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
  97 MD4Init(MD4_CTX *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
 114 MD4Update(MD4_CTX *context, const void *in, unsigned int inputLen)
 115 {
 116   unsigned int i, idx, partLen;
 117   const unsigned char *input = in;
 118
 119   /* Compute number of bytes mod 64 */
 120   idx = (unsigned int)((context->count[0] >> 3) & 0x3F);
 121   /* Update number of bits */
 122   if ((context->count[0] += ((UINT4)inputLen << 3))
 123       < ((UINT4)inputLen << 3))
 124     context->count[1]++;
 125   context->count[1] += ((UINT4)inputLen >> 29);
 126
 127   partLen = 64 - idx;
 128   /* Transform as many times as possible.
 129    */
 130   if (inputLen >= partLen) {
 131     memcpy
 132       ((POINTER)&context->buffer[idx], (CONST_POINTER)input, partLen);
 133     MD4Transform (context->state, context->buffer);
 134
 135     for (i = partLen; i + 63 < inputLen; i += 64)
 136       MD4Transform (context->state, &input[i]);
 137
 138     idx = 0;
 139   }
 140   else
 141     i = 0;
 142
 143   /* Buffer remaining input */
 144   memcpy
 145     ((POINTER)&context->buffer[idx], (CONST_POINTER)&input[i],
 146      inputLen-i);
 147 }
 148
 149 /* MD4 padding. */
 150 void
 151 MD4Pad(MD4_CTX *context)
 152 {
 153   unsigned char bits[8];
 154   unsigned int idx, padLen;
 155
 156   /* Save number of bits */
 157   Encode (bits, context->count, 8);
 158
 159   /* Pad out to 56 mod 64.
 160    */
 161   idx = (unsigned int)((context->count[0] >> 3) & 0x3f);
 162   padLen = (idx < 56) ? (56 - idx) : (120 - idx);
 163   MD4Update (context, PADDING, padLen);
 164
 165   /* Append length (before padding) */
 166   MD4Update (context, bits, 8);
 167 }
 168
 169 /* MD4 finalization. Ends an MD4 message-digest operation, writing the
 170      the message digest and zeroizing the context.
 171  */
 172 void
 173 MD4Final(unsigned char digest[16], MD4_CTX *context)
 174 {
 175   /* Do padding */
 176   MD4Pad (context);
 177
 178   /* Store state in digest */
 179   Encode (digest, context->state, 16);
 180
 181   /* Zeroize sensitive information.
 182    */
 183   explicit_bzero(context, sizeof(*context));
 184 }
 185
 186 /* MD4 basic transformation. Transforms state based on block.
 187  */
 188 static void
 189 MD4Transform(UINT4 state[4], const unsigned char block[64])
 190 {
 191   UINT4 a = state[0], b = state[1], c = state[2], d = state[3], x[16];
 192
 193   Decode (x, block, 64);
 194
 195   /* Round 1 */
 196   FF (a, b, c, d, x[ 0], S11); /* 1 */
 197   FF (d, a, b, c, x[ 1], S12); /* 2 */
 198   FF (c, d, a, b, x[ 2], S13); /* 3 */
 199   FF (b, c, d, a, x[ 3], S14); /* 4 */
 200   FF (a, b, c, d, x[ 4], S11); /* 5 */
 201   FF (d, a, b, c, x[ 5], S12); /* 6 */
 202   FF (c, d, a, b, x[ 6], S13); /* 7 */
 203   FF (b, c, d, a, x[ 7], S14); /* 8 */
 204   FF (a, b, c, d, x[ 8], S11); /* 9 */
 205   FF (d, a, b, c, x[ 9], S12); /* 10 */
 206   FF (c, d, a, b, x[10], S13); /* 11 */
 207   FF (b, c, d, a, x[11], S14); /* 12 */
 208   FF (a, b, c, d, x[12], S11); /* 13 */
 209   FF (d, a, b, c, x[13], S12); /* 14 */
 210   FF (c, d, a, b, x[14], S13); /* 15 */
 211   FF (b, c, d, a, x[15], S14); /* 16 */
 212
 213   /* Round 2 */
 214   GG (a, b, c, d, x[ 0], S21); /* 17 */
 215   GG (d, a, b, c, x[ 4], S22); /* 18 */
 216   GG (c, d, a, b, x[ 8], S23); /* 19 */
 217   GG (b, c, d, a, x[12], S24); /* 20 */
 218   GG (a, b, c, d, x[ 1], S21); /* 21 */
 219   GG (d, a, b, c, x[ 5], S22); /* 22 */
 220   GG (c, d, a, b, x[ 9], S23); /* 23 */
 221   GG (b, c, d, a, x[13], S24); /* 24 */
 222   GG (a, b, c, d, x[ 2], S21); /* 25 */
 223   GG (d, a, b, c, x[ 6], S22); /* 26 */
 224   GG (c, d, a, b, x[10], S23); /* 27 */
 225   GG (b, c, d, a, x[14], S24); /* 28 */
 226   GG (a, b, c, d, x[ 3], S21); /* 29 */
 227   GG (d, a, b, c, x[ 7], S22); /* 30 */
 228   GG (c, d, a, b, x[11], S23); /* 31 */
 229   GG (b, c, d, a, x[15], S24); /* 32 */
 230
 231   /* Round 3 */
 232   HH (a, b, c, d, x[ 0], S31); /* 33 */
 233   HH (d, a, b, c, x[ 8], S32); /* 34 */
 234   HH (c, d, a, b, x[ 4], S33); /* 35 */
 235   HH (b, c, d, a, x[12], S34); /* 36 */
 236   HH (a, b, c, d, x[ 2], S31); /* 37 */
 237   HH (d, a, b, c, x[10], S32); /* 38 */
 238   HH (c, d, a, b, x[ 6], S33); /* 39 */
 239   HH (b, c, d, a, x[14], S34); /* 40 */
 240   HH (a, b, c, d, x[ 1], S31); /* 41 */
 241   HH (d, a, b, c, x[ 9], S32); /* 42 */
 242   HH (c, d, a, b, x[ 5], S33); /* 43 */
 243   HH (b, c, d, a, x[13], S34); /* 44 */
 244   HH (a, b, c, d, x[ 3], S31); /* 45 */
 245   HH (d, a, b, c, x[11], S32); /* 46 */
 246   HH (c, d, a, b, x[ 7], S33); /* 47 */
 247   HH (b, c, d, a, x[15], S34); /* 48 */
 248
 249   state[0] += a;
 250   state[1] += b;
 251   state[2] += c;
 252   state[3] += d;
 253
 254   /* Zeroize sensitive information.
 255    */
 256   memset ((POINTER)x, 0, sizeof (x));
 257 }
 258
 259 /* Encodes input (UINT4) into output (unsigned char). Assumes len is
 260      a multiple of 4.
 261  */
 262 static void
 263 Encode(unsigned char *output, UINT4 *input, unsigned int len)
 264 {
 265   unsigned int i, j;
 266
 267   for (i = 0, j = 0; j < len; i++, j += 4) {
 268     output[j] = (unsigned char)(input[i] & 0xff);
 269     output[j+1] = (unsigned char)((input[i] >> 8) & 0xff);
 270     output[j+2] = (unsigned char)((input[i] >> 16) & 0xff);
 271     output[j+3] = (unsigned char)((input[i] >> 24) & 0xff);
 272   }
 273 }
 274
 275 /* Decodes input (unsigned char) into output (UINT4). Assumes len is
 276      a multiple of 4.
 277  */
 278 static void
 279 Decode(UINT4 *output, const unsigned char *input, unsigned int len)
 280 {
 281   unsigned int i, j;
 282
 283   for (i = 0, j = 0; j < len; i++, j += 4)
 284     output[i] = ((UINT4)input[j]) | (((UINT4)input[j+1]) << 8) |
 285       (((UINT4)input[j+2]) << 16) | (((UINT4)input[j+3]) << 24);
 286 }
 287
 288 #ifdef WEAK_REFS
 289 /* When building libmd, provide weak references. Note: this is not
 290    activated in the context of compiling these sources for internal
 291    use in libcrypt.
 292  */
 293 #undef MD4Init
 294 __weak_reference(_libmd_MD4Init, MD4Init);
 295 #undef MD4Update
 296 __weak_reference(_libmd_MD4Update, MD4Update);
 297 #undef MD4Pad
 298 __weak_reference(_libmd_MD4Pad, MD4Pad);
 299 #undef MD4Final
 300 __weak_reference(_libmd_MD4Final, MD4Final);
 301 #endif