contrib/ldns/sha2.c

   1 /*
   2  * FILE:        sha2.c
   3  * AUTHOR:      Aaron D. Gifford - http://www.aarongifford.com/
   4  *
   5  * Copyright (c) 2000-2001, Aaron D. Gifford
   6  * All rights reserved.
   7  *
   8  * Modified by Jelte Jansen to fit in ldns, and not clash with any
   9  * system-defined SHA code.
  10  * Changes:
  11  * - Renamed (external) functions and constants to fit ldns style
  12  * - Removed _End and _Data functions
  13  * - Added ldns_shaX(data, len, digest) convenience functions
  14  * - Removed prototypes of _Transform functions and made those static
  15  *
  16  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  17  * modification, are permitted provided that the following conditions
  18  * are met:
  19  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  20  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  21  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  22  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  23  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  24  * 3. Neither the name of the copyright holder nor the names of contributors
  25  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  26  *    without specific prior written permission.
  27  *
  28  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTOR(S) ``AS IS'' AND
  29  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  30  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  31  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTOR(S) BE LIABLE
  32  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  33  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  34  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  35  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  36  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  37  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  38  * SUCH DAMAGE.
  39  *
  40  * $Id: sha2.c,v 1.1 2001/11/08 00:01:51 adg Exp adg $
  41  */
  42
  43 #include <ldns/config.h>
  44 #include <string.h>     /* memcpy()/memset() or bcopy()/bzero() */
  45 #include <assert.h>     /* assert() */
  46 #include <ldns/sha2.h>
  47
  48 /*
  49  * ASSERT NOTE:
  50  * Some sanity checking code is included using assert().  On my FreeBSD
  51  * system, this additional code can be removed by compiling with NDEBUG
  52  * defined.  Check your own systems manpage on assert() to see how to
  53  * compile WITHOUT the sanity checking code on your system.
  54  *
  55  * UNROLLED TRANSFORM LOOP NOTE:
  56  * You can define SHA2_UNROLL_TRANSFORM to use the unrolled transform
  57  * loop version for the hash transform rounds (defined using macros
  58  * later in this file).  Either define on the command line, for example:
  59  *
  60  *   cc -DSHA2_UNROLL_TRANSFORM -o sha2 sha2.c sha2prog.c
  61  *
  62  * or define below:
  63  *
  64  *   #define SHA2_UNROLL_TRANSFORM
  65  *
  66  */
  67
  68
  69 /*** SHA-256/384/512 Machine Architecture Definitions *****************/
  70 /*
  71  * BYTE_ORDER NOTE:
  72  *
  73  * Please make sure that your system defines BYTE_ORDER.  If your
  74  * architecture is little-endian, make sure it also defines
  75  * LITTLE_ENDIAN and that the two (BYTE_ORDER and LITTLE_ENDIAN) are
  76  * equivilent.
  77  *
  78  * If your system does not define the above, then you can do so by
  79  * hand like this:
  80  *
  81  *   #define LITTLE_ENDIAN 1234
  82  *   #define BIG_ENDIAN    4321
  83  *
  84  * And for little-endian machines, add:
  85  *
  86  *   #define BYTE_ORDER LITTLE_ENDIAN
  87  *
  88  * Or for big-endian machines:
  89  *
  90  *   #define BYTE_ORDER BIG_ENDIAN
  91  *
  92  * The FreeBSD machine this was written on defines BYTE_ORDER
  93  * appropriately by including <sys/types.h> (which in turn includes
  94  * <machine/endian.h> where the appropriate definitions are actually
  95  * made).
  96  */
  97 #if !defined(BYTE_ORDER) || (BYTE_ORDER != LITTLE_ENDIAN && BYTE_ORDER != BIG_ENDIAN)
  98 #error Define BYTE_ORDER to be equal to either LITTLE_ENDIAN or BIG_ENDIAN
  99 #endif
 100
 101 typedef uint8_t  sha2_byte;     /* Exactly 1 byte */
 102 typedef uint32_t sha2_word32;   /* Exactly 4 bytes */
 103 typedef uint64_t sha2_word64;   /* Exactly 8 bytes */
 104
 105 /*** SHA-256/384/512 Various Length Definitions ***********************/
 106 /* NOTE: Most of these are in sha2.h */
 107 #define ldns_sha256_SHORT_BLOCK_LENGTH  (LDNS_SHA256_BLOCK_LENGTH - 8)
 108 #define ldns_sha384_SHORT_BLOCK_LENGTH  (LDNS_SHA384_BLOCK_LENGTH - 16)
 109 #define ldns_sha512_SHORT_BLOCK_LENGTH  (LDNS_SHA512_BLOCK_LENGTH - 16)
 110
 111
 112 /*** ENDIAN REVERSAL MACROS *******************************************/
 113 #if BYTE_ORDER == LITTLE_ENDIAN
 114 #define REVERSE32(w,x)  { \
 115         sha2_word32 tmp = (w); \
 116         tmp = (tmp >> 16) | (tmp << 16); \
 117         (x) = ((tmp & 0xff00ff00UL) >> 8) | ((tmp & 0x00ff00ffUL) << 8); \
 118 }
 119 #define REVERSE64(w,x)  { \
 120         sha2_word64 tmp = (w); \
 121         tmp = (tmp >> 32) | (tmp << 32); \
 122         tmp = ((tmp & 0xff00ff00ff00ff00ULL) >> 8) | \
 123               ((tmp & 0x00ff00ff00ff00ffULL) << 8); \
 124         (x) = ((tmp & 0xffff0000ffff0000ULL) >> 16) | \
 125               ((tmp & 0x0000ffff0000ffffULL) << 16); \
 126 }
 127 #endif /* BYTE_ORDER == LITTLE_ENDIAN */
 128
 129 /*
 130  * Macro for incrementally adding the unsigned 64-bit integer n to the
 131  * unsigned 128-bit integer (represented using a two-element array of
 132  * 64-bit words):
 133  */
 134 #define ADDINC128(w,n)  { \
 135         (w)[0] += (sha2_word64)(n); \
 136         if ((w)[0] < (n)) { \
 137                 (w)[1]++; \
 138         } \
 139 }
 140
 141 /*
 142  * Macros for copying blocks of memory and for zeroing out ranges
 143  * of memory.  Using these macros makes it easy to switch from
 144  * using memset()/memcpy() and using bzero()/bcopy().
 145  *
 146  * Please define either SHA2_USE_MEMSET_MEMCPY or define
 147  * SHA2_USE_BZERO_BCOPY depending on which function set you
 148  * choose to use:
 149  */
 150 #if !defined(SHA2_USE_MEMSET_MEMCPY) && !defined(SHA2_USE_BZERO_BCOPY)
 151 /* Default to memset()/memcpy() if no option is specified */
 152 #define SHA2_USE_MEMSET_MEMCPY  1
 153 #endif
 154 #if defined(SHA2_USE_MEMSET_MEMCPY) && defined(SHA2_USE_BZERO_BCOPY)
 155 /* Abort with an error if BOTH options are defined */
 156 #error Define either SHA2_USE_MEMSET_MEMCPY or SHA2_USE_BZERO_BCOPY, not both!
 157 #endif
 158
 159 #ifdef SHA2_USE_MEMSET_MEMCPY
 160 #define MEMSET_BZERO(p,l)       memset((p), 0, (l))
 161 #define MEMCPY_BCOPY(d,s,l)     memcpy((d), (s), (l))
 162 #endif
 163 #ifdef SHA2_USE_BZERO_BCOPY
 164 #define MEMSET_BZERO(p,l)       bzero((p), (l))
 165 #define MEMCPY_BCOPY(d,s,l)     bcopy((s), (d), (l))
 166 #endif
 167
 168
 169 /*** THE SIX LOGICAL FUNCTIONS ****************************************/
 170 /*
 171  * Bit shifting and rotation (used by the six SHA-XYZ logical functions:
 172  *
 173  *   NOTE:  The naming of R and S appears backwards here (R is a SHIFT and
 174  *   S is a ROTATION) because the SHA-256/384/512 description document
 175  *   (see http://csrc.nist.gov/cryptval/shs/sha256-384-512.pdf) uses this
 176  *   same "backwards" definition.
 177  */
 178 /* Shift-right (used in SHA-256, SHA-384, and SHA-512): */
 179 #define R(b,x)          ((x) >> (b))
 180 /* 32-bit Rotate-right (used in SHA-256): */
 181 #define S32(b,x)        (((x) >> (b)) | ((x) << (32 - (b))))
 182 /* 64-bit Rotate-right (used in SHA-384 and SHA-512): */
 183 #define S64(b,x)        (((x) >> (b)) | ((x) << (64 - (b))))
 184
 185 /* Two of six logical functions used in SHA-256, SHA-384, and SHA-512: */
 186 #define Ch(x,y,z)       (((x) & (y)) ^ ((~(x)) & (z)))
 187 #define Maj(x,y,z)      (((x) & (y)) ^ ((x) & (z)) ^ ((y) & (z)))
 188
 189 /* Four of six logical functions used in SHA-256: */
 190 #define Sigma0_256(x)   (S32(2,  (x)) ^ S32(13, (x)) ^ S32(22, (x)))
 191 #define Sigma1_256(x)   (S32(6,  (x)) ^ S32(11, (x)) ^ S32(25, (x)))
 192 #define sigma0_256(x)   (S32(7,  (x)) ^ S32(18, (x)) ^ R(3 ,   (x)))
 193 #define sigma1_256(x)   (S32(17, (x)) ^ S32(19, (x)) ^ R(10,   (x)))
 194
 195 /* Four of six logical functions used in SHA-384 and SHA-512: */
 196 #define Sigma0_512(x)   (S64(28, (x)) ^ S64(34, (x)) ^ S64(39, (x)))
 197 #define Sigma1_512(x)   (S64(14, (x)) ^ S64(18, (x)) ^ S64(41, (x)))
 198 #define sigma0_512(x)   (S64( 1, (x)) ^ S64( 8, (x)) ^ R( 7,   (x)))
 199 #define sigma1_512(x)   (S64(19, (x)) ^ S64(61, (x)) ^ R( 6,   (x)))
 200
 201 /*** SHA-XYZ INITIAL HASH VALUES AND CONSTANTS ************************/
 202 /* Hash constant words K for SHA-256: */
 203 static const sha2_word32 K256[64] = {
 204         0x428a2f98UL, 0x71374491UL, 0xb5c0fbcfUL, 0xe9b5dba5UL,
 205         0x3956c25bUL, 0x59f111f1UL, 0x923f82a4UL, 0xab1c5ed5UL,
 206         0xd807aa98UL, 0x12835b01UL, 0x243185beUL, 0x550c7dc3UL,
 207         0x72be5d74UL, 0x80deb1feUL, 0x9bdc06a7UL, 0xc19bf174UL,
 208         0xe49b69c1UL, 0xefbe4786UL, 0x0fc19dc6UL, 0x240ca1ccUL,
 209         0x2de92c6fUL, 0x4a7484aaUL, 0x5cb0a9dcUL, 0x76f988daUL,
 210         0x983e5152UL, 0xa831c66dUL, 0xb00327c8UL, 0xbf597fc7UL,
 211         0xc6e00bf3UL, 0xd5a79147UL, 0x06ca6351UL, 0x14292967UL,
 212         0x27b70a85UL, 0x2e1b2138UL, 0x4d2c6dfcUL, 0x53380d13UL,
 213         0x650a7354UL, 0x766a0abbUL, 0x81c2c92eUL, 0x92722c85UL,
 214         0xa2bfe8a1UL, 0xa81a664bUL, 0xc24b8b70UL, 0xc76c51a3UL,
 215         0xd192e819UL, 0xd6990624UL, 0xf40e3585UL, 0x106aa070UL,
 216         0x19a4c116UL, 0x1e376c08UL, 0x2748774cUL, 0x34b0bcb5UL,
 217         0x391c0cb3UL, 0x4ed8aa4aUL, 0x5b9cca4fUL, 0x682e6ff3UL,
 218         0x748f82eeUL, 0x78a5636fUL, 0x84c87814UL, 0x8cc70208UL,
 219         0x90befffaUL, 0xa4506cebUL, 0xbef9a3f7UL, 0xc67178f2UL
 220 };
 221
 222 /* initial hash value H for SHA-256: */
 223 static const sha2_word32 ldns_sha256_initial_hash_value[8] = {
 224         0x6a09e667UL,
 225         0xbb67ae85UL,
 226         0x3c6ef372UL,
 227         0xa54ff53aUL,
 228         0x510e527fUL,
 229         0x9b05688cUL,
 230         0x1f83d9abUL,
 231         0x5be0cd19UL
 232 };
 233
 234 /* Hash constant words K for SHA-384 and SHA-512: */
 235 static const sha2_word64 K512[80] = {
 236         0x428a2f98d728ae22ULL, 0x7137449123ef65cdULL,
 237         0xb5c0fbcfec4d3b2fULL, 0xe9b5dba58189dbbcULL,
 238         0x3956c25bf348b538ULL, 0x59f111f1b605d019ULL,
 239         0x923f82a4af194f9bULL, 0xab1c5ed5da6d8118ULL,
 240         0xd807aa98a3030242ULL, 0x12835b0145706fbeULL,
 241         0x243185be4ee4b28cULL, 0x550c7dc3d5ffb4e2ULL,
 242         0x72be5d74f27b896fULL, 0x80deb1fe3b1696b1ULL,
 243         0x9bdc06a725c71235ULL, 0xc19bf174cf692694ULL,
 244         0xe49b69c19ef14ad2ULL, 0xefbe4786384f25e3ULL,
 245         0x0fc19dc68b8cd5b5ULL, 0x240ca1cc77ac9c65ULL,
 246         0x2de92c6f592b0275ULL, 0x4a7484aa6ea6e483ULL,
 247         0x5cb0a9dcbd41fbd4ULL, 0x76f988da831153b5ULL,
 248         0x983e5152ee66dfabULL, 0xa831c66d2db43210ULL,
 249         0xb00327c898fb213fULL, 0xbf597fc7beef0ee4ULL,
 250         0xc6e00bf33da88fc2ULL, 0xd5a79147930aa725ULL,
 251         0x06ca6351e003826fULL, 0x142929670a0e6e70ULL,
 252         0x27b70a8546d22ffcULL, 0x2e1b21385c26c926ULL,
 253         0x4d2c6dfc5ac42aedULL, 0x53380d139d95b3dfULL,
 254         0x650a73548baf63deULL, 0x766a0abb3c77b2a8ULL,
 255         0x81c2c92e47edaee6ULL, 0x92722c851482353bULL,
 256         0xa2bfe8a14cf10364ULL, 0xa81a664bbc423001ULL,
 257         0xc24b8b70d0f89791ULL, 0xc76c51a30654be30ULL,
 258         0xd192e819d6ef5218ULL, 0xd69906245565a910ULL,
 259         0xf40e35855771202aULL, 0x106aa07032bbd1b8ULL,
 260         0x19a4c116b8d2d0c8ULL, 0x1e376c085141ab53ULL,
 261         0x2748774cdf8eeb99ULL, 0x34b0bcb5e19b48a8ULL,
 262         0x391c0cb3c5c95a63ULL, 0x4ed8aa4ae3418acbULL,
 263         0x5b9cca4f7763e373ULL, 0x682e6ff3d6b2b8a3ULL,
 264         0x748f82ee5defb2fcULL, 0x78a5636f43172f60ULL,
 265         0x84c87814a1f0ab72ULL, 0x8cc702081a6439ecULL,
 266         0x90befffa23631e28ULL, 0xa4506cebde82bde9ULL,
 267         0xbef9a3f7b2c67915ULL, 0xc67178f2e372532bULL,
 268         0xca273eceea26619cULL, 0xd186b8c721c0c207ULL,
 269         0xeada7dd6cde0eb1eULL, 0xf57d4f7fee6ed178ULL,
 270         0x06f067aa72176fbaULL, 0x0a637dc5a2c898a6ULL,
 271         0x113f9804bef90daeULL, 0x1b710b35131c471bULL,
 272         0x28db77f523047d84ULL, 0x32caab7b40c72493ULL,
 273         0x3c9ebe0a15c9bebcULL, 0x431d67c49c100d4cULL,
 274         0x4cc5d4becb3e42b6ULL, 0x597f299cfc657e2aULL,
 275         0x5fcb6fab3ad6faecULL, 0x6c44198c4a475817ULL
 276 };
 277
 278 /* initial hash value H for SHA-384 */
 279 static const sha2_word64 sha384_initial_hash_value[8] = {
 280         0xcbbb9d5dc1059ed8ULL,
 281         0x629a292a367cd507ULL,
 282         0x9159015a3070dd17ULL,
 283         0x152fecd8f70e5939ULL,
 284         0x67332667ffc00b31ULL,
 285         0x8eb44a8768581511ULL,
 286         0xdb0c2e0d64f98fa7ULL,
 287         0x47b5481dbefa4fa4ULL
 288 };
 289
 290 /* initial hash value H for SHA-512 */
 291 static const sha2_word64 sha512_initial_hash_value[8] = {
 292         0x6a09e667f3bcc908ULL,
 293         0xbb67ae8584caa73bULL,
 294         0x3c6ef372fe94f82bULL,
 295         0xa54ff53a5f1d36f1ULL,
 296         0x510e527fade682d1ULL,
 297         0x9b05688c2b3e6c1fULL,
 298         0x1f83d9abfb41bd6bULL,
 299         0x5be0cd19137e2179ULL
 300 };
 301
 302 /*** SHA-256: *********************************************************/
 303 void ldns_sha256_init(ldns_sha256_CTX* context) {
 304         if (context == (ldns_sha256_CTX*)0) {
 305                 return;
 306         }
 307         MEMCPY_BCOPY(context->state, ldns_sha256_initial_hash_value, LDNS_SHA256_DIGEST_LENGTH);
 308         MEMSET_BZERO(context->buffer, LDNS_SHA256_BLOCK_LENGTH);
 309         context->bitcount = 0;
 310 }
 311
 312 #ifdef SHA2_UNROLL_TRANSFORM
 313
 314 /* Unrolled SHA-256 round macros: */
 315
 316 #if BYTE_ORDER == LITTLE_ENDIAN
 317
 318 #define ROUND256_0_TO_15(a,b,c,d,e,f,g,h)       \
 319         REVERSE32(*data++, W256[j]); \
 320         T1 = (h) + Sigma1_256(e) + Ch((e), (f), (g)) + \
 321              K256[j] + W256[j]; \
 322         (d) += T1; \
 323         (h) = T1 + Sigma0_256(a) + Maj((a), (b), (c)); \
 324         j++
 325
 326
 327 #else /* BYTE_ORDER == LITTLE_ENDIAN */
 328
 329 #define ROUND256_0_TO_15(a,b,c,d,e,f,g,h)       \
 330         T1 = (h) + Sigma1_256(e) + Ch((e), (f), (g)) + \
 331              K256[j] + (W256[j] = *data++); \
 332         (d) += T1; \
 333         (h) = T1 + Sigma0_256(a) + Maj((a), (b), (c)); \
 334         j++
 335
 336 #endif /* BYTE_ORDER == LITTLE_ENDIAN */
 337
 338 #define ROUND256(a,b,c,d,e,f,g,h)       \
 339         s0 = W256[(j+1)&0x0f]; \
 340         s0 = sigma0_256(s0); \
 341         s1 = W256[(j+14)&0x0f]; \
 342         s1 = sigma1_256(s1); \
 343         T1 = (h) + Sigma1_256(e) + Ch((e), (f), (g)) + K256[j] + \
 344              (W256[j&0x0f] += s1 + W256[(j+9)&0x0f] + s0); \
 345         (d) += T1; \
 346         (h) = T1 + Sigma0_256(a) + Maj((a), (b), (c)); \
 347         j++
 348
 349 static void ldns_sha256_Transform(ldns_sha256_CTX* context,
 350                                   const sha2_word32* data) {
 351         sha2_word32     a, b, c, d, e, f, g, h, s0, s1;
 352         sha2_word32     T1, *W256;
 353         int             j;
 354
 355         W256 = (sha2_word32*)context->buffer;
 356
 357         /* initialize registers with the prev. intermediate value */
 358         a = context->state[0];
 359         b = context->state[1];
 360         c = context->state[2];
 361         d = context->state[3];
 362         e = context->state[4];
 363         f = context->state[5];
 364         g = context->state[6];
 365         h = context->state[7];
 366
 367         j = 0;
 368         do {
 369                 /* Rounds 0 to 15 (unrolled): */
 370                 ROUND256_0_TO_15(a,b,c,d,e,f,g,h);
 371                 ROUND256_0_TO_15(h,a,b,c,d,e,f,g);
 372                 ROUND256_0_TO_15(g,h,a,b,c,d,e,f);
 373                 ROUND256_0_TO_15(f,g,h,a,b,c,d,e);
 374                 ROUND256_0_TO_15(e,f,g,h,a,b,c,d);
 375                 ROUND256_0_TO_15(d,e,f,g,h,a,b,c);
 376                 ROUND256_0_TO_15(c,d,e,f,g,h,a,b);
 377                 ROUND256_0_TO_15(b,c,d,e,f,g,h,a);
 378         } while (j < 16);
 379
 380         /* Now for the remaining rounds to 64: */
 381         do {
 382                 ROUND256(a,b,c,d,e,f,g,h);
 383                 ROUND256(h,a,b,c,d,e,f,g);
 384                 ROUND256(g,h,a,b,c,d,e,f);
 385                 ROUND256(f,g,h,a,b,c,d,e);
 386                 ROUND256(e,f,g,h,a,b,c,d);
 387                 ROUND256(d,e,f,g,h,a,b,c);
 388                 ROUND256(c,d,e,f,g,h,a,b);
 389                 ROUND256(b,c,d,e,f,g,h,a);
 390         } while (j < 64);
 391
 392         /* Compute the current intermediate hash value */
 393         context->state[0] += a;
 394         context->state[1] += b;
 395         context->state[2] += c;
 396         context->state[3] += d;
 397         context->state[4] += e;
 398         context->state[5] += f;
 399         context->state[6] += g;
 400         context->state[7] += h;
 401
 402         /* Clean up */
 403         a = b = c = d = e = f = g = h = T1 = 0;
 404 }
 405
 406 #else /* SHA2_UNROLL_TRANSFORM */
 407
 408 static void ldns_sha256_Transform(ldns_sha256_CTX* context,
 409                                   const sha2_word32* data) {
 410         sha2_word32     a, b, c, d, e, f, g, h, s0, s1;
 411         sha2_word32     T1, T2, *W256;
 412         int             j;
 413
 414         W256 = (sha2_word32*)context->buffer;
 415
 416         /* initialize registers with the prev. intermediate value */
 417         a = context->state[0];
 418         b = context->state[1];
 419         c = context->state[2];
 420         d = context->state[3];
 421         e = context->state[4];
 422         f = context->state[5];
 423         g = context->state[6];
 424         h = context->state[7];
 425
 426         j = 0;
 427         do {
 428 #if BYTE_ORDER == LITTLE_ENDIAN
 429                 /* Copy data while converting to host byte order */
 430                 REVERSE32(*data++,W256[j]);
 431                 /* Apply the SHA-256 compression function to update a..h */
 432                 T1 = h + Sigma1_256(e) + Ch(e, f, g) + K256[j] + W256[j];
 433 #else /* BYTE_ORDER == LITTLE_ENDIAN */
 434                 /* Apply the SHA-256 compression function to update a..h with copy */
 435                 T1 = h + Sigma1_256(e) + Ch(e, f, g) + K256[j] + (W256[j] = *data++);
 436 #endif /* BYTE_ORDER == LITTLE_ENDIAN */
 437                 T2 = Sigma0_256(a) + Maj(a, b, c);
 438                 h = g;
 439                 g = f;
 440                 f = e;
 441                 e = d + T1;
 442                 d = c;
 443                 c = b;
 444                 b = a;
 445                 a = T1 + T2;
 446
 447                 j++;
 448         } while (j < 16);
 449
 450         do {
 451                 /* Part of the message block expansion: */
 452                 s0 = W256[(j+1)&0x0f];
 453                 s0 = sigma0_256(s0);
 454                 s1 = W256[(j+14)&0x0f];
 455                 s1 = sigma1_256(s1);
 456
 457                 /* Apply the SHA-256 compression function to update a..h */
 458                 T1 = h + Sigma1_256(e) + Ch(e, f, g) + K256[j] +
 459                      (W256[j&0x0f] += s1 + W256[(j+9)&0x0f] + s0);
 460                 T2 = Sigma0_256(a) + Maj(a, b, c);
 461                 h = g;
 462                 g = f;
 463                 f = e;
 464                 e = d + T1;
 465                 d = c;
 466                 c = b;
 467                 b = a;
 468                 a = T1 + T2;
 469
 470                 j++;
 471         } while (j < 64);
 472
 473         /* Compute the current intermediate hash value */
 474         context->state[0] += a;
 475         context->state[1] += b;
 476         context->state[2] += c;
 477         context->state[3] += d;
 478         context->state[4] += e;
 479         context->state[5] += f;
 480         context->state[6] += g;
 481         context->state[7] += h;
 482
 483         /* Clean up */
 484         a = b = c = d = e = f = g = h = T1 = T2 = 0;
 485 }
 486
 487 #endif /* SHA2_UNROLL_TRANSFORM */
 488
 489 void ldns_sha256_update(ldns_sha256_CTX* context, const sha2_byte *data, size_t len) {
 490         unsigned int    freespace, usedspace;
 491
 492         if (len == 0) {
 493                 /* Calling with no data is valid - we do nothing */
 494                 return;
 495         }
 496
 497         /* Sanity check: */
 498         assert(context != (ldns_sha256_CTX*)0 && data != (sha2_byte*)0);
 499
 500         usedspace = (context->bitcount >> 3) % LDNS_SHA256_BLOCK_LENGTH;
 501         if (usedspace > 0) {
 502                 /* Calculate how much free space is available in the buffer */
 503                 freespace = LDNS_SHA256_BLOCK_LENGTH - usedspace;
 504
 505                 if (len >= freespace) {
 506                         /* Fill the buffer completely and process it */
 507                         MEMCPY_BCOPY(&context->buffer[usedspace], data, freespace);
 508                         context->bitcount += freespace << 3;
 509                         len -= freespace;
 510                         data += freespace;
 511                         ldns_sha256_Transform(context, (sha2_word32*)context->buffer);
 512                 } else {
 513                         /* The buffer is not yet full */
 514                         MEMCPY_BCOPY(&context->buffer[usedspace], data, len);
 515                         context->bitcount += len << 3;
 516                         /* Clean up: */
 517                         usedspace = freespace = 0;
 518                         return;
 519                 }
 520         }
 521         while (len >= LDNS_SHA256_BLOCK_LENGTH) {
 522                 /* Process as many complete blocks as we can */
 523                 ldns_sha256_Transform(context, (sha2_word32*)data);
 524                 context->bitcount += LDNS_SHA256_BLOCK_LENGTH << 3;
 525                 len -= LDNS_SHA256_BLOCK_LENGTH;
 526                 data += LDNS_SHA256_BLOCK_LENGTH;
 527         }
 528         if (len > 0) {
 529                 /* There's left-overs, so save 'em */
 530                 MEMCPY_BCOPY(context->buffer, data, len);
 531                 context->bitcount += len << 3;
 532         }
 533         /* Clean up: */
 534         usedspace = freespace = 0;
 535 }
 536
 537 void ldns_sha256_final(sha2_byte digest[], ldns_sha256_CTX* context) {
 538         sha2_word32     *d = (sha2_word32*)digest;
 539         unsigned int    usedspace;
 540
 541         /* Sanity check: */
 542         assert(context != (ldns_sha256_CTX*)0);
 543
 544         /* If no digest buffer is passed, we don't bother doing this: */
 545         if (digest != (sha2_byte*)0) {
 546                 usedspace = (context->bitcount >> 3) % LDNS_SHA256_BLOCK_LENGTH;
 547 #if BYTE_ORDER == LITTLE_ENDIAN
 548                 /* Convert FROM host byte order */
 549                 REVERSE64(context->bitcount,context->bitcount);
 550 #endif
 551                 if (usedspace > 0) {
 552                         /* Begin padding with a 1 bit: */
 553                         context->buffer[usedspace++] = 0x80;
 554
 555                         if (usedspace <= ldns_sha256_SHORT_BLOCK_LENGTH) {
 556                                 /* Set-up for the last transform: */
 557                                 MEMSET_BZERO(&context->buffer[usedspace], ldns_sha256_SHORT_BLOCK_LENGTH - usedspace);
 558                         } else {
 559                                 if (usedspace < LDNS_SHA256_BLOCK_LENGTH) {
 560                                         MEMSET_BZERO(&context->buffer[usedspace], LDNS_SHA256_BLOCK_LENGTH - usedspace);
 561                                 }
 562                                 /* Do second-to-last transform: */
 563                                 ldns_sha256_Transform(context, (sha2_word32*)context->buffer);
 564
 565                                 /* And set-up for the last transform: */
 566                                 MEMSET_BZERO(context->buffer, ldns_sha256_SHORT_BLOCK_LENGTH);
 567                         }
 568                 } else {
 569                         /* Set-up for the last transform: */
 570                         MEMSET_BZERO(context->buffer, ldns_sha256_SHORT_BLOCK_LENGTH);
 571
 572                         /* Begin padding with a 1 bit: */
 573                         *context->buffer = 0x80;
 574                 }
 575                 /* Set the bit count: */
 576                 *(sha2_word64*)&context->buffer[ldns_sha256_SHORT_BLOCK_LENGTH] = context->bitcount;
 577
 578                 /* final transform: */
 579                 ldns_sha256_Transform(context, (sha2_word32*)context->buffer);
 580
 581 #if BYTE_ORDER == LITTLE_ENDIAN
 582                 {
 583                         /* Convert TO host byte order */
 584                         int     j;
 585                         for (j = 0; j < 8; j++) {
 586                                 REVERSE32(context->state[j],context->state[j]);
 587                                 *d++ = context->state[j];
 588                         }
 589                 }
 590 #else
 591                 MEMCPY_BCOPY(d, context->state, LDNS_SHA256_DIGEST_LENGTH);
 592 #endif
 593         }
 594
 595         /* Clean up state data: */
 596         MEMSET_BZERO(context, sizeof(context));
 597         usedspace = 0;
 598 }
 599
 600 unsigned char *
 601 ldns_sha256(unsigned char *data, unsigned int data_len, unsigned char *digest)
 602 {
 603     ldns_sha256_CTX ctx;
 604     ldns_sha256_init(&ctx);
 605     ldns_sha256_update(&ctx, data, data_len);
 606     ldns_sha256_final(digest, &ctx);
 607     return digest;
 608 }
 609
 610 /*** SHA-512: *********************************************************/
 611 void ldns_sha512_init(ldns_sha512_CTX* context) {
 612         if (context == (ldns_sha512_CTX*)0) {
 613                 return;
 614         }
 615         MEMCPY_BCOPY(context->state, sha512_initial_hash_value, LDNS_SHA512_DIGEST_LENGTH);
 616         MEMSET_BZERO(context->buffer, LDNS_SHA512_BLOCK_LENGTH);
 617         context->bitcount[0] = context->bitcount[1] =  0;
 618 }
 619
 620 #ifdef SHA2_UNROLL_TRANSFORM
 621
 622 /* Unrolled SHA-512 round macros: */
 623 #if BYTE_ORDER == LITTLE_ENDIAN
 624
 625 #define ROUND512_0_TO_15(a,b,c,d,e,f,g,h)       \
 626         REVERSE64(*data++, W512[j]); \
 627         T1 = (h) + Sigma1_512(e) + Ch((e), (f), (g)) + \
 628              K512[j] + W512[j]; \
 629         (d) += T1, \
 630         (h) = T1 + Sigma0_512(a) + Maj((a), (b), (c)), \
 631         j++
 632
 633
 634 #else /* BYTE_ORDER == LITTLE_ENDIAN */
 635
 636 #define ROUND512_0_TO_15(a,b,c,d,e,f,g,h)       \
 637         T1 = (h) + Sigma1_512(e) + Ch((e), (f), (g)) + \
 638              K512[j] + (W512[j] = *data++); \
 639         (d) += T1; \
 640         (h) = T1 + Sigma0_512(a) + Maj((a), (b), (c)); \
 641         j++
 642
 643 #endif /* BYTE_ORDER == LITTLE_ENDIAN */
 644
 645 #define ROUND512(a,b,c,d,e,f,g,h)       \
 646         s0 = W512[(j+1)&0x0f]; \
 647         s0 = sigma0_512(s0); \
 648         s1 = W512[(j+14)&0x0f]; \
 649         s1 = sigma1_512(s1); \
 650         T1 = (h) + Sigma1_512(e) + Ch((e), (f), (g)) + K512[j] + \
 651              (W512[j&0x0f] += s1 + W512[(j+9)&0x0f] + s0); \
 652         (d) += T1; \
 653         (h) = T1 + Sigma0_512(a) + Maj((a), (b), (c)); \
 654         j++
 655
 656 static void ldns_sha512_Transform(ldns_sha512_CTX* context,
 657                                   const sha2_word64* data) {
 658         sha2_word64     a, b, c, d, e, f, g, h, s0, s1;
 659         sha2_word64     T1, *W512 = (sha2_word64*)context->buffer;
 660         int             j;
 661
 662         /* initialize registers with the prev. intermediate value */
 663         a = context->state[0];
 664         b = context->state[1];
 665         c = context->state[2];
 666         d = context->state[3];
 667         e = context->state[4];
 668         f = context->state[5];
 669         g = context->state[6];
 670         h = context->state[7];
 671
 672         j = 0;
 673         do {
 674                 ROUND512_0_TO_15(a,b,c,d,e,f,g,h);
 675                 ROUND512_0_TO_15(h,a,b,c,d,e,f,g);
 676                 ROUND512_0_TO_15(g,h,a,b,c,d,e,f);
 677                 ROUND512_0_TO_15(f,g,h,a,b,c,d,e);
 678                 ROUND512_0_TO_15(e,f,g,h,a,b,c,d);
 679                 ROUND512_0_TO_15(d,e,f,g,h,a,b,c);
 680                 ROUND512_0_TO_15(c,d,e,f,g,h,a,b);
 681                 ROUND512_0_TO_15(b,c,d,e,f,g,h,a);
 682         } while (j < 16);
 683
 684         /* Now for the remaining rounds up to 79: */
 685         do {
 686                 ROUND512(a,b,c,d,e,f,g,h);
 687                 ROUND512(h,a,b,c,d,e,f,g);
 688                 ROUND512(g,h,a,b,c,d,e,f);
 689                 ROUND512(f,g,h,a,b,c,d,e);
 690                 ROUND512(e,f,g,h,a,b,c,d);
 691                 ROUND512(d,e,f,g,h,a,b,c);
 692                 ROUND512(c,d,e,f,g,h,a,b);
 693                 ROUND512(b,c,d,e,f,g,h,a);
 694         } while (j < 80);
 695
 696         /* Compute the current intermediate hash value */
 697         context->state[0] += a;
 698         context->state[1] += b;
 699         context->state[2] += c;
 700         context->state[3] += d;
 701         context->state[4] += e;
 702         context->state[5] += f;
 703         context->state[6] += g;
 704         context->state[7] += h;
 705
 706         /* Clean up */
 707         a = b = c = d = e = f = g = h = T1 = 0;
 708 }
 709
 710 #else /* SHA2_UNROLL_TRANSFORM */
 711
 712 static void ldns_sha512_Transform(ldns_sha512_CTX* context,
 713                                   const sha2_word64* data) {
 714         sha2_word64     a, b, c, d, e, f, g, h, s0, s1;
 715         sha2_word64     T1, T2, *W512 = (sha2_word64*)context->buffer;
 716         int             j;
 717
 718         /* initialize registers with the prev. intermediate value */
 719         a = context->state[0];
 720         b = context->state[1];
 721         c = context->state[2];
 722         d = context->state[3];
 723         e = context->state[4];
 724         f = context->state[5];
 725         g = context->state[6];
 726         h = context->state[7];
 727
 728         j = 0;
 729         do {
 730 #if BYTE_ORDER == LITTLE_ENDIAN
 731                 /* Convert TO host byte order */
 732                 REVERSE64(*data++, W512[j]);
 733                 /* Apply the SHA-512 compression function to update a..h */
 734                 T1 = h + Sigma1_512(e) + Ch(e, f, g) + K512[j] + W512[j];
 735 #else /* BYTE_ORDER == LITTLE_ENDIAN */
 736                 /* Apply the SHA-512 compression function to update a..h with copy */
 737                 T1 = h + Sigma1_512(e) + Ch(e, f, g) + K512[j] + (W512[j] = *data++);
 738 #endif /* BYTE_ORDER == LITTLE_ENDIAN */
 739                 T2 = Sigma0_512(a) + Maj(a, b, c);
 740                 h = g;
 741                 g = f;
 742                 f = e;
 743                 e = d + T1;
 744                 d = c;
 745                 c = b;
 746                 b = a;
 747                 a = T1 + T2;
 748
 749                 j++;
 750         } while (j < 16);
 751
 752         do {
 753                 /* Part of the message block expansion: */
 754                 s0 = W512[(j+1)&0x0f];
 755                 s0 = sigma0_512(s0);
 756                 s1 = W512[(j+14)&0x0f];
 757                 s1 =  sigma1_512(s1);
 758
 759                 /* Apply the SHA-512 compression function to update a..h */
 760                 T1 = h + Sigma1_512(e) + Ch(e, f, g) + K512[j] +
 761                      (W512[j&0x0f] += s1 + W512[(j+9)&0x0f] + s0);
 762                 T2 = Sigma0_512(a) + Maj(a, b, c);
 763                 h = g;
 764                 g = f;
 765                 f = e;
 766                 e = d + T1;
 767                 d = c;
 768                 c = b;
 769                 b = a;
 770                 a = T1 + T2;
 771
 772                 j++;
 773         } while (j < 80);
 774
 775         /* Compute the current intermediate hash value */
 776         context->state[0] += a;
 777         context->state[1] += b;
 778         context->state[2] += c;
 779         context->state[3] += d;
 780         context->state[4] += e;
 781         context->state[5] += f;
 782         context->state[6] += g;
 783         context->state[7] += h;
 784
 785         /* Clean up */
 786         a = b = c = d = e = f = g = h = T1 = T2 = 0;
 787 }
 788
 789 #endif /* SHA2_UNROLL_TRANSFORM */
 790
 791 void ldns_sha512_update(ldns_sha512_CTX* context, const sha2_byte *data, size_t len) {
 792         unsigned int    freespace, usedspace;
 793
 794         if (len == 0) {
 795                 /* Calling with no data is valid - we do nothing */
 796                 return;
 797         }
 798
 799         /* Sanity check: */
 800         assert(context != (ldns_sha512_CTX*)0 && data != (sha2_byte*)0);
 801
 802         usedspace = (context->bitcount[0] >> 3) % LDNS_SHA512_BLOCK_LENGTH;
 803         if (usedspace > 0) {
 804                 /* Calculate how much free space is available in the buffer */
 805                 freespace = LDNS_SHA512_BLOCK_LENGTH - usedspace;
 806
 807                 if (len >= freespace) {
 808                         /* Fill the buffer completely and process it */
 809                         MEMCPY_BCOPY(&context->buffer[usedspace], data, freespace);
 810                         ADDINC128(context->bitcount, freespace << 3);
 811                         len -= freespace;
 812                         data += freespace;
 813                         ldns_sha512_Transform(context, (sha2_word64*)context->buffer);
 814                 } else {
 815                         /* The buffer is not yet full */
 816                         MEMCPY_BCOPY(&context->buffer[usedspace], data, len);
 817                         ADDINC128(context->bitcount, len << 3);
 818                         /* Clean up: */
 819                         usedspace = freespace = 0;
 820                         return;
 821                 }
 822         }
 823         while (len >= LDNS_SHA512_BLOCK_LENGTH) {
 824                 /* Process as many complete blocks as we can */
 825                 ldns_sha512_Transform(context, (sha2_word64*)data);
 826                 ADDINC128(context->bitcount, LDNS_SHA512_BLOCK_LENGTH << 3);
 827                 len -= LDNS_SHA512_BLOCK_LENGTH;
 828                 data += LDNS_SHA512_BLOCK_LENGTH;
 829         }
 830         if (len > 0) {
 831                 /* There's left-overs, so save 'em */
 832                 MEMCPY_BCOPY(context->buffer, data, len);
 833                 ADDINC128(context->bitcount, len << 3);
 834         }
 835         /* Clean up: */
 836         usedspace = freespace = 0;
 837 }
 838
 839 static void ldns_sha512_Last(ldns_sha512_CTX* context) {
 840         unsigned int    usedspace;
 841
 842         usedspace = (context->bitcount[0] >> 3) % LDNS_SHA512_BLOCK_LENGTH;
 843 #if BYTE_ORDER == LITTLE_ENDIAN
 844         /* Convert FROM host byte order */
 845         REVERSE64(context->bitcount[0],context->bitcount[0]);
 846         REVERSE64(context->bitcount[1],context->bitcount[1]);
 847 #endif
 848         if (usedspace > 0) {
 849                 /* Begin padding with a 1 bit: */
 850                 context->buffer[usedspace++] = 0x80;
 851
 852                 if (usedspace <= ldns_sha512_SHORT_BLOCK_LENGTH) {
 853                         /* Set-up for the last transform: */
 854                         MEMSET_BZERO(&context->buffer[usedspace], ldns_sha512_SHORT_BLOCK_LENGTH - usedspace);
 855                 } else {
 856                         if (usedspace < LDNS_SHA512_BLOCK_LENGTH) {
 857                                 MEMSET_BZERO(&context->buffer[usedspace], LDNS_SHA512_BLOCK_LENGTH - usedspace);
 858                         }
 859                         /* Do second-to-last transform: */
 860                         ldns_sha512_Transform(context, (sha2_word64*)context->buffer);
 861
 862                         /* And set-up for the last transform: */
 863                         MEMSET_BZERO(context->buffer, LDNS_SHA512_BLOCK_LENGTH - 2);
 864                 }
 865         } else {
 866                 /* Prepare for final transform: */
 867                 MEMSET_BZERO(context->buffer, ldns_sha512_SHORT_BLOCK_LENGTH);
 868
 869                 /* Begin padding with a 1 bit: */
 870                 *context->buffer = 0x80;
 871         }
 872         /* Store the length of input data (in bits): */
 873         *(sha2_word64*)&context->buffer[ldns_sha512_SHORT_BLOCK_LENGTH] = context->bitcount[1];
 874         *(sha2_word64*)&context->buffer[ldns_sha512_SHORT_BLOCK_LENGTH+8] = context->bitcount[0];
 875
 876         /* final transform: */
 877         ldns_sha512_Transform(context, (sha2_word64*)context->buffer);
 878 }
 879
 880 void ldns_sha512_final(sha2_byte digest[], ldns_sha512_CTX* context) {
 881         sha2_word64     *d = (sha2_word64*)digest;
 882
 883         /* Sanity check: */
 884         assert(context != (ldns_sha512_CTX*)0);
 885
 886         /* If no digest buffer is passed, we don't bother doing this: */
 887         if (digest != (sha2_byte*)0) {
 888                 ldns_sha512_Last(context);
 889
 890                 /* Save the hash data for output: */
 891 #if BYTE_ORDER == LITTLE_ENDIAN
 892                 {
 893                         /* Convert TO host byte order */
 894                         int     j;
 895                         for (j = 0; j < 8; j++) {
 896                                 REVERSE64(context->state[j],context->state[j]);
 897                                 *d++ = context->state[j];
 898                         }
 899                 }
 900 #else
 901                 MEMCPY_BCOPY(d, context->state, LDNS_SHA512_DIGEST_LENGTH);
 902 #endif
 903         }
 904
 905         /* Zero out state data */
 906         MEMSET_BZERO(context, sizeof(context));
 907 }
 908
 909 unsigned char *
 910 ldns_sha512(unsigned char *data, unsigned int data_len, unsigned char *digest)
 911 {
 912     ldns_sha512_CTX ctx;
 913     ldns_sha512_init(&ctx);
 914     ldns_sha512_update(&ctx, data, data_len);
 915     ldns_sha512_final(digest, &ctx);
 916     return digest;
 917 }
 918
 919 /*** SHA-384: *********************************************************/
 920 void ldns_sha384_init(ldns_sha384_CTX* context) {
 921         if (context == (ldns_sha384_CTX*)0) {
 922                 return;
 923         }
 924         MEMCPY_BCOPY(context->state, sha384_initial_hash_value, LDNS_SHA512_DIGEST_LENGTH);
 925         MEMSET_BZERO(context->buffer, LDNS_SHA384_BLOCK_LENGTH);
 926         context->bitcount[0] = context->bitcount[1] = 0;
 927 }
 928
 929 void ldns_sha384_update(ldns_sha384_CTX* context, const sha2_byte* data, size_t len) {
 930         ldns_sha512_update((ldns_sha512_CTX*)context, data, len);
 931 }
 932
 933 void ldns_sha384_final(sha2_byte digest[], ldns_sha384_CTX* context) {
 934         sha2_word64     *d = (sha2_word64*)digest;
 935
 936         /* Sanity check: */
 937         assert(context != (ldns_sha384_CTX*)0);
 938
 939         /* If no digest buffer is passed, we don't bother doing this: */
 940         if (digest != (sha2_byte*)0) {
 941                 ldns_sha512_Last((ldns_sha512_CTX*)context);
 942
 943                 /* Save the hash data for output: */
 944 #if BYTE_ORDER == LITTLE_ENDIAN
 945                 {
 946                         /* Convert TO host byte order */
 947                         int     j;
 948                         for (j = 0; j < 6; j++) {
 949                                 REVERSE64(context->state[j],context->state[j]);
 950                                 *d++ = context->state[j];
 951                         }
 952                 }
 953 #else
 954                 MEMCPY_BCOPY(d, context->state, LDNS_SHA384_DIGEST_LENGTH);
 955 #endif
 956         }
 957
 958         /* Zero out state data */
 959         MEMSET_BZERO(context, sizeof(context));
 960 }
 961
 962 unsigned char *
 963 ldns_sha384(unsigned char *data, unsigned int data_len, unsigned char *digest)
 964 {
 965     ldns_sha384_CTX ctx;
 966     ldns_sha384_init(&ctx);
 967     ldns_sha384_update(&ctx, data, data_len);
 968     ldns_sha384_final(digest, &ctx);
 969     return digest;
 970 }