sys/libkern/arc4random.c

   1 /*-
   2  * THE BEER-WARE LICENSE
   3  *
   4  * <dan@FreeBSD.ORG> wrote this file.  As long as you retain this notice you
   5  * can do whatever you want with this stuff.  If we meet some day, and you
   6  * think this stuff is worth it, you can buy me a beer in return.
   7  *
   8  * Dan Moschuk
   9  *
  10  * $FreeBSD$
  11  */
  12
  13 #include <sys/libkern.h>
  14
  15 #define ARC4_MAXRUNS 64
  16
  17 static u_int8_t arc4_i, arc4_j;
  18 static int arc4_initialized = 0;
  19 static int arc4_numruns = 0;
  20 static u_int8_t arc4_sbox[256];
  21
  22 extern u_int read_random (void *, u_int);
  23
  24 static __inline void
  25 arc4_swap(u_int8_t *a, u_int8_t *b)
  26 {
  27         u_int8_t c;
  28
  29         c = *a;
  30         *a = *b;
  31         *b = c;
  32 }
  33
  34 /*
  35  * Stir our S-box.
  36  */
  37 static void
  38 arc4_randomstir (void)
  39 {
  40         u_int8_t key[256];
  41         int r, n;
  42
  43         r = read_random(key, sizeof(key));
  44         /* if r == 0 || -1, just use what was on the stack */
  45         if (r > 0)
  46         {
  47                 for (n = r; n < sizeof(key); n++)
  48                         key[n] = key[n % r];
  49         }
  50
  51         for (n = 0; n < 256; n++)
  52         {
  53                 arc4_j = (arc4_j + arc4_sbox[n] + key[n]) % 256;
  54                 arc4_swap(&arc4_sbox[n], &arc4_sbox[arc4_j]);
  55         }
  56 }
  57
  58 /*
  59  * Initialize our S-box to its beginning defaults.
  60  */
  61 static void
  62 arc4_init(void)
  63 {
  64         int n;
  65
  66         arc4_i = arc4_j = 0;
  67         for (n = 0; n < 256; n++)
  68                 arc4_sbox[n] = (u_int8_t) n;
  69
  70         arc4_randomstir();
  71         arc4_initialized = 1;
  72 }
  73
  74 /*
  75  * Generate a random byte.
  76  */
  77 static u_int8_t
  78 arc4_randbyte(void)
  79 {
  80         u_int8_t arc4_t;
  81
  82         arc4_i = (arc4_i + 1) % 256;
  83         arc4_j = (arc4_j + arc4_sbox[arc4_i]) % 256;
  84
  85         arc4_swap(&arc4_sbox[arc4_i], &arc4_sbox[arc4_j]);
  86
  87         arc4_t = (arc4_sbox[arc4_i] + arc4_sbox[arc4_j]) % 256;
  88         return arc4_sbox[arc4_t];
  89 }
  90
  91 u_int32_t
  92 arc4random(void)
  93 {
  94         u_int32_t ret;
  95
  96         /* Initialize array if needed. */
  97         if (!arc4_initialized)
  98                 arc4_init();
  99         if (++arc4_numruns > ARC4_MAXRUNS)
 100         {
 101                 arc4_randomstir();
 102                 arc4_numruns = 0;
 103         }
 104
 105         ret = arc4_randbyte();
 106         ret |= arc4_randbyte() << 8;
 107         ret |= arc4_randbyte() << 16;
 108         ret |= arc4_randbyte() << 24;
 109
 110         return ret;
 111 }