lib/libmd/md5c.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: RSA-MD
   3  *
   4  * MD5C.C - RSA Data Security, Inc., MD5 message-digest algorithm
   5  *
   6  * Copyright (C) 1991-2, RSA Data Security, Inc. Created 1991. All
   7  * 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. MD5 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. MD5 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  * This code is the same as the code published by RSA Inc.  It has been
  28  * edited for clarity and style only.
  29  */
  30
  31 #include <sys/cdefs.h>
  32 __FBSDID("$FreeBSD$");
  33
  34 #include <sys/types.h>
  35
  36 #ifdef _KERNEL
  37 #include <sys/systm.h>
  38 #else
  39 #include <string.h>
  40 #endif
  41
  42 #include <machine/endian.h>
  43 #include <sys/endian.h>
  44 #include "md5.h"
  45
  46 static void MD5Transform(u_int32_t [4], const unsigned char [64]);
  47
  48 #ifdef _KERNEL
  49 #define memset(x,y,z)   bzero(x,z);
  50 #define memcpy(x,y,z)   bcopy(y, x, z)
  51 #endif
  52
  53 #if (BYTE_ORDER == LITTLE_ENDIAN)
  54 #define Encode memcpy
  55 #define Decode memcpy
  56 #else
  57
  58 /*
  59  * Encodes input (u_int32_t) into output (unsigned char). Assumes len is
  60  * a multiple of 4.
  61  */
  62
  63 static void
  64 Encode (unsigned char *output, u_int32_t *input, unsigned int len)
  65 {
  66         unsigned int i;
  67         u_int32_t *op = (u_int32_t *)output;
  68
  69         for (i = 0; i < len / 4; i++)
  70                 op[i] = htole32(input[i]);
  71 }
  72
  73 /*
  74  * Decodes input (unsigned char) into output (u_int32_t). Assumes len is
  75  * a multiple of 4.
  76  */
  77
  78 static void
  79 Decode (u_int32_t *output, const unsigned char *input, unsigned int len)
  80 {
  81         unsigned int i;
  82         const u_int32_t *ip = (const u_int32_t *)input;
  83
  84         for (i = 0; i < len / 4; i++)
  85                 output[i] = le32toh(ip[i]);
  86 }
  87 #endif
  88
  89 static unsigned char PADDING[64] = {
  90   0x80, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  91   0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  92   0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
  93 };
  94
  95 /* F, G, H and I are basic MD5 functions. */
  96 #define F(x, y, z) (((x) & (y)) | ((~x) & (z)))
  97 #define G(x, y, z) (((x) & (z)) | ((y) & (~z)))
  98 #define H(x, y, z) ((x) ^ (y) ^ (z))
  99 #define I(x, y, z) ((y) ^ ((x) | (~z)))
 100
 101 /* ROTATE_LEFT rotates x left n bits. */
 102 #define ROTATE_LEFT(x, n) (((x) << (n)) | ((x) >> (32-(n))))
 103
 104 /*
 105  * FF, GG, HH, and II transformations for rounds 1, 2, 3, and 4.
 106  * Rotation is separate from addition to prevent recomputation.
 107  */
 108 #define FF(a, b, c, d, x, s, ac) { \
 109         (a) += F ((b), (c), (d)) + (x) + (u_int32_t)(ac); \
 110         (a) = ROTATE_LEFT ((a), (s)); \
 111         (a) += (b); \
 112         }
 113 #define GG(a, b, c, d, x, s, ac) { \
 114         (a) += G ((b), (c), (d)) + (x) + (u_int32_t)(ac); \
 115         (a) = ROTATE_LEFT ((a), (s)); \
 116         (a) += (b); \
 117         }
 118 #define HH(a, b, c, d, x, s, ac) { \
 119         (a) += H ((b), (c), (d)) + (x) + (u_int32_t)(ac); \
 120         (a) = ROTATE_LEFT ((a), (s)); \
 121         (a) += (b); \
 122         }
 123 #define II(a, b, c, d, x, s, ac) { \
 124         (a) += I ((b), (c), (d)) + (x) + (u_int32_t)(ac); \
 125         (a) = ROTATE_LEFT ((a), (s)); \
 126         (a) += (b); \
 127         }
 128
 129 /* MD5 initialization. Begins an MD5 operation, writing a new context. */
 130
 131 void
 132 MD5Init (MD5_CTX *context)
 133 {
 134
 135         context->count[0] = context->count[1] = 0;
 136
 137         /* Load magic initialization constants.  */
 138         context->state[0] = 0x67452301;
 139         context->state[1] = 0xefcdab89;
 140         context->state[2] = 0x98badcfe;
 141         context->state[3] = 0x10325476;
 142 }
 143
 144 /*
 145  * MD5 block update operation. Continues an MD5 message-digest
 146  * operation, processing another message block, and updating the
 147  * context.
 148  */
 149
 150 void
 151 MD5Update (MD5_CTX *context, const void *in, unsigned int inputLen)
 152 {
 153         unsigned int i, idx, partLen;
 154         const unsigned char *input = in;
 155
 156         /* Compute number of bytes mod 64 */
 157         idx = (unsigned int)((context->count[0] >> 3) & 0x3F);
 158
 159         /* Update number of bits */
 160         if ((context->count[0] += ((u_int32_t)inputLen << 3))
 161             < ((u_int32_t)inputLen << 3))
 162                 context->count[1]++;
 163         context->count[1] += ((u_int32_t)inputLen >> 29);
 164
 165         partLen = 64 - idx;
 166
 167         /* Transform as many times as possible. */
 168         if (inputLen >= partLen) {
 169                 memcpy((void *)&context->buffer[idx], (const void *)input,
 170                     partLen);
 171                 MD5Transform (context->state, context->buffer);
 172
 173                 for (i = partLen; i + 63 < inputLen; i += 64)
 174                         MD5Transform (context->state, &input[i]);
 175
 176                 idx = 0;
 177         }
 178         else
 179                 i = 0;
 180
 181         /* Buffer remaining input */
 182         memcpy ((void *)&context->buffer[idx], (const void *)&input[i],
 183             inputLen-i);
 184 }
 185
 186 /*
 187  * MD5 padding. Adds padding followed by original length.
 188  */
 189
 190 void
 191 MD5Pad (MD5_CTX *context)
 192 {
 193         unsigned char bits[8];
 194         unsigned int idx, padLen;
 195
 196         /* Save number of bits */
 197         Encode (bits, context->count, 8);
 198
 199         /* Pad out to 56 mod 64. */
 200         idx = (unsigned int)((context->count[0] >> 3) & 0x3f);
 201         padLen = (idx < 56) ? (56 - idx) : (120 - idx);
 202         MD5Update (context, PADDING, padLen);
 203
 204         /* Append length (before padding) */
 205         MD5Update (context, bits, 8);
 206 }
 207
 208 /*
 209  * MD5 finalization. Ends an MD5 message-digest operation, writing the
 210  * the message digest and zeroizing the context.
 211  */
 212
 213 void
 214 MD5Final (unsigned char digest[16], MD5_CTX *context)
 215 {
 216         /* Do padding. */
 217         MD5Pad (context);
 218
 219         /* Store state in digest */
 220         Encode (digest, context->state, 16);
 221
 222         /* Zeroize sensitive information. */
 223         explicit_bzero(context, sizeof(*context));
 224 }
 225
 226 /* MD5 basic transformation. Transforms state based on block. */
 227
 228 static void
 229 MD5Transform (u_int32_t state[4], const unsigned char block[64])
 230 {
 231         u_int32_t a = state[0], b = state[1], c = state[2], d = state[3], x[16];
 232
 233         Decode (x, block, 64);
 234
 235         /* Round 1 */
 236 #define S11 7
 237 #define S12 12
 238 #define S13 17
 239 #define S14 22
 240         FF (a, b, c, d, x[ 0], S11, 0xd76aa478); /* 1 */
 241         FF (d, a, b, c, x[ 1], S12, 0xe8c7b756); /* 2 */
 242         FF (c, d, a, b, x[ 2], S13, 0x242070db); /* 3 */
 243         FF (b, c, d, a, x[ 3], S14, 0xc1bdceee); /* 4 */
 244         FF (a, b, c, d, x[ 4], S11, 0xf57c0faf); /* 5 */
 245         FF (d, a, b, c, x[ 5], S12, 0x4787c62a); /* 6 */
 246         FF (c, d, a, b, x[ 6], S13, 0xa8304613); /* 7 */
 247         FF (b, c, d, a, x[ 7], S14, 0xfd469501); /* 8 */
 248         FF (a, b, c, d, x[ 8], S11, 0x698098d8); /* 9 */
 249         FF (d, a, b, c, x[ 9], S12, 0x8b44f7af); /* 10 */
 250         FF (c, d, a, b, x[10], S13, 0xffff5bb1); /* 11 */
 251         FF (b, c, d, a, x[11], S14, 0x895cd7be); /* 12 */
 252         FF (a, b, c, d, x[12], S11, 0x6b901122); /* 13 */
 253         FF (d, a, b, c, x[13], S12, 0xfd987193); /* 14 */
 254         FF (c, d, a, b, x[14], S13, 0xa679438e); /* 15 */
 255         FF (b, c, d, a, x[15], S14, 0x49b40821); /* 16 */
 256
 257         /* Round 2 */
 258 #define S21 5
 259 #define S22 9
 260 #define S23 14
 261 #define S24 20
 262         GG (a, b, c, d, x[ 1], S21, 0xf61e2562); /* 17 */
 263         GG (d, a, b, c, x[ 6], S22, 0xc040b340); /* 18 */
 264         GG (c, d, a, b, x[11], S23, 0x265e5a51); /* 19 */
 265         GG (b, c, d, a, x[ 0], S24, 0xe9b6c7aa); /* 20 */
 266         GG (a, b, c, d, x[ 5], S21, 0xd62f105d); /* 21 */
 267         GG (d, a, b, c, x[10], S22,  0x2441453); /* 22 */
 268         GG (c, d, a, b, x[15], S23, 0xd8a1e681); /* 23 */
 269         GG (b, c, d, a, x[ 4], S24, 0xe7d3fbc8); /* 24 */
 270         GG (a, b, c, d, x[ 9], S21, 0x21e1cde6); /* 25 */
 271         GG (d, a, b, c, x[14], S22, 0xc33707d6); /* 26 */
 272         GG (c, d, a, b, x[ 3], S23, 0xf4d50d87); /* 27 */
 273         GG (b, c, d, a, x[ 8], S24, 0x455a14ed); /* 28 */
 274         GG (a, b, c, d, x[13], S21, 0xa9e3e905); /* 29 */
 275         GG (d, a, b, c, x[ 2], S22, 0xfcefa3f8); /* 30 */
 276         GG (c, d, a, b, x[ 7], S23, 0x676f02d9); /* 31 */
 277         GG (b, c, d, a, x[12], S24, 0x8d2a4c8a); /* 32 */
 278
 279         /* Round 3 */
 280 #define S31 4
 281 #define S32 11
 282 #define S33 16
 283 #define S34 23
 284         HH (a, b, c, d, x[ 5], S31, 0xfffa3942); /* 33 */
 285         HH (d, a, b, c, x[ 8], S32, 0x8771f681); /* 34 */
 286         HH (c, d, a, b, x[11], S33, 0x6d9d6122); /* 35 */
 287         HH (b, c, d, a, x[14], S34, 0xfde5380c); /* 36 */
 288         HH (a, b, c, d, x[ 1], S31, 0xa4beea44); /* 37 */
 289         HH (d, a, b, c, x[ 4], S32, 0x4bdecfa9); /* 38 */
 290         HH (c, d, a, b, x[ 7], S33, 0xf6bb4b60); /* 39 */
 291         HH (b, c, d, a, x[10], S34, 0xbebfbc70); /* 40 */
 292         HH (a, b, c, d, x[13], S31, 0x289b7ec6); /* 41 */
 293         HH (d, a, b, c, x[ 0], S32, 0xeaa127fa); /* 42 */
 294         HH (c, d, a, b, x[ 3], S33, 0xd4ef3085); /* 43 */
 295         HH (b, c, d, a, x[ 6], S34,  0x4881d05); /* 44 */
 296         HH (a, b, c, d, x[ 9], S31, 0xd9d4d039); /* 45 */
 297         HH (d, a, b, c, x[12], S32, 0xe6db99e5); /* 46 */
 298         HH (c, d, a, b, x[15], S33, 0x1fa27cf8); /* 47 */
 299         HH (b, c, d, a, x[ 2], S34, 0xc4ac5665); /* 48 */
 300
 301         /* Round 4 */
 302 #define S41 6
 303 #define S42 10
 304 #define S43 15
 305 #define S44 21
 306         II (a, b, c, d, x[ 0], S41, 0xf4292244); /* 49 */
 307         II (d, a, b, c, x[ 7], S42, 0x432aff97); /* 50 */
 308         II (c, d, a, b, x[14], S43, 0xab9423a7); /* 51 */
 309         II (b, c, d, a, x[ 5], S44, 0xfc93a039); /* 52 */
 310         II (a, b, c, d, x[12], S41, 0x655b59c3); /* 53 */
 311         II (d, a, b, c, x[ 3], S42, 0x8f0ccc92); /* 54 */
 312         II (c, d, a, b, x[10], S43, 0xffeff47d); /* 55 */
 313         II (b, c, d, a, x[ 1], S44, 0x85845dd1); /* 56 */
 314         II (a, b, c, d, x[ 8], S41, 0x6fa87e4f); /* 57 */
 315         II (d, a, b, c, x[15], S42, 0xfe2ce6e0); /* 58 */
 316         II (c, d, a, b, x[ 6], S43, 0xa3014314); /* 59 */
 317         II (b, c, d, a, x[13], S44, 0x4e0811a1); /* 60 */
 318         II (a, b, c, d, x[ 4], S41, 0xf7537e82); /* 61 */
 319         II (d, a, b, c, x[11], S42, 0xbd3af235); /* 62 */
 320         II (c, d, a, b, x[ 2], S43, 0x2ad7d2bb); /* 63 */
 321         II (b, c, d, a, x[ 9], S44, 0xeb86d391); /* 64 */
 322
 323         state[0] += a;
 324         state[1] += b;
 325         state[2] += c;
 326         state[3] += d;
 327
 328         /* Zeroize sensitive information. */
 329         memset ((void *)x, 0, sizeof (x));
 330 }
 331
 332 #ifdef WEAK_REFS
 333 /* When building libmd, provide weak references. Note: this is not
 334    activated in the context of compiling these sources for internal
 335    use in libcrypt.
 336  */
 337 #undef MD5Init
 338 __weak_reference(_libmd_MD5Init, MD5Init);
 339 #undef MD5Update
 340 __weak_reference(_libmd_MD5Update, MD5Update);
 341 #undef MD5Pad
 342 __weak_reference(_libmd_MD5Pad, MD5Pad);
 343 #undef MD5Final
 344 __weak_reference(_libmd_MD5Final, MD5Final);
 345 #undef MD5Transform
 346 __weak_reference(_libmd_MD5Transform, MD5Transform);
 347 #endif