contrib/libarchive/libarchive/archive_blake2s_ref.c

   1 /*
   2    BLAKE2 reference source code package - reference C implementations
   3
   4    Copyright 2012, Samuel Neves <sneves@dei.uc.pt>.  You may use this under the
   5    terms of the CC0, the OpenSSL Licence, or the Apache Public License 2.0, at
   6    your option.  The terms of these licenses can be found at:
   7
   8    - CC0 1.0 Universal : http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0
   9    - OpenSSL license   : https://www.openssl.org/source/license.html
  10    - Apache 2.0        : http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
  11
  12    More information about the BLAKE2 hash function can be found at
  13    https://blake2.net.
  14 */
  15
  16 #include <stdint.h>
  17 #include <string.h>
  18 #include <stdio.h>
  19
  20 #include "archive_blake2.h"
  21 #include "archive_blake2_impl.h"
  22
  23 static const uint32_t blake2s_IV[8] =
  24 {
  25   0x6A09E667UL, 0xBB67AE85UL, 0x3C6EF372UL, 0xA54FF53AUL,
  26   0x510E527FUL, 0x9B05688CUL, 0x1F83D9ABUL, 0x5BE0CD19UL
  27 };
  28
  29 static const uint8_t blake2s_sigma[10][16] =
  30 {
  31   {  0,  1,  2,  3,  4,  5,  6,  7,  8,  9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 } ,
  32   { 14, 10,  4,  8,  9, 15, 13,  6,  1, 12,  0,  2, 11,  7,  5,  3 } ,
  33   { 11,  8, 12,  0,  5,  2, 15, 13, 10, 14,  3,  6,  7,  1,  9,  4 } ,
  34   {  7,  9,  3,  1, 13, 12, 11, 14,  2,  6,  5, 10,  4,  0, 15,  8 } ,
  35   {  9,  0,  5,  7,  2,  4, 10, 15, 14,  1, 11, 12,  6,  8,  3, 13 } ,
  36   {  2, 12,  6, 10,  0, 11,  8,  3,  4, 13,  7,  5, 15, 14,  1,  9 } ,
  37   { 12,  5,  1, 15, 14, 13,  4, 10,  0,  7,  6,  3,  9,  2,  8, 11 } ,
  38   { 13, 11,  7, 14, 12,  1,  3,  9,  5,  0, 15,  4,  8,  6,  2, 10 } ,
  39   {  6, 15, 14,  9, 11,  3,  0,  8, 12,  2, 13,  7,  1,  4, 10,  5 } ,
  40   { 10,  2,  8,  4,  7,  6,  1,  5, 15, 11,  9, 14,  3, 12, 13 , 0 } ,
  41 };
  42
  43 static void blake2s_set_lastnode( blake2s_state *S )
  44 {
  45   S->f[1] = (uint32_t)-1;
  46 }
  47
  48 /* Some helper functions, not necessarily useful */
  49 static int blake2s_is_lastblock( const blake2s_state *S )
  50 {
  51   return S->f[0] != 0;
  52 }
  53
  54 static void blake2s_set_lastblock( blake2s_state *S )
  55 {
  56   if( S->last_node ) blake2s_set_lastnode( S );
  57
  58   S->f[0] = (uint32_t)-1;
  59 }
  60
  61 static void blake2s_increment_counter( blake2s_state *S, const uint32_t inc )
  62 {
  63   S->t[0] += inc;
  64   S->t[1] += ( S->t[0] < inc );
  65 }
  66
  67 static void blake2s_init0( blake2s_state *S )
  68 {
  69   size_t i;
  70   memset( S, 0, sizeof( blake2s_state ) );
  71
  72   for( i = 0; i < 8; ++i ) S->h[i] = blake2s_IV[i];
  73 }
  74
  75 /* init2 xors IV with input parameter block */
  76 int blake2s_init_param( blake2s_state *S, const blake2s_param *P )
  77 {
  78   const unsigned char *p = ( const unsigned char * )( P );
  79   size_t i;
  80
  81   blake2s_init0( S );
  82
  83   /* IV XOR ParamBlock */
  84   for( i = 0; i < 8; ++i )
  85     S->h[i] ^= load32( &p[i * 4] );
  86
  87   S->outlen = P->digest_length;
  88   return 0;
  89 }
  90
  91
  92 /* Sequential blake2s initialization */
  93 int blake2s_init( blake2s_state *S, size_t outlen )
  94 {
  95   blake2s_param P[1];
  96
  97   /* Move interval verification here? */
  98   if ( ( !outlen ) || ( outlen > BLAKE2S_OUTBYTES ) ) return -1;
  99
 100   P->digest_length = (uint8_t)outlen;
 101   P->key_length    = 0;
 102   P->fanout        = 1;
 103   P->depth         = 1;
 104   store32( &P->leaf_length, 0 );
 105   store32( &P->node_offset, 0 );
 106   store16( &P->xof_length, 0 );
 107   P->node_depth    = 0;
 108   P->inner_length  = 0;
 109   /* memset(P->reserved, 0, sizeof(P->reserved) ); */
 110   memset( P->salt,     0, sizeof( P->salt ) );
 111   memset( P->personal, 0, sizeof( P->personal ) );
 112   return blake2s_init_param( S, P );
 113 }
 114
 115 int blake2s_init_key( blake2s_state *S, size_t outlen, const void *key, size_t keylen )
 116 {
 117   blake2s_param P[1];
 118
 119   if ( ( !outlen ) || ( outlen > BLAKE2S_OUTBYTES ) ) return -1;
 120
 121   if ( !key || !keylen || keylen > BLAKE2S_KEYBYTES ) return -1;
 122
 123   P->digest_length = (uint8_t)outlen;
 124   P->key_length    = (uint8_t)keylen;
 125   P->fanout        = 1;
 126   P->depth         = 1;
 127   store32( &P->leaf_length, 0 );
 128   store32( &P->node_offset, 0 );
 129   store16( &P->xof_length, 0 );
 130   P->node_depth    = 0;
 131   P->inner_length  = 0;
 132   /* memset(P->reserved, 0, sizeof(P->reserved) ); */
 133   memset( P->salt,     0, sizeof( P->salt ) );
 134   memset( P->personal, 0, sizeof( P->personal ) );
 135
 136   if( blake2s_init_param( S, P ) < 0 ) return -1;
 137
 138   {
 139     uint8_t block[BLAKE2S_BLOCKBYTES];
 140     memset( block, 0, BLAKE2S_BLOCKBYTES );
 141     memcpy( block, key, keylen );
 142     blake2s_update( S, block, BLAKE2S_BLOCKBYTES );
 143     secure_zero_memory( block, BLAKE2S_BLOCKBYTES ); /* Burn the key from stack */
 144   }
 145   return 0;
 146 }
 147
 148 #define G(r,i,a,b,c,d)                      \
 149   do {                                      \
 150     a = a + b + m[blake2s_sigma[r][2*i+0]]; \
 151     d = rotr32(d ^ a, 16);                  \
 152     c = c + d;                              \
 153     b = rotr32(b ^ c, 12);                  \
 154     a = a + b + m[blake2s_sigma[r][2*i+1]]; \
 155     d = rotr32(d ^ a, 8);                   \
 156     c = c + d;                              \
 157     b = rotr32(b ^ c, 7);                   \
 158   } while(0)
 159
 160 #define ROUND(r)                    \
 161   do {                              \
 162     G(r,0,v[ 0],v[ 4],v[ 8],v[12]); \
 163     G(r,1,v[ 1],v[ 5],v[ 9],v[13]); \
 164     G(r,2,v[ 2],v[ 6],v[10],v[14]); \
 165     G(r,3,v[ 3],v[ 7],v[11],v[15]); \
 166     G(r,4,v[ 0],v[ 5],v[10],v[15]); \
 167     G(r,5,v[ 1],v[ 6],v[11],v[12]); \
 168     G(r,6,v[ 2],v[ 7],v[ 8],v[13]); \
 169     G(r,7,v[ 3],v[ 4],v[ 9],v[14]); \
 170   } while(0)
 171
 172 static void blake2s_compress( blake2s_state *S, const uint8_t in[BLAKE2S_BLOCKBYTES] )
 173 {
 174   uint32_t m[16];
 175   uint32_t v[16];
 176   size_t i;
 177
 178   for( i = 0; i < 16; ++i ) {
 179     m[i] = load32( in + i * sizeof( m[i] ) );
 180   }
 181
 182   for( i = 0; i < 8; ++i ) {
 183     v[i] = S->h[i];
 184   }
 185
 186   v[ 8] = blake2s_IV[0];
 187   v[ 9] = blake2s_IV[1];
 188   v[10] = blake2s_IV[2];
 189   v[11] = blake2s_IV[3];
 190   v[12] = S->t[0] ^ blake2s_IV[4];
 191   v[13] = S->t[1] ^ blake2s_IV[5];
 192   v[14] = S->f[0] ^ blake2s_IV[6];
 193   v[15] = S->f[1] ^ blake2s_IV[7];
 194
 195   ROUND( 0 );
 196   ROUND( 1 );
 197   ROUND( 2 );
 198   ROUND( 3 );
 199   ROUND( 4 );
 200   ROUND( 5 );
 201   ROUND( 6 );
 202   ROUND( 7 );
 203   ROUND( 8 );
 204   ROUND( 9 );
 205
 206   for( i = 0; i < 8; ++i ) {
 207     S->h[i] = S->h[i] ^ v[i] ^ v[i + 8];
 208   }
 209 }
 210
 211 #undef G
 212 #undef ROUND
 213
 214 int blake2s_update( blake2s_state *S, const void *pin, size_t inlen )
 215 {
 216   const unsigned char * in = (const unsigned char *)pin;
 217   if( inlen > 0 )
 218   {
 219     size_t left = S->buflen;
 220     size_t fill = BLAKE2S_BLOCKBYTES - left;
 221     if( inlen > fill )
 222     {
 223       S->buflen = 0;
 224       memcpy( S->buf + left, in, fill ); /* Fill buffer */
 225       blake2s_increment_counter( S, BLAKE2S_BLOCKBYTES );
 226       blake2s_compress( S, S->buf ); /* Compress */
 227       in += fill; inlen -= fill;
 228       while(inlen > BLAKE2S_BLOCKBYTES) {
 229         blake2s_increment_counter(S, BLAKE2S_BLOCKBYTES);
 230         blake2s_compress( S, in );
 231         in += BLAKE2S_BLOCKBYTES;
 232         inlen -= BLAKE2S_BLOCKBYTES;
 233       }
 234     }
 235     memcpy( S->buf + S->buflen, in, inlen );
 236     S->buflen += inlen;
 237   }
 238   return 0;
 239 }
 240
 241 int blake2s_final( blake2s_state *S, void *out, size_t outlen )
 242 {
 243   uint8_t buffer[BLAKE2S_OUTBYTES] = {0};
 244   size_t i;
 245
 246   if( out == NULL || outlen < S->outlen )
 247     return -1;
 248
 249   if( blake2s_is_lastblock( S ) )
 250     return -1;
 251
 252   blake2s_increment_counter( S, ( uint32_t )S->buflen );
 253   blake2s_set_lastblock( S );
 254   memset( S->buf + S->buflen, 0, BLAKE2S_BLOCKBYTES - S->buflen ); /* Padding */
 255   blake2s_compress( S, S->buf );
 256
 257   for( i = 0; i < 8; ++i ) /* Output full hash to temp buffer */
 258     store32( buffer + sizeof( S->h[i] ) * i, S->h[i] );
 259
 260   memcpy( out, buffer, outlen );
 261   secure_zero_memory(buffer, sizeof(buffer));
 262   return 0;
 263 }
 264
 265 int blake2s( void *out, size_t outlen, const void *in, size_t inlen, const void *key, size_t keylen )
 266 {
 267   blake2s_state S[1];
 268
 269   /* Verify parameters */
 270   if ( NULL == in && inlen > 0 ) return -1;
 271
 272   if ( NULL == out ) return -1;
 273
 274   if ( NULL == key && keylen > 0) return -1;
 275
 276   if( !outlen || outlen > BLAKE2S_OUTBYTES ) return -1;
 277
 278   if( keylen > BLAKE2S_KEYBYTES ) return -1;
 279
 280   if( keylen > 0 )
 281   {
 282     if( blake2s_init_key( S, outlen, key, keylen ) < 0 ) return -1;
 283   }
 284   else
 285   {
 286     if( blake2s_init( S, outlen ) < 0 ) return -1;
 287   }
 288
 289   blake2s_update( S, ( const uint8_t * )in, inlen );
 290   blake2s_final( S, out, outlen );
 291   return 0;
 292 }
 293
 294 #if defined(SUPERCOP)
 295 int crypto_hash( unsigned char *out, unsigned char *in, unsigned long long inlen )
 296 {
 297   return blake2s( out, BLAKE2S_OUTBYTES, in, inlen, NULL, 0 );
 298 }
 299 #endif
 300
 301 #if defined(BLAKE2S_SELFTEST)
 302 #include <string.h>
 303 #include "blake2-kat.h"
 304 int main( void )
 305 {
 306   uint8_t key[BLAKE2S_KEYBYTES];
 307   uint8_t buf[BLAKE2_KAT_LENGTH];
 308   size_t i, step;
 309
 310   for( i = 0; i < BLAKE2S_KEYBYTES; ++i )
 311     key[i] = ( uint8_t )i;
 312
 313   for( i = 0; i < BLAKE2_KAT_LENGTH; ++i )
 314     buf[i] = ( uint8_t )i;
 315
 316   /* Test simple API */
 317   for( i = 0; i < BLAKE2_KAT_LENGTH; ++i )
 318   {
 319     uint8_t hash[BLAKE2S_OUTBYTES];
 320     blake2s( hash, BLAKE2S_OUTBYTES, buf, i, key, BLAKE2S_KEYBYTES );
 321
 322     if( 0 != memcmp( hash, blake2s_keyed_kat[i], BLAKE2S_OUTBYTES ) )
 323     {
 324       goto fail;
 325     }
 326   }
 327
 328   /* Test streaming API */
 329   for(step = 1; step < BLAKE2S_BLOCKBYTES; ++step) {
 330     for (i = 0; i < BLAKE2_KAT_LENGTH; ++i) {
 331       uint8_t hash[BLAKE2S_OUTBYTES];
 332       blake2s_state S;
 333       uint8_t * p = buf;
 334       size_t mlen = i;
 335       int err = 0;
 336
 337       if( (err = blake2s_init_key(&S, BLAKE2S_OUTBYTES, key, BLAKE2S_KEYBYTES)) < 0 ) {
 338         goto fail;
 339       }
 340
 341       while (mlen >= step) {
 342         if ( (err = blake2s_update(&S, p, step)) < 0 ) {
 343           goto fail;
 344         }
 345         mlen -= step;
 346         p += step;
 347       }
 348       if ( (err = blake2s_update(&S, p, mlen)) < 0) {
 349         goto fail;
 350       }
 351       if ( (err = blake2s_final(&S, hash, BLAKE2S_OUTBYTES)) < 0) {
 352         goto fail;
 353       }
 354
 355       if (0 != memcmp(hash, blake2s_keyed_kat[i], BLAKE2S_OUTBYTES)) {
 356         goto fail;
 357       }
 358     }
 359   }
 360
 361   puts( "ok" );
 362   return 0;
 363 fail:
 364   puts("error");
 365   return -1;
 366 }
 367 #endif