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, in, inputLen)
 111 MD4_CTX *context;                                        /* context */
 112 const void *in;                                /* input block */
 113 unsigned int inputLen;                     /* length of input block */
 114 {
 115   unsigned int i, idx, partLen;
 116   const unsigned char *input = in;
 117
 118   /* Compute number of bytes mod 64 */
 119   idx = (unsigned int)((context->count[0] >> 3) & 0x3F);
 120   /* Update number of bits */
 121   if ((context->count[0] += ((UINT4)inputLen << 3))
 122       < ((UINT4)inputLen << 3))
 123     context->count[1]++;
 124   context->count[1] += ((UINT4)inputLen >> 29);
 125
 126   partLen = 64 - idx;
 127   /* Transform as many times as possible.
 128    */
 129   if (inputLen >= partLen) {
 130     memcpy
 131       ((POINTER)&context->buffer[idx], (CONST_POINTER)input, partLen);
 132     MD4Transform (context->state, context->buffer);
 133
 134     for (i = partLen; i + 63 < inputLen; i += 64)
 135       MD4Transform (context->state, &input[i]);
 136
 137     idx = 0;
 138   }
 139   else
 140     i = 0;
 141
 142   /* Buffer remaining input */
 143   memcpy
 144     ((POINTER)&context->buffer[idx], (CONST_POINTER)&input[i],
 145      inputLen-i);
 146 }
 147
 148 /* MD4 padding. */
 149 void MD4Pad (context)
 150 MD4_CTX *context;                                        /* context */
 151 {
 152   unsigned char bits[8];
 153   unsigned int idx, padLen;
 154
 155   /* Save number of bits */
 156   Encode (bits, context->count, 8);
 157
 158   /* Pad out to 56 mod 64.
 159    */
 160   idx = (unsigned int)((context->count[0] >> 3) & 0x3f);
 161   padLen = (idx < 56) ? (56 - idx) : (120 - idx);
 162   MD4Update (context, PADDING, padLen);
 163
 164   /* Append length (before padding) */
 165   MD4Update (context, bits, 8);
 166 }
 167
 168 /* MD4 finalization. Ends an MD4 message-digest operation, writing the
 169      the message digest and zeroizing the context.
 170  */
 171 void MD4Final (digest, context)
 172 unsigned char digest[16];                         /* message digest */
 173 MD4_CTX *context;                                        /* 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   memset ((POINTER)context, 0, sizeof (*context));
 184 }
 185
 186 /* MD4 basic transformation. Transforms state based on block.
 187  */
 188 static void MD4Transform (state, block)
 189 UINT4 state[4];
 190 const unsigned char block[64];
 191 {
 192   UINT4 a = state[0], b = state[1], c = state[2], d = state[3], x[16];
 193
 194   Decode (x, block, 64);
 195
 196   /* Round 1 */
 197   FF (a, b, c, d, x[ 0], S11); /* 1 */
 198   FF (d, a, b, c, x[ 1], S12); /* 2 */
 199   FF (c, d, a, b, x[ 2], S13); /* 3 */
 200   FF (b, c, d, a, x[ 3], S14); /* 4 */
 201   FF (a, b, c, d, x[ 4], S11); /* 5 */
 202   FF (d, a, b, c, x[ 5], S12); /* 6 */
 203   FF (c, d, a, b, x[ 6], S13); /* 7 */
 204   FF (b, c, d, a, x[ 7], S14); /* 8 */
 205   FF (a, b, c, d, x[ 8], S11); /* 9 */
 206   FF (d, a, b, c, x[ 9], S12); /* 10 */
 207   FF (c, d, a, b, x[10], S13); /* 11 */
 208   FF (b, c, d, a, x[11], S14); /* 12 */
 209   FF (a, b, c, d, x[12], S11); /* 13 */
 210   FF (d, a, b, c, x[13], S12); /* 14 */
 211   FF (c, d, a, b, x[14], S13); /* 15 */
 212   FF (b, c, d, a, x[15], S14); /* 16 */
 213
 214   /* Round 2 */
 215   GG (a, b, c, d, x[ 0], S21); /* 17 */
 216   GG (d, a, b, c, x[ 4], S22); /* 18 */
 217   GG (c, d, a, b, x[ 8], S23); /* 19 */
 218   GG (b, c, d, a, x[12], S24); /* 20 */
 219   GG (a, b, c, d, x[ 1], S21); /* 21 */
 220   GG (d, a, b, c, x[ 5], S22); /* 22 */
 221   GG (c, d, a, b, x[ 9], S23); /* 23 */
 222   GG (b, c, d, a, x[13], S24); /* 24 */
 223   GG (a, b, c, d, x[ 2], S21); /* 25 */
 224   GG (d, a, b, c, x[ 6], S22); /* 26 */
 225   GG (c, d, a, b, x[10], S23); /* 27 */
 226   GG (b, c, d, a, x[14], S24); /* 28 */
 227   GG (a, b, c, d, x[ 3], S21); /* 29 */
 228   GG (d, a, b, c, x[ 7], S22); /* 30 */
 229   GG (c, d, a, b, x[11], S23); /* 31 */
 230   GG (b, c, d, a, x[15], S24); /* 32 */
 231
 232   /* Round 3 */
 233   HH (a, b, c, d, x[ 0], S31); /* 33 */
 234   HH (d, a, b, c, x[ 8], S32); /* 34 */
 235   HH (c, d, a, b, x[ 4], S33); /* 35 */
 236   HH (b, c, d, a, x[12], S34); /* 36 */
 237   HH (a, b, c, d, x[ 2], S31); /* 37 */
 238   HH (d, a, b, c, x[10], S32); /* 38 */
 239   HH (c, d, a, b, x[ 6], S33); /* 39 */
 240   HH (b, c, d, a, x[14], S34); /* 40 */
 241   HH (a, b, c, d, x[ 1], S31); /* 41 */
 242   HH (d, a, b, c, x[ 9], S32); /* 42 */
 243   HH (c, d, a, b, x[ 5], S33); /* 43 */
 244   HH (b, c, d, a, x[13], S34); /* 44 */
 245   HH (a, b, c, d, x[ 3], S31); /* 45 */
 246   HH (d, a, b, c, x[11], S32); /* 46 */
 247   HH (c, d, a, b, x[ 7], S33); /* 47 */
 248   HH (b, c, d, a, x[15], S34); /* 48 */
 249
 250   state[0] += a;
 251   state[1] += b;
 252   state[2] += c;
 253   state[3] += d;
 254
 255   /* Zeroize sensitive information.
 256    */
 257   memset ((POINTER)x, 0, sizeof (x));
 258 }
 259
 260 /* Encodes input (UINT4) into output (unsigned char). Assumes len is
 261      a multiple of 4.
 262  */
 263 static void Encode (output, input, len)
 264 unsigned char *output;
 265 UINT4 *input;
 266 unsigned int len;
 267 {
 268   unsigned int i, j;
 269
 270   for (i = 0, j = 0; j < len; i++, j += 4) {
 271     output[j] = (unsigned char)(input[i] & 0xff);
 272     output[j+1] = (unsigned char)((input[i] >> 8) & 0xff);
 273     output[j+2] = (unsigned char)((input[i] >> 16) & 0xff);
 274     output[j+3] = (unsigned char)((input[i] >> 24) & 0xff);
 275   }
 276 }
 277
 278 /* Decodes input (unsigned char) into output (UINT4). Assumes len is
 279      a multiple of 4.
 280  */
 281 static void Decode (output, input, len)
 282
 283 UINT4 *output;
 284 const unsigned char *input;
 285 unsigned int len;
 286 {
 287   unsigned int i, j;
 288
 289   for (i = 0, j = 0; j < len; i++, j += 4)
 290     output[i] = ((UINT4)input[j]) | (((UINT4)input[j+1]) << 8) |
 291       (((UINT4)input[j+2]) << 16) | (((UINT4)input[j+3]) << 24);
 292 }