), (s)); \
  88   }
  89 #define HH(a, b, c, d, x, s) { \
  90     (a) += H ((b), (c), (d)) + (x) + (UINT4)0x6ed9eba1; \
  91     (a) = ROTATE_LEFT ((a), (s)); \
  92   }
  93
  94 /* MD4 initialization. Begins an MD4 operation, writing a new context.
  95  */
  96 void MD4Init (context)
  97 MD4_CTX *context;                                        /* context */
  98 {
  99   context->count[0] = context->count[1] = 0;
 100
 101   /* Load magic initialization constants.
 102    */
 103   context->state[0] = 0x67452301;
 104   context->state[1] = 0xefcdab89;
 105   context->state[2] = 0x98badcfe;
 106   context->state[3] = 0x10325476;
 107 }
 108
 109 /* MD4 block update operation. Continues an MD4 message-digest
 110      operation, processing another message block, and updating the
 111      context.
 112  */
 113 void MD4Update (context, in, inputLen)
 114 MD4_CTX *context;                                        /* context */
 115 const void *in;                                /* input block */
 116 unsigned int inputLen;                     /* length of input block */
 117 {
 118   unsigned int i, idx, partLen;
 119   const unsigned char *input = in;
 120
 121   /* Compute number of bytes mod 64 */
 122   idx = (unsigned int)((context->count[0] >> 3) & 0x3F);
 123   /* Update number of bits */
 124   if ((context->count[0] += ((UINT4)inputLen << 3))
 125       < ((UINT4)inputLen << 3))
 126     context->count[1]++;
 127   context->count[1] += ((UINT4)inputLen >> 29);
 128
 129   partLen = 64 - idx;
 130   /* Transform as many times as possible.
 131    */
 132   if (inputLen >= partLen) {
 133     memcpy
 134       ((POINTER)&context->buffer[idx], (CONST_POINTER)input, partLen);
 135     MD4Transform (context->state, context->buffer);
 136
 137     for (i = partLen; i + 63 < inputLen; i += 64)
 138       MD4Transform (context->state, &input[i]);
 139
 140     idx = 0;
 141   }
 142   else
 143     i = 0;
 144
 145   /* Buffer remaining input */
 146   memcpy
 147     ((POINTER)&context->buffer[idx], (CONST_POINTER)&input[i],
 148      inputLen-i);
 149 }
 150
 151 /* MD4 padding. */
 152 void MD4Pad (context)
 153 MD4_CTX *context;                                        /* context */
 154 {
 155   unsigned char bits[8];
 156   unsigned int idx, padLen;
 157
 158   /* Save number of bits */
 159   Encode (bits, context->count, 8);
 160
 161   /* Pad out to 56 mod 64.
 162    */
 163   idx = (unsigned int)((context->count[0] >> 3) & 0x3f);
 164   padLen = (idx < 56) ? (56 - idx) : (120 - idx);
 165   MD4Update (context, PADDING, padLen);
 166
 167   /* Append length (before padding) */
 168   MD4Update (context, bits, 8);
 169 }
 170
 171 /* MD4 finalization. Ends an MD4 message-digest operation, writing the
 172      the message digest and zeroizing the context.
 173  */
 174 void MD4Final (digest, context)
 175 unsigned char digest[16];                         /* message digest */
 176 MD4_CTX *context;                                        /* context */
 177 {
 178   /* Do padding */
 179   MD4Pad (context);
 180
 181   /* Store state in digest */
 182   Encode (digest, context->state, 16);
 183
 184   /* Zeroize sensitive information.
 185    */
 186   explicit_bzero(context, sizeof(*context));
 187 }
 188
 189 /* MD4 basic transformation. Transforms state based on block.
 190  */
 191 static void MD4Transform (state, block)
 192 UINT4 state[4];
 193 const unsigned char block[64];
 194 {
 195   UINT4 a = state[0], b = state[1], c = state[2], d = state[3], x[16];
 196
 197   Decode (x, block, 64);
 198
 199   /* Round 1 */
 200   FF (a, b, c, d, x[ 0], S11); /* 1 */
 201   FF (d, a, b, c, x[ 1], S12); /* 2 */
 202   FF (c, d, a, b, x[ 2], S13); /* 3 */
 203   FF (b, c, d, a, x[ 3], S14); /* 4 */
 204   FF (a, b, c, d, x[ 4], S11); /* 5 */
 205   FF (d, a, b, c, x[ 5], S12); /* 6 */
 206   FF (c, d, a, b, x[ 6], S13); /* 7 */
 207   FF (b, c, d, a, x[ 7], S14); /* 8 */
 208   FF (a, b, c, d, x[ 8], S11); /* 9 */
 209   FF (d, a, b, c, x[ 9], S12); /* 10 */
 210   FF (c, d, a, b, x[10], S13); /* 11 */
 211   FF (b, c, d, a, x[11], S14); /* 12 */
 212   FF (a, b, c, d, x[12], S11); /* 13 */
 213   FF (d, a, b, c, x[13], S12); /* 14 */
 214   FF (c, d, a, b, x[14], S13); /* 15 */
 215   FF (b, c, d, a, x[15], S14); /* 16 */
 216
 217   /* Round 2 */
 218   GG (a, b, c, d, x[ 0], S21); /* 17 */
 219   GG (d, a, b, c, x[ 4], S22); /* 18 */
 220   GG (c, d, a, b, x[ 8], S23); /* 19 */
 221   GG (b, c, d, a, x[12], S24); /* 20 */
 222   GG (a, b, c, d, x[ 1], S21); /* 21 */
 223   GG (d, a, b, c, x[ 5], S22); /* 22 */
 224   GG (c, d, a, b, x[ 9], S23); /* 23 */
 225   GG (b, c, d, a, x[13], S24); /* 24 */
 226   GG (a, b, c, d, x[ 2], S21); /* 25 */
 227   GG (d, a, b, c, x[ 6], S22); /* 26 */
 228   GG (c, d, a, b, x[10], S23); /* 27 */
 229   GG (b, c, d, a, x[14], S24); /* 28 */
 230   GG (a, b, c, d, x[ 3], S21); /* 29 */
 231   GG (d, a, b, c, x[ 7], S22); /* 30 */
 232   GG (c, d, a, b, x[11], S23); /* 31 */
 233   GG (b, c, d, a, x[15], S24); /* 32 */
 234
 235   /* Round 3 */
 236   HH (a, b, c, d, x[ 0], S31); /* 33 */
 237   HH (d, a, b, c, x[ 8], S32); /* 34 */
 238   HH (c, d, a, b, x[ 4], S33); /* 35 */
 239   HH (b, c, d, a, x[12], S34); /* 36 */
 240   HH (a, b, c, d, x[ 2], S31); /* 37 */
 241   HH (d, a, b, c, x[10], S32); /* 38 */
 242   HH (c, d, a, b, x[ 6], S33); /* 39 */
 243   HH (b, c, d, a, x[14], S34); /* 40 */
 244   HH (a, b, c, d, x[ 1], S31); /* 41 */
 245   HH (d, a, b, c, x[ 9], S32); /* 42 */
 246   HH (c, d, a, b, x[ 5], S33); /* 43 */
 247   HH (b, c, d, a, x[13], S34); /* 44 */
 248   HH (a, b, c, d, x[ 3], S31); /* 45 */
 249   HH (d, a, b, c, x[11], S32); /* 46 */
 250   HH (c, d, a, b, x[ 7], S33); /* 47 */
 251   HH (b, c, d, a, x[15], S34); /* 48 */
 252
 253   state[0] += a;
 254   state[1] += b;
 255   state[2] += c;
 256   state[3] += d;
 257
 258   /* Zeroize sensitive information.
 259    */
 260   memset ((POINTER)x, 0, sizeof (x));
 261 }
 262
 263 /* Encodes input (UINT4) into output (unsigned char). Assumes len is
 264      a multiple of 4.
 265  */
 266 static void Encode (output, input, len)
 267 unsigned char *output;
 268 UINT4 *input;
 269 unsigned int len;
 270 {
 271   unsigned int i, j;
 272
 273   for (i = 0, j = 0; j < len; i++, j += 4) {
 274     output[j] = (unsigned char)(input[i] & 0xff);
 275     output[j+1] = (unsigned char)((input[i] >> 8) & 0xff);
 276     output[j+2] = (unsigned char)((input[i] >> 16) & 0xff);
 277     output[j+3] = (unsigned char)((input[i] >> 24) & 0xff);
 278   }
 279 }
 280
 281 /* Decodes input (unsigned char) into output (UINT4). Assumes len is
 282      a multiple of 4.
 283  */
 284 static void Decode (output, input, len)
 285
 286 UINT4 *output;
 287 const unsigned char *input;
 288 unsigned int len;
 289 {
 290   unsigned int i, j;
 291
 292   for (i = 0, j = 0; j < len; i++, j += 4)
 293     output[i] = ((UINT4)input[j]) | (((UINT4)input[j+1]) << 8) |
 294       (((UINT4)input[j+2]) << 16) | (((UINT4)input[j+3]) << 24);
 295 }
 296
 297 #ifdef WEAK_REFS
 298 /* When building libmd, provide weak references. Note: this is not
 299    activated in the context of compiling these sources for internal
 300    use in libcrypt.
 301  */
 302 #undef MD4Init
 303 __weak_reference(_libmd_MD4Init, MD4Init);
 304 #undef MD4Update
 305 __weak_reference(_libmd_MD4Update, MD4Update);
 306 #undef MD4Pad
 307 __weak_reference(_libmd_MD4Pad, MD4Pad);
 308 #undef MD4Final
 309 __weak_reference(_libmd_MD4Final, MD4Final);
 310 #endif