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 /* Copyright (C) 1990-2, RSA Data Security, Inc. All rights reserved.
   8
   9    License to copy and use this software is granted provided that it
  10    is identified as the "RSA Data Security, Inc. MD4 Message-Digest
  11    Algorithm" in all material mentioning or referencing this software
  12    or this function.
  13
  14    License is also granted to make and use derivative works provided
  15    that such works are identified as "derived from the RSA Data
  16    Security, Inc. MD4 Message-Digest Algorithm" in all material
  17    mentioning or referencing the derived work.
  18
  19    RSA Data Security, Inc. makes no representations concerning either
  20    the merchantability of this software or the suitability of this
  21    software for any particular purpose. It is provided "as is"
  22    without express or implied warranty of any kind.
  23
  24    These notices must be retained in any copies of any part of this
  25    documentation and/or software.
  26  */
  27
  28 #include <sys/types.h>
  29 #include <string.h>
  30 #include "md4.h"
  31
  32 typedef unsigned char *POINTER;
  33 typedef const unsigned char *CONST_POINTER;
  34 typedef u_int16_t UINT2;
  35 typedef u_int32_t UINT4;
  36
  37 #define PROTO_LIST(list) list
  38
  39 /* Constants for MD4Transform routine.
  40  */
  41 #define S11 3
  42 #define S12 7
  43 #define S13 11
  44 #define S14 19
  45 #define S21 3
  46 #define S22 5
  47 #define S23 9
  48 #define S24 13
  49 #define S31 3
  50 #define S32 9
  51 #define S33 11
  52 #define S34 15
  53
  54 static void MD4Transform PROTO_LIST ((UINT4 [4], const unsigned char [64]));
  55 static void Encode PROTO_LIST
  56   ((unsigned char *, UINT4 *, unsigned int));
  57 static void Decode PROTO_LIST
  58   ((UINT4 *, const unsigned char *, unsigned int));
  59
  60 static unsigned char PADDING[64] = {
  61   0x80, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  62   0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  63   0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
  64 };
  65
  66 /* F, G and H are basic MD4 functions.
  67  */
  68 #define F(x, y, z) (((x) & (y)) | ((~x) & (z)))
  69 #define G(x, y, z) (((x) & (y)) | ((x) & (z)) | ((y) & (z)))
  70 #define H(x, y, z) ((x) ^ (y) ^ (z))
  71
  72 /* ROTATE_LEFT rotates x left n bits.
  73  */
  74 #define ROTATE_LEFT(x, n) (((x) << (n)) | ((x) >> (32-(n))))
  75
  76 /* FF, GG and HH are transformations for rounds 1, 2 and 3 */
  77 /* Rotation is separate from addition to prevent recomputation */
  78 #define FF(a, b, c, d, x, s) { \
  79     (a) += F ((b), (c), (d)) + (x); \
  80     (a) = ROTATE_LEFT ((a), (s)); \
  81   }
  82 #define GG(a, b, c, d, x, s) { \
  83     (a) += G ((b), (c), (d)) + (x) + (UINT4)0x5a827999; \
  84     (a) = ROTATE_LEFT ((a), (s)); \
  85   }
  86 #define HH(a, b, c, d, x, s) { \
  87     (a) += H ((b), (c), (d)) + (x) + (UINT4)0x6ed9eba1; \
  88     (a) = ROTATE_LEFT ((a), (s)); \
  89   }
  90
  91 /* MD4 initialization. Begins an MD4 operation, writing a new context.
  92  */
  93 void MD4Init (context)
  94 MD4_CTX *context;                                        /* context */
  95 {
  96   context->count[0] = context->count[1] = 0;
  97
  98   /* Load magic initialization constants.
  99    */
 100   context->state[0] = 0x67452301;
 101   context->state[1] = 0xefcdab89;
 102   context->state[2] = 0x98badcfe;
 103   context->state[3] = 0x10325476;
 104 }
 105
 106 /* MD4 block update operation. Continues an MD4 message-digest
 107      operation, processing another message block, and updating the
 108      context.
 109  */
 110 void MD4Update (context, input, inputLen)
 111 MD4_CTX *context;                                        /* context */
 112 const unsigned char *input;                                /* input block */
 113 unsigned int inputLen;                     /* length of input block */
 114 {
 115   unsigned int i, idx, partLen;
 116
 117   /* Compute number of bytes mod 64 */
 118   idx = (unsigned int)((context->count[0] >> 3) & 0x3F);
 119   /* Update number of bits */
 120   if ((context->count[0] += ((UINT4)inputLen << 3))
 121       < ((UINT4)inputLen << 3))
 122     context->count[1]++;
 123   context->count[1] += ((UINT4)inputLen >> 29);
 124
 125   partLen = 64 - idx;
 126   /* Transform as many times as possible.
 127    */
 128   if (inputLen >= partLen) {
 129     memcpy
 130       ((POINTER)&context->buffer[idx], (CONST_POINTER)input, partLen);
 131     MD4Transform (context->state, context->buffer);
 132
 133     for (i = partLen; i + 63 < inputLen; i += 64)
 134       MD4Transform (context->state, &input[i]);
 135
 136     idx = 0;
 137   }
 138   else
 139     i = 0;
 140
 141   /* Buffer remaining input */
 142   memcpy
 143     ((POINTER)&context->buffer[idx], (CONST_POINTER)&input[i],
 144      inputLen-i);
 145 }
 146
 147 /* MD4 padding. */
 148 void MD4Pad (context)
 149 MD4_CTX *context;                                        /* context */
 150 {
 151   unsigned char bits[8];
 152   unsigned int idx, padLen;
 153
 154   /* Save number of bits */
 155   Encode (bits, context->count, 8);
 156
 157   /* Pad out to 56 mod 64.
 158    */
 159   idx = (unsigned int)((context->count[0] >> 3) & 0x3f);
 160   padLen = (idx < 56) ? (56 - idx) : (120 - idx);
 161   MD4Update (context, PADDING, padLen);
 162
 163   /* Append length (before padding) */
 164   MD4Update (context, bits, 8);
 165 }
 166
 167 /* MD4 finalization. Ends an MD4 message-digest operation, writing the
 168      the message digest and zeroizing the context.
 169  */
 170 void MD4Final (digest, context)
 171 unsigned char digest[16];                         /* message digest */
 172 MD4_CTX *context;                                        /* context */
 173 {
 174   /* Do padding */
 175   MD4Pad (context);
 176
 177   /* Store state in digest */
 178   Encode (digest, context->state, 16);
 179
 180   /* Zeroize sensitive information.
 181    */
 182   memset ((POINTER)context, 0, sizeof (*context));
 183 }
 184
 185 /* MD4 basic transformation. Transforms state based on block.
 186  */
 187 static void MD4Transform (state, block)
 188 UINT4 state[4];
 189 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 Encode (output, input, len)
 263 unsigned char *output;
 264 UINT4 *input;
 265 unsigned int len;
 266 {
 267   unsigned int i, j;
 268
 269   for (i = 0, j = 0; j < len; i++, j += 4) {
 270     output[j] = (unsigned char)(input[i] & 0xff);
 271     output[j+1] = (unsigned char)((input[i] >> 8) & 0xff);
 272     output[j+2] = (unsigned char)((input[i] >> 16) & 0xff);
 273     output[j+3] = (unsigned char)((input[i] >> 24) & 0xff);
 274   }
 275 }
 276
 277 /* Decodes input (unsigned char) into output (UINT4). Assumes len is
 278      a multiple of 4.
 279  */
 280 static void Decode (output, input, len)
 281
 282 UINT4 *output;
 283 const unsigned char *input;
 284 unsigned int len;
 285 {
 286   unsigned int i, j;
 287
 288   for (i = 0, j = 0; j < len; i++, j += 4)
 289     output[i] = ((UINT4)input[j]) | (((UINT4)input[j+1]) << 8) |
 290       (((UINT4)input[j+2]) << 16) | (((UINT4)input[j+3]) << 24);
 291 }