git.sur5r.net Git - freertos/blob - FreeRTOS-Plus/Source/CyaSSL/ctaocrypt/src/sha.c

   1 /* sha.c
   2  *
   3  * Copyright (C) 2006-2014 wolfSSL Inc.
   4  *
   5  * This file is part of CyaSSL.
   6  *
   7  * CyaSSL is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   9  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  10  * (at your option) any later version.
  11  *
  12  * CyaSSL is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15  * GNU General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  18  * along with this program; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301, USA
  20  */
  21
  22
  23 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  24     #include <config.h>
  25 #endif
  26
  27 #include <cyassl/ctaocrypt/settings.h>
  28
  29 #if !defined(NO_SHA)
  30
  31 #ifdef CYASSL_PIC32MZ_HASH
  32 #define InitSha   InitSha_sw
  33 #define ShaUpdate ShaUpdate_sw
  34 #define ShaFinal  ShaFinal_sw
  35 #endif
  36
  37 #ifdef HAVE_FIPS
  38     /* set NO_WRAPPERS before headers, use direct internal f()s not wrappers */
  39     #define FIPS_NO_WRAPPERS
  40 #endif
  41
  42 #include <cyassl/ctaocrypt/sha.h>
  43 #include <cyassl/ctaocrypt/logging.h>
  44 #include <cyassl/ctaocrypt/error-crypt.h>
  45
  46 #ifdef NO_INLINE
  47     #include <cyassl/ctaocrypt/misc.h>
  48 #else
  49     #include <ctaocrypt/src/misc.c>
  50 #endif
  51
  52 #ifdef FREESCALE_MMCAU
  53     #include "cau_api.h"
  54     #define XTRANSFORM(S,B)  cau_sha1_hash_n((B), 1, ((S))->digest)
  55 #else
  56     #define XTRANSFORM(S,B)  Transform((S))
  57 #endif
  58
  59
  60 #ifdef STM32F2_HASH
  61     /*
  62      * STM32F2 hardware SHA1 support through the STM32F2 standard peripheral
  63      * library. Documentation located in STM32F2xx Standard Peripheral Library
  64      * document (See note in README).
  65      */
  66     #include "stm32f2xx.h"
  67     #include "stm32f2xx_hash.h"
  68
  69     int InitSha(Sha* sha)
  70     {
  71         /* STM32F2 struct notes:
  72          * sha->buffer  = first 4 bytes used to hold partial block if needed
  73          * sha->buffLen = num bytes currently stored in sha->buffer
  74          * sha->loLen   = num bytes that have been written to STM32 FIFO
  75          */
  76         XMEMSET(sha->buffer, 0, SHA_REG_SIZE);
  77         sha->buffLen = 0;
  78         sha->loLen = 0;
  79
  80         /* initialize HASH peripheral */
  81         HASH_DeInit();
  82
  83         /* configure algo used, algo mode, datatype */
  84         HASH->CR &= ~ (HASH_CR_ALGO | HASH_CR_DATATYPE | HASH_CR_MODE);
  85         HASH->CR |= (HASH_AlgoSelection_SHA1 | HASH_AlgoMode_HASH
  86                  | HASH_DataType_8b);
  87
  88         /* reset HASH processor */
  89         HASH->CR |= HASH_CR_INIT;
  90
  91         return 0;
  92     }
  93
  94     int ShaUpdate(Sha* sha, const byte* data, word32 len)
  95     {
  96         word32 i = 0;
  97         word32 fill = 0;
  98         word32 diff = 0;
  99
 100         /* if saved partial block is available */
 101         if (sha->buffLen) {
 102             fill = 4 - sha->buffLen;
 103
 104             /* if enough data to fill, fill and push to FIFO */
 105             if (fill <= len) {
 106                 XMEMCPY((byte*)sha->buffer + sha->buffLen, data, fill);
 107                 HASH_DataIn(*(uint32_t*)sha->buffer);
 108
 109                 data += fill;
 110                 len -= fill;
 111                 sha->loLen += 4;
 112                 sha->buffLen = 0;
 113             } else {
 114                 /* append partial to existing stored block */
 115                 XMEMCPY((byte*)sha->buffer + sha->buffLen, data, len);
 116                 sha->buffLen += len;
 117                 return;
 118             }
 119         }
 120
 121         /* write input block in the IN FIFO */
 122         for(i = 0; i < len; i += 4)
 123         {
 124             diff = len - i;
 125             if ( diff < 4) {
 126                 /* store incomplete last block, not yet in FIFO */
 127                 XMEMSET(sha->buffer, 0, SHA_REG_SIZE);
 128                 XMEMCPY((byte*)sha->buffer, data, diff);
 129                 sha->buffLen = diff;
 130             } else {
 131                 HASH_DataIn(*(uint32_t*)data);
 132                 data+=4;
 133             }
 134         }
 135
 136         /* keep track of total data length thus far */
 137         sha->loLen += (len - sha->buffLen);
 138
 139         return 0;
 140     }
 141
 142     int ShaFinal(Sha* sha, byte* hash)
 143     {
 144         __IO uint16_t nbvalidbitsdata = 0;
 145
 146         /* finish reading any trailing bytes into FIFO */
 147         if (sha->buffLen) {
 148             HASH_DataIn(*(uint32_t*)sha->buffer);
 149             sha->loLen += sha->buffLen;
 150         }
 151
 152         /* calculate number of valid bits in last word of input data */
 153         nbvalidbitsdata = 8 * (sha->loLen % SHA_REG_SIZE);
 154
 155         /* configure number of valid bits in last word of the data */
 156         HASH_SetLastWordValidBitsNbr(nbvalidbitsdata);
 157
 158         /* start HASH processor */
 159         HASH_StartDigest();
 160
 161         /* wait until Busy flag == RESET */
 162         while (HASH_GetFlagStatus(HASH_FLAG_BUSY) != RESET) {}
 163
 164         /* read message digest */
 165         sha->digest[0] = HASH->HR[0];
 166         sha->digest[1] = HASH->HR[1];
 167         sha->digest[2] = HASH->HR[2];
 168         sha->digest[3] = HASH->HR[3];
 169         sha->digest[4] = HASH->HR[4];
 170
 171         ByteReverseWords(sha->digest, sha->digest, SHA_DIGEST_SIZE);
 172
 173         XMEMCPY(hash, sha->digest, SHA_DIGEST_SIZE);
 174
 175         return InitSha(sha);  /* reset state */
 176     }
 177
 178 #else /* CTaoCrypt software implementation */
 179
 180 #ifndef min
 181
 182     static INLINE word32 min(word32 a, word32 b)
 183     {
 184         return a > b ? b : a;
 185     }
 186
 187 #endif /* min */
 188
 189
 190 int InitSha(Sha* sha)
 191 {
 192     #ifdef FREESCALE_MMCAU
 193         cau_sha1_initialize_output(sha->digest);
 194     #else
 195         sha->digest[0] = 0x67452301L;
 196         sha->digest[1] = 0xEFCDAB89L;
 197         sha->digest[2] = 0x98BADCFEL;
 198         sha->digest[3] = 0x10325476L;
 199         sha->digest[4] = 0xC3D2E1F0L;
 200     #endif
 201
 202     sha->buffLen = 0;
 203     sha->loLen   = 0;
 204     sha->hiLen   = 0;
 205
 206     return 0;
 207 }
 208
 209 #ifndef FREESCALE_MMCAU
 210
 211 #define blk0(i) (W[i] = sha->buffer[i])
 212 #define blk1(i) (W[i&15] = \
 213                    rotlFixed(W[(i+13)&15]^W[(i+8)&15]^W[(i+2)&15]^W[i&15],1))
 214
 215 #define f1(x,y,z) (z^(x &(y^z)))
 216 #define f2(x,y,z) (x^y^z)
 217 #define f3(x,y,z) ((x&y)|(z&(x|y)))
 218 #define f4(x,y,z) (x^y^z)
 219
 220 /* (R0+R1), R2, R3, R4 are the different operations used in SHA1 */
 221 #define R0(v,w,x,y,z,i) z+= f1(w,x,y) + blk0(i) + 0x5A827999+ \
 222                         rotlFixed(v,5); w = rotlFixed(w,30);
 223 #define R1(v,w,x,y,z,i) z+= f1(w,x,y) + blk1(i) + 0x5A827999+ \
 224                         rotlFixed(v,5); w = rotlFixed(w,30);
 225 #define R2(v,w,x,y,z,i) z+= f2(w,x,y) + blk1(i) + 0x6ED9EBA1+ \
 226                         rotlFixed(v,5); w = rotlFixed(w,30);
 227 #define R3(v,w,x,y,z,i) z+= f3(w,x,y) + blk1(i) + 0x8F1BBCDC+ \
 228                         rotlFixed(v,5); w = rotlFixed(w,30);
 229 #define R4(v,w,x,y,z,i) z+= f4(w,x,y) + blk1(i) + 0xCA62C1D6+ \
 230                         rotlFixed(v,5); w = rotlFixed(w,30);
 231
 232
 233 static void Transform(Sha* sha)
 234 {
 235     word32 W[SHA_BLOCK_SIZE / sizeof(word32)];
 236
 237     /* Copy context->state[] to working vars */
 238     word32 a = sha->digest[0];
 239     word32 b = sha->digest[1];
 240     word32 c = sha->digest[2];
 241     word32 d = sha->digest[3];
 242     word32 e = sha->digest[4];
 243
 244 #ifdef USE_SLOW_SHA
 245     word32 t, i;
 246
 247     for (i = 0; i < 16; i++) {
 248         R0(a, b, c, d, e, i);
 249         t = e; e = d; d = c; c = b; b = a; a = t;
 250     }
 251
 252     for (; i < 20; i++) {
 253         R1(a, b, c, d, e, i);
 254         t = e; e = d; d = c; c = b; b = a; a = t;
 255     }
 256
 257     for (; i < 40; i++) {
 258         R2(a, b, c, d, e, i);
 259         t = e; e = d; d = c; c = b; b = a; a = t;
 260     }
 261
 262     for (; i < 60; i++) {
 263         R3(a, b, c, d, e, i);
 264         t = e; e = d; d = c; c = b; b = a; a = t;
 265     }
 266
 267     for (; i < 80; i++) {
 268         R4(a, b, c, d, e, i);
 269         t = e; e = d; d = c; c = b; b = a; a = t;
 270     }
 271 #else
 272     /* nearly 1 K bigger in code size but 25% faster  */
 273     /* 4 rounds of 20 operations each. Loop unrolled. */
 274     R0(a,b,c,d,e, 0); R0(e,a,b,c,d, 1); R0(d,e,a,b,c, 2); R0(c,d,e,a,b, 3);
 275     R0(b,c,d,e,a, 4); R0(a,b,c,d,e, 5); R0(e,a,b,c,d, 6); R0(d,e,a,b,c, 7);
 276     R0(c,d,e,a,b, 8); R0(b,c,d,e,a, 9); R0(a,b,c,d,e,10); R0(e,a,b,c,d,11);
 277     R0(d,e,a,b,c,12); R0(c,d,e,a,b,13); R0(b,c,d,e,a,14); R0(a,b,c,d,e,15);
 278
 279     R1(e,a,b,c,d,16); R1(d,e,a,b,c,17); R1(c,d,e,a,b,18); R1(b,c,d,e,a,19);
 280
 281     R2(a,b,c,d,e,20); R2(e,a,b,c,d,21); R2(d,e,a,b,c,22); R2(c,d,e,a,b,23);
 282     R2(b,c,d,e,a,24); R2(a,b,c,d,e,25); R2(e,a,b,c,d,26); R2(d,e,a,b,c,27);
 283     R2(c,d,e,a,b,28); R2(b,c,d,e,a,29); R2(a,b,c,d,e,30); R2(e,a,b,c,d,31);
 284     R2(d,e,a,b,c,32); R2(c,d,e,a,b,33); R2(b,c,d,e,a,34); R2(a,b,c,d,e,35);
 285     R2(e,a,b,c,d,36); R2(d,e,a,b,c,37); R2(c,d,e,a,b,38); R2(b,c,d,e,a,39);
 286
 287     R3(a,b,c,d,e,40); R3(e,a,b,c,d,41); R3(d,e,a,b,c,42); R3(c,d,e,a,b,43);
 288     R3(b,c,d,e,a,44); R3(a,b,c,d,e,45); R3(e,a,b,c,d,46); R3(d,e,a,b,c,47);
 289     R3(c,d,e,a,b,48); R3(b,c,d,e,a,49); R3(a,b,c,d,e,50); R3(e,a,b,c,d,51);
 290     R3(d,e,a,b,c,52); R3(c,d,e,a,b,53); R3(b,c,d,e,a,54); R3(a,b,c,d,e,55);
 291     R3(e,a,b,c,d,56); R3(d,e,a,b,c,57); R3(c,d,e,a,b,58); R3(b,c,d,e,a,59);
 292
 293     R4(a,b,c,d,e,60); R4(e,a,b,c,d,61); R4(d,e,a,b,c,62); R4(c,d,e,a,b,63);
 294     R4(b,c,d,e,a,64); R4(a,b,c,d,e,65); R4(e,a,b,c,d,66); R4(d,e,a,b,c,67);
 295     R4(c,d,e,a,b,68); R4(b,c,d,e,a,69); R4(a,b,c,d,e,70); R4(e,a,b,c,d,71);
 296     R4(d,e,a,b,c,72); R4(c,d,e,a,b,73); R4(b,c,d,e,a,74); R4(a,b,c,d,e,75);
 297     R4(e,a,b,c,d,76); R4(d,e,a,b,c,77); R4(c,d,e,a,b,78); R4(b,c,d,e,a,79);
 298 #endif
 299
 300     /* Add the working vars back into digest state[] */
 301     sha->digest[0] += a;
 302     sha->digest[1] += b;
 303     sha->digest[2] += c;
 304     sha->digest[3] += d;
 305     sha->digest[4] += e;
 306 }
 307
 308 #endif /* FREESCALE_MMCAU */
 309
 310
 311 static INLINE void AddLength(Sha* sha, word32 len)
 312 {
 313     word32 tmp = sha->loLen;
 314     if ( (sha->loLen += len) < tmp)
 315         sha->hiLen++;                       /* carry low to high */
 316 }
 317
 318
 319 int ShaUpdate(Sha* sha, const byte* data, word32 len)
 320 {
 321     /* do block size increments */
 322     byte* local = (byte*)sha->buffer;
 323
 324     while (len) {
 325         word32 add = min(len, SHA_BLOCK_SIZE - sha->buffLen);
 326         XMEMCPY(&local[sha->buffLen], data, add);
 327
 328         sha->buffLen += add;
 329         data         += add;
 330         len          -= add;
 331
 332         if (sha->buffLen == SHA_BLOCK_SIZE) {
 333             #if defined(LITTLE_ENDIAN_ORDER) && !defined(FREESCALE_MMCAU)
 334                 ByteReverseWords(sha->buffer, sha->buffer, SHA_BLOCK_SIZE);
 335             #endif
 336             XTRANSFORM(sha, local);
 337             AddLength(sha, SHA_BLOCK_SIZE);
 338             sha->buffLen = 0;
 339         }
 340     }
 341
 342     return 0;
 343 }
 344
 345
 346 int ShaFinal(Sha* sha, byte* hash)
 347 {
 348     byte* local = (byte*)sha->buffer;
 349
 350     AddLength(sha, sha->buffLen);  /* before adding pads */
 351
 352     local[sha->buffLen++] = 0x80;  /* add 1 */
 353
 354     /* pad with zeros */
 355     if (sha->buffLen > SHA_PAD_SIZE) {
 356         XMEMSET(&local[sha->buffLen], 0, SHA_BLOCK_SIZE - sha->buffLen);
 357         sha->buffLen += SHA_BLOCK_SIZE - sha->buffLen;
 358
 359         #if defined(LITTLE_ENDIAN_ORDER) && !defined(FREESCALE_MMCAU)
 360             ByteReverseWords(sha->buffer, sha->buffer, SHA_BLOCK_SIZE);
 361         #endif
 362         XTRANSFORM(sha, local);
 363         sha->buffLen = 0;
 364     }
 365     XMEMSET(&local[sha->buffLen], 0, SHA_PAD_SIZE - sha->buffLen);
 366
 367     /* put lengths in bits */
 368     sha->hiLen = (sha->loLen >> (8*sizeof(sha->loLen) - 3)) +
 369                  (sha->hiLen << 3);
 370     sha->loLen = sha->loLen << 3;
 371
 372     /* store lengths */
 373     #if defined(LITTLE_ENDIAN_ORDER) && !defined(FREESCALE_MMCAU)
 374         ByteReverseWords(sha->buffer, sha->buffer, SHA_BLOCK_SIZE);
 375     #endif
 376     /* ! length ordering dependent on digest endian type ! */
 377     XMEMCPY(&local[SHA_PAD_SIZE], &sha->hiLen, sizeof(word32));
 378     XMEMCPY(&local[SHA_PAD_SIZE + sizeof(word32)], &sha->loLen, sizeof(word32));
 379
 380     #ifdef FREESCALE_MMCAU
 381         /* Kinetis requires only these bytes reversed */
 382         ByteReverseWords(&sha->buffer[SHA_PAD_SIZE/sizeof(word32)],
 383                          &sha->buffer[SHA_PAD_SIZE/sizeof(word32)],
 384                          2 * sizeof(word32));
 385     #endif
 386
 387     XTRANSFORM(sha, local);
 388     #ifdef LITTLE_ENDIAN_ORDER
 389         ByteReverseWords(sha->digest, sha->digest, SHA_DIGEST_SIZE);
 390     #endif
 391     XMEMCPY(hash, sha->digest, SHA_DIGEST_SIZE);
 392
 393     return InitSha(sha);  /* reset state */
 394 }
 395
 396 #endif /* STM32F2_HASH */
 397
 398
 399 int ShaHash(const byte* data, word32 len, byte* hash)
 400 {
 401     int ret = 0;
 402 #ifdef CYASSL_SMALL_STACK
 403     Sha* sha;
 404 #else
 405     Sha sha[1];
 406 #endif
 407
 408 #ifdef CYASSL_SMALL_STACK
 409     sha = (Sha*)XMALLOC(sizeof(Sha), NULL, DYNAMIC_TYPE_TMP_BUFFER);
 410     if (sha == NULL)
 411         return MEMORY_E;
 412 #endif
 413
 414     if ((ret = InitSha(sha)) != 0) {
 415         CYASSL_MSG("InitSha failed");
 416     }
 417     else {
 418         ShaUpdate(sha, data, len);
 419         ShaFinal(sha, hash);
 420     }
 421
 422 #ifdef CYASSL_SMALL_STACK
 423     XFREE(sha, NULL, DYNAMIC_TYPE_TMP_BUFFER);
 424 #endif
 425
 426     return ret;
 427 }
 428
 429 #endif /* NO_SHA */