gerrit.fd Code Review - trex.git/blob

   1 /*
   2    BLAKE2 reference source code package - reference C implementations
   3
   4    Written in 2012 by Samuel Neves <[email protected]>
   5
   6    To the extent possible under law, the author(s) have dedicated all copyright
   7    and related and neighboring rights to this software to the public domain
   8    worldwide. This software is distributed without any warranty.
   9
  10    You should have received a copy of the CC0 Public Domain Dedication along with
  11    this software. If not, see <http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/>.
  12 */
  13
  14 #include <stdint.h>
  15 #include <string.h>
  16 #include <stdio.h>
  17
  18 #include "blake2.h"
  19 #include "blake2-impl.h"
  20
  21 static const uint64_t blake2b_IV[8] =
  22 {
  23   0x6a09e667f3bcc908ULL, 0xbb67ae8584caa73bULL,
  24   0x3c6ef372fe94f82bULL, 0xa54ff53a5f1d36f1ULL,
  25   0x510e527fade682d1ULL, 0x9b05688c2b3e6c1fULL,
  26   0x1f83d9abfb41bd6bULL, 0x5be0cd19137e2179ULL
  27 };
  28
  29 static const uint8_t blake2b_sigma[12][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   {  0,  1,  2,  3,  4,  5,  6,  7,  8,  9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 } ,
  42   { 14, 10,  4,  8,  9, 15, 13,  6,  1, 12,  0,  2, 11,  7,  5,  3 }
  43 };
  44
  45
  46 /* LCOV_EXCL_START */
  47 static inline int blake2b_set_lastnode( blake2b_state *S )
  48 {
  49   S->f[1] = ~0ULL;
  50   return 0;
  51 }
  52 /* LCOV_EXCL_STOP */
  53 #if 0
  54 static inline int blake2b_clear_lastnode( blake2b_state *S )
  55 {
  56   S->f[1] = 0ULL;
  57   return 0;
  58 }
  59 #endif
  60 /* Some helper functions, not necessarily useful */
  61 static inline int blake2b_set_lastblock( blake2b_state *S )
  62 {
  63   if( S->last_node ) blake2b_set_lastnode( S );
  64
  65   S->f[0] = ~0ULL;
  66   return 0;
  67 }
  68 #if 0
  69 static inline int blake2b_clear_lastblock( blake2b_state *S )
  70 {
  71   if( S->last_node ) blake2b_clear_lastnode( S );
  72
  73   S->f[0] = 0ULL;
  74   return 0;
  75 }
  76 #endif
  77 static inline int blake2b_increment_counter( blake2b_state *S, const uint64_t inc )
  78 {
  79   S->t[0] += inc;
  80   S->t[1] += ( S->t[0] < inc );
  81   return 0;
  82 }
  83
  84
  85
  86 // Parameter-related functions
  87 #if 0
  88 static inline int blake2b_param_set_digest_length( blake2b_param *P, const uint8_t digest_length )
  89 {
  90   P->digest_length = digest_length;
  91   return 0;
  92 }
  93
  94 static inline int blake2b_param_set_fanout( blake2b_param *P, const uint8_t fanout )
  95 {
  96   P->fanout = fanout;
  97   return 0;
  98 }
  99
 100 static inline int blake2b_param_set_max_depth( blake2b_param *P, const uint8_t depth )
 101 {
 102   P->depth = depth;
 103   return 0;
 104 }
 105
 106 static inline int blake2b_param_set_leaf_length( blake2b_param *P, const uint32_t leaf_length )
 107 {
 108   store32( &P->leaf_length, leaf_length );
 109   return 0;
 110 }
 111
 112 static inline int blake2b_param_set_node_offset( blake2b_param *P, const uint64_t node_offset )
 113 {
 114   store64( &P->node_offset, node_offset );
 115   return 0;
 116 }
 117
 118 static inline int blake2b_param_set_node_depth( blake2b_param *P, const uint8_t node_depth )
 119 {
 120   P->node_depth = node_depth;
 121   return 0;
 122 }
 123
 124 static inline int blake2b_param_set_inner_length( blake2b_param *P, const uint8_t inner_length )
 125 {
 126   P->inner_length = inner_length;
 127   return 0;
 128 }
 129 #endif
 130 static inline int blake2b_param_set_salt( blake2b_param *P, const uint8_t salt[BLAKE2B_SALTBYTES] )
 131 {
 132   memcpy( P->salt, salt, BLAKE2B_SALTBYTES );
 133   return 0;
 134 }
 135
 136 static inline int blake2b_param_set_personal( blake2b_param *P, const uint8_t personal[BLAKE2B_PERSONALBYTES] )
 137 {
 138   memcpy( P->personal, personal, BLAKE2B_PERSONALBYTES );
 139   return 0;
 140 }
 141
 142 static inline int blake2b_init0( blake2b_state *S )
 143 {
 144   int i;
 145   memset( S, 0, sizeof( blake2b_state ) );
 146
 147   for( i = 0; i < 8; ++i ) S->h[i] = blake2b_IV[i];
 148
 149   return 0;
 150 }
 151
 152 /* init xors IV with input parameter block */
 153 int blake2b_init_param( blake2b_state *S, const blake2b_param *P )
 154 {
 155   size_t i;
 156   const uint8_t *p;
 157
 158   blake2b_init0( S );
 159   p = ( const uint8_t * )( P );
 160
 161   /* IV XOR ParamBlock */
 162   for( i = 0; i < 8; ++i )
 163     S->h[i] ^= load64( p + sizeof( S->h[i] ) * i );
 164
 165   return 0;
 166 }
 167
 168
 169
 170 int blake2b_init( blake2b_state *S, const uint8_t outlen )
 171 {
 172   blake2b_param P[1];
 173
 174   if ( ( !outlen ) || ( outlen > BLAKE2B_OUTBYTES ) ) return -1;
 175
 176   P->digest_length = outlen;
 177   P->key_length    = 0;
 178   P->fanout        = 1;
 179   P->depth         = 1;
 180   store32( &P->leaf_length, 0 );
 181   store64( &P->node_offset, 0 );
 182   P->node_depth    = 0;
 183   P->inner_length  = 0;
 184   memset( P->reserved, 0, sizeof( P->reserved ) );
 185   memset( P->salt,     0, sizeof( P->salt ) );
 186   memset( P->personal, 0, sizeof( P->personal ) );
 187   return blake2b_init_param( S, P );
 188 }
 189
 190 int blake2b_init_salt_personal( blake2b_state *S, const uint8_t outlen,
 191                                 const void *salt, const void *personal )
 192 {
 193   blake2b_param P[1];
 194
 195   if ( ( !outlen ) || ( outlen > BLAKE2B_OUTBYTES ) ) return -1;
 196
 197   P->digest_length = outlen;
 198   P->key_length    = 0;
 199   P->fanout        = 1;
 200   P->depth         = 1;
 201   store32( &P->leaf_length, 0 );
 202   store64( &P->node_offset, 0 );
 203   P->node_depth    = 0;
 204   P->inner_length  = 0;
 205   memset( P->reserved, 0, sizeof( P->reserved ) );
 206   if (salt != NULL) {
 207     blake2b_param_set_salt( P, (const uint8_t *) salt );
 208   } else {
 209     memset( P->salt, 0, sizeof( P->salt ) );
 210   }
 211   if (personal != NULL) {
 212     blake2b_param_set_personal( P, (const uint8_t *) personal );
 213   } else {
 214     memset( P->personal, 0, sizeof( P->personal ) );
 215   }
 216   return blake2b_init_param( S, P );
 217 }
 218
 219 int blake2b_init_key( blake2b_state *S, const uint8_t outlen, const void *key, const uint8_t keylen )
 220 {
 221   blake2b_param P[1];
 222
 223   if ( ( !outlen ) || ( outlen > BLAKE2B_OUTBYTES ) ) return -1;
 224
 225   if ( !key || !keylen || keylen > BLAKE2B_KEYBYTES ) return -1;
 226
 227   P->digest_length = outlen;
 228   P->key_length    = keylen;
 229   P->fanout        = 1;
 230   P->depth         = 1;
 231   store32( &P->leaf_length, 0 );
 232   store64( &P->node_offset, 0 );
 233   P->node_depth    = 0;
 234   P->inner_length  = 0;
 235   memset( P->reserved, 0, sizeof( P->reserved ) );
 236   memset( P->salt,     0, sizeof( P->salt ) );
 237   memset( P->personal, 0, sizeof( P->personal ) );
 238
 239   if( blake2b_init_param( S, P ) < 0 ) return -1;
 240
 241   {
 242     uint8_t block[BLAKE2B_BLOCKBYTES];
 243     memset( block, 0, BLAKE2B_BLOCKBYTES );
 244     memcpy( block, key, keylen );
 245     blake2b_update( S, block, BLAKE2B_BLOCKBYTES );
 246     secure_zero_memory( block, BLAKE2B_BLOCKBYTES ); /* Burn the key from stack */
 247   }
 248   return 0;
 249 }
 250
 251 int blake2b_init_key_salt_personal( blake2b_state *S, const uint8_t outlen, const void *key, const uint8_t keylen,
 252                                     const void *salt, const void *personal )
 253 {
 254   blake2b_param P[1];
 255
 256   if ( ( !outlen ) || ( outlen > BLAKE2B_OUTBYTES ) ) return -1;
 257
 258   if ( !key || !keylen || keylen > BLAKE2B_KEYBYTES ) return -1;
 259
 260   P->digest_length = outlen;
 261   P->key_length    = keylen;
 262   P->fanout        = 1;
 263   P->depth         = 1;
 264   store32( &P->leaf_length, 0 );
 265   store64( &P->node_offset, 0 );
 266   P->node_depth    = 0;
 267   P->inner_length  = 0;
 268   memset( P->reserved, 0, sizeof( P->reserved ) );
 269   if (salt != NULL) {
 270     blake2b_param_set_salt( P, (const uint8_t *) salt );
 271   } else {
 272     memset( P->salt, 0, sizeof( P->salt ) );
 273   }
 274   if (personal != NULL) {
 275     blake2b_param_set_personal( P, (const uint8_t *) personal );
 276   } else {
 277     memset( P->personal, 0, sizeof( P->personal ) );
 278   }
 279
 280   if( blake2b_init_param( S, P ) < 0 ) return -1;
 281
 282   {
 283     uint8_t block[BLAKE2B_BLOCKBYTES];
 284     memset( block, 0, BLAKE2B_BLOCKBYTES );
 285     memcpy( block, key, keylen );
 286     blake2b_update( S, block, BLAKE2B_BLOCKBYTES );
 287     secure_zero_memory( block, BLAKE2B_BLOCKBYTES ); /* Burn the key from stack */
 288   }
 289   return 0;
 290 }
 291
 292 static int blake2b_compress( blake2b_state *S, const uint8_t block[BLAKE2B_BLOCKBYTES] )
 293 {
 294   uint64_t m[16];
 295   uint64_t v[16];
 296   int      i;
 297
 298   for( i = 0; i < 16; ++i )
 299     m[i] = load64( block + i * sizeof( m[i] ) );
 300
 301   for( i = 0; i < 8; ++i )
 302     v[i] = S->h[i];
 303
 304   v[ 8] = blake2b_IV[0];
 305   v[ 9] = blake2b_IV[1];
 306   v[10] = blake2b_IV[2];
 307   v[11] = blake2b_IV[3];
 308   v[12] = S->t[0] ^ blake2b_IV[4];
 309   v[13] = S->t[1] ^ blake2b_IV[5];
 310   v[14] = S->f[0] ^ blake2b_IV[6];
 311   v[15] = S->f[1] ^ blake2b_IV[7];
 312 #define G(r,i,a,b,c,d) \
 313   do { \
 314     a = a + b + m[blake2b_sigma[r][2*i+0]]; \
 315     d = rotr64(d ^ a, 32); \
 316     c = c + d; \
 317     b = rotr64(b ^ c, 24); \
 318     a = a + b + m[blake2b_sigma[r][2*i+1]]; \
 319     d = rotr64(d ^ a, 16); \
 320     c = c + d; \
 321     b = rotr64(b ^ c, 63); \
 322   } while(0)
 323 #define ROUND(r)  \
 324   do { \
 325     G(r,0,v[ 0],v[ 4],v[ 8],v[12]); \
 326     G(r,1,v[ 1],v[ 5],v[ 9],v[13]); \
 327     G(r,2,v[ 2],v[ 6],v[10],v[14]); \
 328     G(r,3,v[ 3],v[ 7],v[11],v[15]); \
 329     G(r,4,v[ 0],v[ 5],v[10],v[15]); \
 330     G(r,5,v[ 1],v[ 6],v[11],v[12]); \
 331     G(r,6,v[ 2],v[ 7],v[ 8],v[13]); \
 332     G(r,7,v[ 3],v[ 4],v[ 9],v[14]); \
 333   } while(0)
 334   ROUND( 0 );
 335   ROUND( 1 );
 336   ROUND( 2 );
 337   ROUND( 3 );
 338   ROUND( 4 );
 339   ROUND( 5 );
 340   ROUND( 6 );
 341   ROUND( 7 );
 342   ROUND( 8 );
 343   ROUND( 9 );
 344   ROUND( 10 );
 345   ROUND( 11 );
 346
 347   for( i = 0; i < 8; ++i )
 348     S->h[i] = S->h[i] ^ v[i] ^ v[i + 8];
 349
 350 #undef G
 351 #undef ROUND
 352   return 0;
 353 }
 354
 355 /* inlen now in bytes */
 356 int blake2b_update( blake2b_state *S, const uint8_t *in, uint64_t inlen )
 357 {
 358   while( inlen > 0 )
 359   {
 360     size_t left = S->buflen;
 361     size_t fill = 2 * BLAKE2B_BLOCKBYTES - left;
 362
 363     if( inlen > fill )
 364     {
 365       memcpy( S->buf + left, in, fill ); // Fill buffer
 366       S->buflen += fill;
 367       blake2b_increment_counter( S, BLAKE2B_BLOCKBYTES );
 368       blake2b_compress( S, S->buf ); // Compress
 369       memcpy( S->buf, S->buf + BLAKE2B_BLOCKBYTES, BLAKE2B_BLOCKBYTES ); // Shift buffer left
 370       S->buflen -= BLAKE2B_BLOCKBYTES;
 371       in += fill;
 372       inlen -= fill;
 373     }
 374     else // inlen <= fill
 375     {
 376       memcpy( S->buf + left, in, inlen );
 377       S->buflen += inlen; // Be lazy, do not compress
 378       in += inlen;
 379       inlen -= inlen;
 380     }
 381   }
 382
 383   return 0;
 384 }
 385
 386 /* Is this correct? */
 387 int blake2b_final( blake2b_state *S, uint8_t *out, uint8_t outlen )
 388 {
 389   uint8_t buffer[BLAKE2B_OUTBYTES];
 390   int     i;
 391
 392   if( outlen > BLAKE2B_OUTBYTES ) {
 393     return -1;
 394   }
 395   if( S->buflen > BLAKE2B_BLOCKBYTES )
 396   {
 397     blake2b_increment_counter( S, BLAKE2B_BLOCKBYTES );
 398     blake2b_compress( S, S->buf );
 399     S->buflen -= BLAKE2B_BLOCKBYTES;
 400     memmove( S->buf, S->buf + BLAKE2B_BLOCKBYTES, S->buflen );
 401   }
 402
 403   blake2b_increment_counter( S, S->buflen );
 404   blake2b_set_lastblock( S );
 405   memset( S->buf + S->buflen, 0, 2 * BLAKE2B_BLOCKBYTES - S->buflen ); /* Padding */
 406   blake2b_compress( S, S->buf );
 407
 408   for( i = 0; i < 8; ++i ) /* Output full hash to temp buffer */
 409     store64( buffer + sizeof( S->h[i] ) * i, S->h[i] );
 410
 411   memcpy( out, buffer, outlen );
 412   return 0;
 413 }
 414
 415 /* inlen, at least, should be uint64_t. Others can be size_t. */
 416 int blake2b( uint8_t *out, const void *in, const void *key, const uint8_t outlen, const uint64_t inlen, uint8_t keylen )
 417 {
 418   blake2b_state S[1];
 419
 420   /* Verify parameters */
 421   if ( NULL == in ) return -1;
 422
 423   if ( NULL == out ) return -1;
 424
 425   if( NULL == key ) keylen = 0;
 426
 427   if( keylen > 0 )
 428   {
 429     if( blake2b_init_key( S, outlen, key, keylen ) < 0 ) return -1;
 430   }
 431   else
 432   {
 433     if( blake2b_init( S, outlen ) < 0 ) return -1;
 434   }
 435
 436   blake2b_update( S, ( const uint8_t * )in, inlen );
 437   blake2b_final( S, out, outlen );
 438   return 0;
 439 }
 440
 441 int blake2b_salt_personal( uint8_t *out, const void *in, const void *key, const uint8_t outlen, const uint64_t inlen, uint8_t keylen,
 442                            const void *salt, const void *personal )
 443 {
 444   blake2b_state S[1];
 445
 446   /* Verify parameters */
 447   if ( NULL == in ) return -1;
 448
 449   if ( NULL == out ) return -1;
 450
 451   if( NULL == key ) keylen = 0;
 452
 453   if( keylen > 0 )
 454   {
 455     if( blake2b_init_key_salt_personal( S, outlen, key, keylen, salt, personal ) < 0 ) return -1;
 456   }
 457   else
 458   {
 459     if( blake2b_init_salt_personal( S, outlen, salt, personal ) < 0 ) return -1;
 460   }
 461
 462   blake2b_update( S, ( const uint8_t * )in, inlen );
 463   blake2b_final( S, out, outlen );
 464   return 0;
 465 }