xref: /optee_os/core/lib/libtomcrypt/src/hashes/md4.c (revision 8411e6ad673d20c4742ed30c785e3f5cdea54dfa)
1*8411e6adSJerome Forissier /* LibTomCrypt, modular cryptographic library -- Tom St Denis */
2*8411e6adSJerome Forissier /* SPDX-License-Identifier: Unlicense */
35a913ee7SJerome Forissier #include "tomcrypt_private.h"
45a913ee7SJerome Forissier 
55a913ee7SJerome Forissier /**
65a913ee7SJerome Forissier    @param md4.c
75a913ee7SJerome Forissier    Submitted by Dobes Vandermeer  (dobes@smartt.com)
85a913ee7SJerome Forissier */
95a913ee7SJerome Forissier 
105a913ee7SJerome Forissier #ifdef LTC_MD4
115a913ee7SJerome Forissier 
125a913ee7SJerome Forissier const struct ltc_hash_descriptor md4_desc =
135a913ee7SJerome Forissier {
145a913ee7SJerome Forissier     "md4",
155a913ee7SJerome Forissier     6,
165a913ee7SJerome Forissier     16,
175a913ee7SJerome Forissier     64,
185a913ee7SJerome Forissier 
195a913ee7SJerome Forissier     /* OID */
205a913ee7SJerome Forissier    { 1, 2, 840, 113549, 2, 4,  },
215a913ee7SJerome Forissier    6,
225a913ee7SJerome Forissier 
235a913ee7SJerome Forissier     &md4_init,
245a913ee7SJerome Forissier     &md4_process,
255a913ee7SJerome Forissier     &md4_done,
265a913ee7SJerome Forissier     &md4_test,
275a913ee7SJerome Forissier     NULL
285a913ee7SJerome Forissier };
295a913ee7SJerome Forissier 
305a913ee7SJerome Forissier #define S11 3
315a913ee7SJerome Forissier #define S12 7
325a913ee7SJerome Forissier #define S13 11
335a913ee7SJerome Forissier #define S14 19
345a913ee7SJerome Forissier #define S21 3
355a913ee7SJerome Forissier #define S22 5
365a913ee7SJerome Forissier #define S23 9
375a913ee7SJerome Forissier #define S24 13
385a913ee7SJerome Forissier #define S31 3
395a913ee7SJerome Forissier #define S32 9
405a913ee7SJerome Forissier #define S33 11
415a913ee7SJerome Forissier #define S34 15
425a913ee7SJerome Forissier 
435a913ee7SJerome Forissier /* F, G and H are basic LTC_MD4 functions. */
445a913ee7SJerome Forissier #define F(x, y, z) (z ^ (x & (y ^ z)))
455a913ee7SJerome Forissier #define G(x, y, z) ((x & y) | (z & (x | y)))
465a913ee7SJerome Forissier #define H(x, y, z) ((x) ^ (y) ^ (z))
475a913ee7SJerome Forissier 
485a913ee7SJerome Forissier /* ROTATE_LEFT rotates x left n bits. */
495a913ee7SJerome Forissier #define ROTATE_LEFT(x, n) ROLc(x, n)
505a913ee7SJerome Forissier 
515a913ee7SJerome Forissier /* FF, GG and HH are transformations for rounds 1, 2 and 3 */
525a913ee7SJerome Forissier /* Rotation is separate from addition to prevent recomputation */
535a913ee7SJerome Forissier 
545a913ee7SJerome Forissier #define FF(a, b, c, d, x, s) { \
555a913ee7SJerome Forissier     (a) += F ((b), (c), (d)) + (x); \
565a913ee7SJerome Forissier     (a) = ROTATE_LEFT ((a), (s)); \
575a913ee7SJerome Forissier   }
585a913ee7SJerome Forissier #define GG(a, b, c, d, x, s) { \
595a913ee7SJerome Forissier     (a) += G ((b), (c), (d)) + (x) + 0x5a827999UL; \
605a913ee7SJerome Forissier     (a) = ROTATE_LEFT ((a), (s)); \
615a913ee7SJerome Forissier   }
625a913ee7SJerome Forissier #define HH(a, b, c, d, x, s) { \
635a913ee7SJerome Forissier     (a) += H ((b), (c), (d)) + (x) + 0x6ed9eba1UL; \
645a913ee7SJerome Forissier     (a) = ROTATE_LEFT ((a), (s)); \
655a913ee7SJerome Forissier   }
665a913ee7SJerome Forissier 
675a913ee7SJerome Forissier #ifdef LTC_CLEAN_STACK
ss_md4_compress(hash_state * md,const unsigned char * buf)68*8411e6adSJerome Forissier static int ss_md4_compress(hash_state *md, const unsigned char *buf)
695a913ee7SJerome Forissier #else
70*8411e6adSJerome Forissier static int  s_md4_compress(hash_state *md, const unsigned char *buf)
715a913ee7SJerome Forissier #endif
725a913ee7SJerome Forissier {
735a913ee7SJerome Forissier     ulong32 x[16], a, b, c, d;
745a913ee7SJerome Forissier     int i;
755a913ee7SJerome Forissier 
765a913ee7SJerome Forissier     /* copy state */
775a913ee7SJerome Forissier     a = md->md4.state[0];
785a913ee7SJerome Forissier     b = md->md4.state[1];
795a913ee7SJerome Forissier     c = md->md4.state[2];
805a913ee7SJerome Forissier     d = md->md4.state[3];
815a913ee7SJerome Forissier 
825a913ee7SJerome Forissier     /* copy the state into 512-bits into W[0..15] */
835a913ee7SJerome Forissier     for (i = 0; i < 16; i++) {
845a913ee7SJerome Forissier         LOAD32L(x[i], buf + (4*i));
855a913ee7SJerome Forissier     }
865a913ee7SJerome Forissier 
875a913ee7SJerome Forissier     /* Round 1 */
885a913ee7SJerome Forissier     FF (a, b, c, d, x[ 0], S11); /* 1 */
895a913ee7SJerome Forissier     FF (d, a, b, c, x[ 1], S12); /* 2 */
905a913ee7SJerome Forissier     FF (c, d, a, b, x[ 2], S13); /* 3 */
915a913ee7SJerome Forissier     FF (b, c, d, a, x[ 3], S14); /* 4 */
925a913ee7SJerome Forissier     FF (a, b, c, d, x[ 4], S11); /* 5 */
935a913ee7SJerome Forissier     FF (d, a, b, c, x[ 5], S12); /* 6 */
945a913ee7SJerome Forissier     FF (c, d, a, b, x[ 6], S13); /* 7 */
955a913ee7SJerome Forissier     FF (b, c, d, a, x[ 7], S14); /* 8 */
965a913ee7SJerome Forissier     FF (a, b, c, d, x[ 8], S11); /* 9 */
975a913ee7SJerome Forissier     FF (d, a, b, c, x[ 9], S12); /* 10 */
985a913ee7SJerome Forissier     FF (c, d, a, b, x[10], S13); /* 11 */
995a913ee7SJerome Forissier     FF (b, c, d, a, x[11], S14); /* 12 */
1005a913ee7SJerome Forissier     FF (a, b, c, d, x[12], S11); /* 13 */
1015a913ee7SJerome Forissier     FF (d, a, b, c, x[13], S12); /* 14 */
1025a913ee7SJerome Forissier     FF (c, d, a, b, x[14], S13); /* 15 */
1035a913ee7SJerome Forissier     FF (b, c, d, a, x[15], S14); /* 16 */
1045a913ee7SJerome Forissier 
1055a913ee7SJerome Forissier     /* Round 2 */
1065a913ee7SJerome Forissier     GG (a, b, c, d, x[ 0], S21); /* 17 */
1075a913ee7SJerome Forissier     GG (d, a, b, c, x[ 4], S22); /* 18 */
1085a913ee7SJerome Forissier     GG (c, d, a, b, x[ 8], S23); /* 19 */
1095a913ee7SJerome Forissier     GG (b, c, d, a, x[12], S24); /* 20 */
1105a913ee7SJerome Forissier     GG (a, b, c, d, x[ 1], S21); /* 21 */
1115a913ee7SJerome Forissier     GG (d, a, b, c, x[ 5], S22); /* 22 */
1125a913ee7SJerome Forissier     GG (c, d, a, b, x[ 9], S23); /* 23 */
1135a913ee7SJerome Forissier     GG (b, c, d, a, x[13], S24); /* 24 */
1145a913ee7SJerome Forissier     GG (a, b, c, d, x[ 2], S21); /* 25 */
1155a913ee7SJerome Forissier     GG (d, a, b, c, x[ 6], S22); /* 26 */
1165a913ee7SJerome Forissier     GG (c, d, a, b, x[10], S23); /* 27 */
1175a913ee7SJerome Forissier     GG (b, c, d, a, x[14], S24); /* 28 */
1185a913ee7SJerome Forissier     GG (a, b, c, d, x[ 3], S21); /* 29 */
1195a913ee7SJerome Forissier     GG (d, a, b, c, x[ 7], S22); /* 30 */
1205a913ee7SJerome Forissier     GG (c, d, a, b, x[11], S23); /* 31 */
1215a913ee7SJerome Forissier     GG (b, c, d, a, x[15], S24); /* 32 */
1225a913ee7SJerome Forissier 
1235a913ee7SJerome Forissier     /* Round 3 */
1245a913ee7SJerome Forissier     HH (a, b, c, d, x[ 0], S31); /* 33 */
1255a913ee7SJerome Forissier     HH (d, a, b, c, x[ 8], S32); /* 34 */
1265a913ee7SJerome Forissier     HH (c, d, a, b, x[ 4], S33); /* 35 */
1275a913ee7SJerome Forissier     HH (b, c, d, a, x[12], S34); /* 36 */
1285a913ee7SJerome Forissier     HH (a, b, c, d, x[ 2], S31); /* 37 */
1295a913ee7SJerome Forissier     HH (d, a, b, c, x[10], S32); /* 38 */
1305a913ee7SJerome Forissier     HH (c, d, a, b, x[ 6], S33); /* 39 */
1315a913ee7SJerome Forissier     HH (b, c, d, a, x[14], S34); /* 40 */
1325a913ee7SJerome Forissier     HH (a, b, c, d, x[ 1], S31); /* 41 */
1335a913ee7SJerome Forissier     HH (d, a, b, c, x[ 9], S32); /* 42 */
1345a913ee7SJerome Forissier     HH (c, d, a, b, x[ 5], S33); /* 43 */
1355a913ee7SJerome Forissier     HH (b, c, d, a, x[13], S34); /* 44 */
1365a913ee7SJerome Forissier     HH (a, b, c, d, x[ 3], S31); /* 45 */
1375a913ee7SJerome Forissier     HH (d, a, b, c, x[11], S32); /* 46 */
1385a913ee7SJerome Forissier     HH (c, d, a, b, x[ 7], S33); /* 47 */
1395a913ee7SJerome Forissier     HH (b, c, d, a, x[15], S34); /* 48 */
1405a913ee7SJerome Forissier 
1415a913ee7SJerome Forissier 
1425a913ee7SJerome Forissier     /* Update our state */
1435a913ee7SJerome Forissier     md->md4.state[0] = md->md4.state[0] + a;
1445a913ee7SJerome Forissier     md->md4.state[1] = md->md4.state[1] + b;
1455a913ee7SJerome Forissier     md->md4.state[2] = md->md4.state[2] + c;
1465a913ee7SJerome Forissier     md->md4.state[3] = md->md4.state[3] + d;
1475a913ee7SJerome Forissier 
1485a913ee7SJerome Forissier     return CRYPT_OK;
1495a913ee7SJerome Forissier }
1505a913ee7SJerome Forissier 
1515a913ee7SJerome Forissier #ifdef LTC_CLEAN_STACK
s_md4_compress(hash_state * md,const unsigned char * buf)152*8411e6adSJerome Forissier static int s_md4_compress(hash_state *md, const unsigned char *buf)
1535a913ee7SJerome Forissier {
1545a913ee7SJerome Forissier    int err;
155*8411e6adSJerome Forissier    err = ss_md4_compress(md, buf);
1565a913ee7SJerome Forissier    burn_stack(sizeof(ulong32) * 20 + sizeof(int));
1575a913ee7SJerome Forissier    return err;
1585a913ee7SJerome Forissier }
1595a913ee7SJerome Forissier #endif
1605a913ee7SJerome Forissier 
1615a913ee7SJerome Forissier /**
1625a913ee7SJerome Forissier    Initialize the hash state
1635a913ee7SJerome Forissier    @param md   The hash state you wish to initialize
1645a913ee7SJerome Forissier    @return CRYPT_OK if successful
1655a913ee7SJerome Forissier */
md4_init(hash_state * md)1665a913ee7SJerome Forissier int md4_init(hash_state * md)
1675a913ee7SJerome Forissier {
1685a913ee7SJerome Forissier    LTC_ARGCHK(md != NULL);
1695a913ee7SJerome Forissier    md->md4.state[0] = 0x67452301UL;
1705a913ee7SJerome Forissier    md->md4.state[1] = 0xefcdab89UL;
1715a913ee7SJerome Forissier    md->md4.state[2] = 0x98badcfeUL;
1725a913ee7SJerome Forissier    md->md4.state[3] = 0x10325476UL;
1735a913ee7SJerome Forissier    md->md4.length  = 0;
1745a913ee7SJerome Forissier    md->md4.curlen  = 0;
1755a913ee7SJerome Forissier    return CRYPT_OK;
1765a913ee7SJerome Forissier }
1775a913ee7SJerome Forissier 
1785a913ee7SJerome Forissier /**
1795a913ee7SJerome Forissier    Process a block of memory though the hash
1805a913ee7SJerome Forissier    @param md     The hash state
1815a913ee7SJerome Forissier    @param in     The data to hash
1825a913ee7SJerome Forissier    @param inlen  The length of the data (octets)
1835a913ee7SJerome Forissier    @return CRYPT_OK if successful
1845a913ee7SJerome Forissier */
185*8411e6adSJerome Forissier HASH_PROCESS(md4_process, s_md4_compress, md4, 64)
1865a913ee7SJerome Forissier 
1875a913ee7SJerome Forissier /**
1885a913ee7SJerome Forissier    Terminate the hash to get the digest
1895a913ee7SJerome Forissier    @param md  The hash state
1905a913ee7SJerome Forissier    @param out [out] The destination of the hash (16 bytes)
1915a913ee7SJerome Forissier    @return CRYPT_OK if successful
1925a913ee7SJerome Forissier */
md4_done(hash_state * md,unsigned char * out)1935a913ee7SJerome Forissier int md4_done(hash_state * md, unsigned char *out)
1945a913ee7SJerome Forissier {
1955a913ee7SJerome Forissier     int i;
1965a913ee7SJerome Forissier 
1975a913ee7SJerome Forissier     LTC_ARGCHK(md  != NULL);
1985a913ee7SJerome Forissier     LTC_ARGCHK(out != NULL);
1995a913ee7SJerome Forissier 
2005a913ee7SJerome Forissier     if (md->md4.curlen >= sizeof(md->md4.buf)) {
2015a913ee7SJerome Forissier        return CRYPT_INVALID_ARG;
2025a913ee7SJerome Forissier     }
2035a913ee7SJerome Forissier 
2045a913ee7SJerome Forissier     /* increase the length of the message */
2055a913ee7SJerome Forissier     md->md4.length += md->md4.curlen * 8;
2065a913ee7SJerome Forissier 
2075a913ee7SJerome Forissier     /* append the '1' bit */
2085a913ee7SJerome Forissier     md->md4.buf[md->md4.curlen++] = (unsigned char)0x80;
2095a913ee7SJerome Forissier 
2105a913ee7SJerome Forissier     /* if the length is currently above 56 bytes we append zeros
2115a913ee7SJerome Forissier      * then compress.  Then we can fall back to padding zeros and length
2125a913ee7SJerome Forissier      * encoding like normal.
2135a913ee7SJerome Forissier      */
2145a913ee7SJerome Forissier     if (md->md4.curlen > 56) {
2155a913ee7SJerome Forissier         while (md->md4.curlen < 64) {
2165a913ee7SJerome Forissier             md->md4.buf[md->md4.curlen++] = (unsigned char)0;
2175a913ee7SJerome Forissier         }
218*8411e6adSJerome Forissier         s_md4_compress(md, md->md4.buf);
2195a913ee7SJerome Forissier         md->md4.curlen = 0;
2205a913ee7SJerome Forissier     }
2215a913ee7SJerome Forissier 
2225a913ee7SJerome Forissier     /* pad upto 56 bytes of zeroes */
2235a913ee7SJerome Forissier     while (md->md4.curlen < 56) {
2245a913ee7SJerome Forissier         md->md4.buf[md->md4.curlen++] = (unsigned char)0;
2255a913ee7SJerome Forissier     }
2265a913ee7SJerome Forissier 
2275a913ee7SJerome Forissier     /* store length */
2285a913ee7SJerome Forissier     STORE64L(md->md4.length, md->md4.buf+56);
229*8411e6adSJerome Forissier     s_md4_compress(md, md->md4.buf);
2305a913ee7SJerome Forissier 
2315a913ee7SJerome Forissier     /* copy output */
2325a913ee7SJerome Forissier     for (i = 0; i < 4; i++) {
2335a913ee7SJerome Forissier         STORE32L(md->md4.state[i], out+(4*i));
2345a913ee7SJerome Forissier     }
2355a913ee7SJerome Forissier #ifdef LTC_CLEAN_STACK
2365a913ee7SJerome Forissier     zeromem(md, sizeof(hash_state));
2375a913ee7SJerome Forissier #endif
2385a913ee7SJerome Forissier     return CRYPT_OK;
2395a913ee7SJerome Forissier }
2405a913ee7SJerome Forissier 
2415a913ee7SJerome Forissier /**
2425a913ee7SJerome Forissier   Self-test the hash
2435a913ee7SJerome Forissier   @return CRYPT_OK if successful, CRYPT_NOP if self-tests have been disabled
2445a913ee7SJerome Forissier */
md4_test(void)2455a913ee7SJerome Forissier int md4_test(void)
2465a913ee7SJerome Forissier {
2475a913ee7SJerome Forissier  #ifndef LTC_TEST
2485a913ee7SJerome Forissier     return CRYPT_NOP;
2495a913ee7SJerome Forissier  #else
2505a913ee7SJerome Forissier     static const struct md4_test_case {
2515a913ee7SJerome Forissier         const char *input;
2525a913ee7SJerome Forissier         unsigned char hash[16];
2535a913ee7SJerome Forissier     } tests[] = {
2545a913ee7SJerome Forissier         { "",
2555a913ee7SJerome Forissier           {0x31, 0xd6, 0xcf, 0xe0, 0xd1, 0x6a, 0xe9, 0x31,
2565a913ee7SJerome Forissier            0xb7, 0x3c, 0x59, 0xd7, 0xe0, 0xc0, 0x89, 0xc0} },
2575a913ee7SJerome Forissier         { "a",
2585a913ee7SJerome Forissier           {0xbd, 0xe5, 0x2c, 0xb3, 0x1d, 0xe3, 0x3e, 0x46,
2595a913ee7SJerome Forissier            0x24, 0x5e, 0x05, 0xfb, 0xdb, 0xd6, 0xfb, 0x24} },
2605a913ee7SJerome Forissier         { "abc",
2615a913ee7SJerome Forissier           {0xa4, 0x48, 0x01, 0x7a, 0xaf, 0x21, 0xd8, 0x52,
2625a913ee7SJerome Forissier            0x5f, 0xc1, 0x0a, 0xe8, 0x7a, 0xa6, 0x72, 0x9d} },
2635a913ee7SJerome Forissier         { "message digest",
2645a913ee7SJerome Forissier           {0xd9, 0x13, 0x0a, 0x81, 0x64, 0x54, 0x9f, 0xe8,
2655a913ee7SJerome Forissier            0x18, 0x87, 0x48, 0x06, 0xe1, 0xc7, 0x01, 0x4b} },
2665a913ee7SJerome Forissier         { "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz",
2675a913ee7SJerome Forissier           {0xd7, 0x9e, 0x1c, 0x30, 0x8a, 0xa5, 0xbb, 0xcd,
2685a913ee7SJerome Forissier            0xee, 0xa8, 0xed, 0x63, 0xdf, 0x41, 0x2d, 0xa9} },
2695a913ee7SJerome Forissier         { "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789",
2705a913ee7SJerome Forissier           {0x04, 0x3f, 0x85, 0x82, 0xf2, 0x41, 0xdb, 0x35,
2715a913ee7SJerome Forissier            0x1c, 0xe6, 0x27, 0xe1, 0x53, 0xe7, 0xf0, 0xe4} },
2725a913ee7SJerome Forissier         { "12345678901234567890123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890",
2735a913ee7SJerome Forissier           {0xe3, 0x3b, 0x4d, 0xdc, 0x9c, 0x38, 0xf2, 0x19,
2745a913ee7SJerome Forissier            0x9c, 0x3e, 0x7b, 0x16, 0x4f, 0xcc, 0x05, 0x36} },
2755a913ee7SJerome Forissier     };
2765a913ee7SJerome Forissier 
2775a913ee7SJerome Forissier     int i;
2785a913ee7SJerome Forissier     unsigned char tmp[16];
2795a913ee7SJerome Forissier     hash_state md;
2805a913ee7SJerome Forissier 
2815a913ee7SJerome Forissier     for(i = 0; i < (int)(sizeof(tests) / sizeof(tests[0])); i++) {
2825a913ee7SJerome Forissier         md4_init(&md);
283*8411e6adSJerome Forissier         md4_process(&md, (unsigned char *)tests[i].input, (unsigned long)XSTRLEN(tests[i].input));
2845a913ee7SJerome Forissier         md4_done(&md, tmp);
2855a913ee7SJerome Forissier         if (compare_testvector(tmp, sizeof(tmp), tests[i].hash, sizeof(tests[i].hash), "MD4", i)) {
2865a913ee7SJerome Forissier            return CRYPT_FAIL_TESTVECTOR;
2875a913ee7SJerome Forissier         }
2885a913ee7SJerome Forissier 
2895a913ee7SJerome Forissier     }
2905a913ee7SJerome Forissier     return CRYPT_OK;
2915a913ee7SJerome Forissier   #endif
2925a913ee7SJerome Forissier }
2935a913ee7SJerome Forissier 
2945a913ee7SJerome Forissier #endif
2955a913ee7SJerome Forissier 
2965a913ee7SJerome Forissier 
297