Branch data Line data Source code
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 "blake2.h"
21 : : #include "blake2-impl.h"
22 : :
23 : : static const uint64_t blake2b_IV[8] =
24 : : {
25 : : 0x6a09e667f3bcc908ULL, 0xbb67ae8584caa73bULL,
26 : : 0x3c6ef372fe94f82bULL, 0xa54ff53a5f1d36f1ULL,
27 : : 0x510e527fade682d1ULL, 0x9b05688c2b3e6c1fULL,
28 : : 0x1f83d9abfb41bd6bULL, 0x5be0cd19137e2179ULL
29 : : };
30 : :
31 : : static const uint8_t blake2b_sigma[12][16] =
32 : : {
33 : : { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 } ,
34 : : { 14, 10, 4, 8, 9, 15, 13, 6, 1, 12, 0, 2, 11, 7, 5, 3 } ,
35 : : { 11, 8, 12, 0, 5, 2, 15, 13, 10, 14, 3, 6, 7, 1, 9, 4 } ,
36 : : { 7, 9, 3, 1, 13, 12, 11, 14, 2, 6, 5, 10, 4, 0, 15, 8 } ,
37 : : { 9, 0, 5, 7, 2, 4, 10, 15, 14, 1, 11, 12, 6, 8, 3, 13 } ,
38 : : { 2, 12, 6, 10, 0, 11, 8, 3, 4, 13, 7, 5, 15, 14, 1, 9 } ,
39 : : { 12, 5, 1, 15, 14, 13, 4, 10, 0, 7, 6, 3, 9, 2, 8, 11 } ,
40 : : { 13, 11, 7, 14, 12, 1, 3, 9, 5, 0, 15, 4, 8, 6, 2, 10 } ,
41 : : { 6, 15, 14, 9, 11, 3, 0, 8, 12, 2, 13, 7, 1, 4, 10, 5 } ,
42 : : { 10, 2, 8, 4, 7, 6, 1, 5, 15, 11, 9, 14, 3, 12, 13 , 0 } ,
43 : : { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 } ,
44 : : { 14, 10, 4, 8, 9, 15, 13, 6, 1, 12, 0, 2, 11, 7, 5, 3 }
45 : : };
46 : :
47 : :
48 : 0 : static void blake2b_set_lastnode( blake2b_state *S )
49 : : {
50 : 0 : S->f[1] = (uint64_t)-1;
51 : 0 : }
52 : :
53 : : /* Some helper functions, not necessarily useful */
54 : 961 : static int blake2b_is_lastblock( const blake2b_state *S )
55 : : {
56 : 961 : return S->f[0] != 0;
57 : : }
58 : :
59 : 961 : static void blake2b_set_lastblock( blake2b_state *S )
60 : : {
61 [ - + ]: 961 : if( S->last_node ) blake2b_set_lastnode( S );
62 : :
63 : 961 : S->f[0] = (uint64_t)-1;
64 : 961 : }
65 : :
66 : 1129 : static void blake2b_increment_counter( blake2b_state *S, const uint64_t inc )
67 : : {
68 : 1129 : S->t[0] += inc;
69 : 1129 : S->t[1] += ( S->t[0] < inc );
70 : 1129 : }
71 : :
72 : 961 : static void blake2b_init0( blake2b_state *S )
73 : : {
74 : 961 : size_t i;
75 : 961 : memset( S, 0, sizeof( blake2b_state ) );
76 : :
77 [ + + ]: 8649 : for( i = 0; i < 8; ++i ) S->h[i] = blake2b_IV[i];
78 : 961 : }
79 : :
80 : : /* init xors IV with input parameter block */
81 : 961 : int blake2b_init_param( blake2b_state *S, const blake2b_param *P )
82 : : {
83 : 961 : const uint8_t *p = ( const uint8_t * )( P );
84 : 961 : size_t i;
85 : :
86 : 961 : blake2b_init0( S );
87 : :
88 : : /* IV XOR ParamBlock */
89 [ + + ]: 8649 : for( i = 0; i < 8; ++i )
90 : 7688 : S->h[i] ^= load64( p + sizeof( S->h[i] ) * i );
91 : :
92 : 961 : S->outlen = P->digest_length;
93 : 961 : return 0;
94 : 961 : }
95 : :
96 : :
97 : :
98 : 961 : int blake2b_init( blake2b_state *S, size_t outlen )
99 : : {
100 : 961 : blake2b_param P[1];
101 : :
102 [ + - - + ]: 961 : if ( ( !outlen ) || ( outlen > BLAKE2B_OUTBYTES ) ) return -1;
103 : :
104 : 961 : P->digest_length = (uint8_t)outlen;
105 : 961 : P->key_length = 0;
106 : 961 : P->fanout = 1;
107 : 961 : P->depth = 1;
108 : 961 : store32( &P->leaf_length, 0 );
109 : 961 : store32( &P->node_offset, 0 );
110 : 961 : store32( &P->xof_length, 0 );
111 : 961 : P->node_depth = 0;
112 : 961 : P->inner_length = 0;
113 : 961 : memset( P->reserved, 0, sizeof( P->reserved ) );
114 : 961 : memset( P->salt, 0, sizeof( P->salt ) );
115 : 961 : memset( P->personal, 0, sizeof( P->personal ) );
116 : 961 : return blake2b_init_param( S, P );
117 : 961 : }
118 : :
119 : :
120 : 0 : int blake2b_init_key( blake2b_state *S, size_t outlen, const void *key, size_t keylen )
121 : : {
122 : 0 : blake2b_param P[1];
123 : :
124 [ # # # # ]: 0 : if ( ( !outlen ) || ( outlen > BLAKE2B_OUTBYTES ) ) return -1;
125 : :
126 [ # # # # : 0 : if ( !key || !keylen || keylen > BLAKE2B_KEYBYTES ) return -1;
# # ]
127 : :
128 : 0 : P->digest_length = (uint8_t)outlen;
129 : 0 : P->key_length = (uint8_t)keylen;
130 : 0 : P->fanout = 1;
131 : 0 : P->depth = 1;
132 : 0 : store32( &P->leaf_length, 0 );
133 : 0 : store32( &P->node_offset, 0 );
134 : 0 : store32( &P->xof_length, 0 );
135 : 0 : P->node_depth = 0;
136 : 0 : P->inner_length = 0;
137 : 0 : memset( P->reserved, 0, sizeof( P->reserved ) );
138 : 0 : memset( P->salt, 0, sizeof( P->salt ) );
139 : 0 : memset( P->personal, 0, sizeof( P->personal ) );
140 : :
141 [ # # ]: 0 : if( blake2b_init_param( S, P ) < 0 ) return -1;
142 : :
143 : : {
144 : 0 : uint8_t block[BLAKE2B_BLOCKBYTES];
145 : 0 : memset( block, 0, BLAKE2B_BLOCKBYTES );
146 : 0 : memcpy( block, key, keylen );
147 : 0 : blake2b_update( S, block, BLAKE2B_BLOCKBYTES );
148 : 0 : secure_zero_memory( block, BLAKE2B_BLOCKBYTES ); /* Burn the key from stack */
149 : 0 : }
150 : 0 : return 0;
151 : 0 : }
152 : :
153 : : #define G(r,i,a,b,c,d) \
154 : : do { \
155 : : a = a + b + m[blake2b_sigma[r][2*i+0]]; \
156 : : d = rotr64(d ^ a, 32); \
157 : : c = c + d; \
158 : : b = rotr64(b ^ c, 24); \
159 : : a = a + b + m[blake2b_sigma[r][2*i+1]]; \
160 : : d = rotr64(d ^ a, 16); \
161 : : c = c + d; \
162 : : b = rotr64(b ^ c, 63); \
163 : : } while(0)
164 : :
165 : : #define ROUND(r) \
166 : : do { \
167 : : G(r,0,v[ 0],v[ 4],v[ 8],v[12]); \
168 : : G(r,1,v[ 1],v[ 5],v[ 9],v[13]); \
169 : : G(r,2,v[ 2],v[ 6],v[10],v[14]); \
170 : : G(r,3,v[ 3],v[ 7],v[11],v[15]); \
171 : : G(r,4,v[ 0],v[ 5],v[10],v[15]); \
172 : : G(r,5,v[ 1],v[ 6],v[11],v[12]); \
173 : : G(r,6,v[ 2],v[ 7],v[ 8],v[13]); \
174 : : G(r,7,v[ 3],v[ 4],v[ 9],v[14]); \
175 : : } while(0)
176 : :
177 : 1129 : static void blake2b_compress( blake2b_state *S, const uint8_t block[BLAKE2B_BLOCKBYTES] )
178 : : {
179 : 1129 : uint64_t m[16];
180 : 1129 : uint64_t v[16];
181 : 1129 : size_t i;
182 : :
183 [ + + ]: 19193 : for( i = 0; i < 16; ++i ) {
184 : 18064 : m[i] = load64( block + i * sizeof( m[i] ) );
185 : 18064 : }
186 : :
187 [ + + ]: 10161 : for( i = 0; i < 8; ++i ) {
188 : 9032 : v[i] = S->h[i];
189 : 9032 : }
190 : :
191 : 1129 : v[ 8] = blake2b_IV[0];
192 : 1129 : v[ 9] = blake2b_IV[1];
193 : 1129 : v[10] = blake2b_IV[2];
194 : 1129 : v[11] = blake2b_IV[3];
195 : 1129 : v[12] = blake2b_IV[4] ^ S->t[0];
196 : 1129 : v[13] = blake2b_IV[5] ^ S->t[1];
197 : 1129 : v[14] = blake2b_IV[6] ^ S->f[0];
198 : 1129 : v[15] = blake2b_IV[7] ^ S->f[1];
199 : :
200 : 1129 : ROUND( 0 );
201 : 1129 : ROUND( 1 );
202 : 1129 : ROUND( 2 );
203 : 1129 : ROUND( 3 );
204 : 1129 : ROUND( 4 );
205 : 1129 : ROUND( 5 );
206 : 1129 : ROUND( 6 );
207 : 1129 : ROUND( 7 );
208 : 1129 : ROUND( 8 );
209 : 1129 : ROUND( 9 );
210 : 1129 : ROUND( 10 );
211 : 1129 : ROUND( 11 );
212 : :
213 [ + + ]: 10161 : for( i = 0; i < 8; ++i ) {
214 : 9032 : S->h[i] = S->h[i] ^ v[i] ^ v[i + 8];
215 : 9032 : }
216 : 1129 : }
217 : :
218 : : #undef G
219 : : #undef ROUND
220 : :
221 : 8698 : int blake2b_update( blake2b_state *S, const void *pin, size_t inlen )
222 : : {
223 : 8698 : const unsigned char * in = (const unsigned char *)pin;
224 [ - + ]: 8698 : if( inlen > 0 )
225 : : {
226 : 8698 : size_t left = S->buflen;
227 : 8698 : size_t fill = BLAKE2B_BLOCKBYTES - left;
228 [ + + ]: 8698 : if( inlen > fill )
229 : : {
230 : 168 : S->buflen = 0;
231 : 168 : memcpy( S->buf + left, in, fill ); /* Fill buffer */
232 : 168 : blake2b_increment_counter( S, BLAKE2B_BLOCKBYTES );
233 : 168 : blake2b_compress( S, S->buf ); /* Compress */
234 : 168 : in += fill; inlen -= fill;
235 [ - + ]: 168 : while(inlen > BLAKE2B_BLOCKBYTES) {
236 : 0 : blake2b_increment_counter(S, BLAKE2B_BLOCKBYTES);
237 : 0 : blake2b_compress( S, in );
238 : 0 : in += BLAKE2B_BLOCKBYTES;
239 : 0 : inlen -= BLAKE2B_BLOCKBYTES;
240 : : }
241 : 168 : }
242 : 8698 : memcpy( S->buf + S->buflen, in, inlen );
243 : 8698 : S->buflen += inlen;
244 : 8698 : }
245 : 8698 : return 0;
246 : 8698 : }
247 : :
248 : 961 : int blake2b_final( blake2b_state *S, void *out, size_t outlen )
249 : : {
250 : 961 : uint8_t buffer[BLAKE2B_OUTBYTES] = {0};
251 : 961 : size_t i;
252 : :
253 [ + - - + ]: 961 : if( out == NULL || outlen < S->outlen )
254 : 0 : return -1;
255 : :
256 [ + - ]: 961 : if( blake2b_is_lastblock( S ) )
257 : 0 : return -1;
258 : :
259 : 961 : blake2b_increment_counter( S, S->buflen );
260 : 961 : blake2b_set_lastblock( S );
261 : 961 : memset( S->buf + S->buflen, 0, BLAKE2B_BLOCKBYTES - S->buflen ); /* Padding */
262 : 961 : blake2b_compress( S, S->buf );
263 : :
264 [ + + ]: 8649 : for( i = 0; i < 8; ++i ) /* Output full hash to temp buffer */
265 : 7688 : store64( buffer + sizeof( S->h[i] ) * i, S->h[i] );
266 : :
267 : 961 : memcpy( out, buffer, S->outlen );
268 : 961 : secure_zero_memory(buffer, sizeof(buffer));
269 : 961 : return 0;
270 : 961 : }
271 : :
272 : : /* inlen, at least, should be uint64_t. Others can be size_t. */
273 : 26 : int blake2b( void *out, size_t outlen, const void *in, size_t inlen, const void *key, size_t keylen )
274 : : {
275 : 26 : blake2b_state S[1];
276 : :
277 : : /* Verify parameters */
278 [ - + # # ]: 26 : if ( NULL == in && inlen > 0 ) return -1;
279 : :
280 [ + - ]: 26 : if ( NULL == out ) return -1;
281 : :
282 [ + - + - ]: 26 : if( NULL == key && keylen > 0 ) return -1;
283 : :
284 [ + - - + ]: 26 : if( !outlen || outlen > BLAKE2B_OUTBYTES ) return -1;
285 : :
286 [ - + ]: 26 : if( keylen > BLAKE2B_KEYBYTES ) return -1;
287 : :
288 [ - + ]: 26 : if( keylen > 0 )
289 : : {
290 [ # # ]: 0 : if( blake2b_init_key( S, outlen, key, keylen ) < 0 ) return -1;
291 : 0 : }
292 : : else
293 : : {
294 [ - + ]: 26 : if( blake2b_init( S, outlen ) < 0 ) return -1;
295 : : }
296 : :
297 : 26 : blake2b_update( S, ( const uint8_t * )in, inlen );
298 : 26 : blake2b_final( S, out, outlen );
299 : 26 : return 0;
300 : 26 : }
301 : :
302 : 0 : int blake2( void *out, size_t outlen, const void *in, size_t inlen, const void *key, size_t keylen ) {
303 : 0 : return blake2b(out, outlen, in, inlen, key, keylen);
304 : : }
305 : :
306 : : #if defined(SUPERCOP)
307 : : int crypto_hash( unsigned char *out, unsigned char *in, unsigned long long inlen )
308 : : {
309 : : return blake2b( out, BLAKE2B_OUTBYTES, in, inlen, NULL, 0 );
310 : : }
311 : : #endif
312 : :
313 : : #if defined(BLAKE2B_SELFTEST)
314 : : #include <string.h>
315 : : #include "blake2-kat.h"
316 : : int main( void )
317 : : {
318 : : uint8_t key[BLAKE2B_KEYBYTES];
319 : : uint8_t buf[BLAKE2_KAT_LENGTH];
320 : : size_t i, step;
321 : :
322 : : for( i = 0; i < BLAKE2B_KEYBYTES; ++i )
323 : : key[i] = ( uint8_t )i;
324 : :
325 : : for( i = 0; i < BLAKE2_KAT_LENGTH; ++i )
326 : : buf[i] = ( uint8_t )i;
327 : :
328 : : /* Test simple API */
329 : : for( i = 0; i < BLAKE2_KAT_LENGTH; ++i )
330 : : {
331 : : uint8_t hash[BLAKE2B_OUTBYTES];
332 : : blake2b( hash, BLAKE2B_OUTBYTES, buf, i, key, BLAKE2B_KEYBYTES );
333 : :
334 : : if( 0 != memcmp( hash, blake2b_keyed_kat[i], BLAKE2B_OUTBYTES ) )
335 : : {
336 : : goto fail;
337 : : }
338 : : }
339 : :
340 : : /* Test streaming API */
341 : : for(step = 1; step < BLAKE2B_BLOCKBYTES; ++step) {
342 : : for (i = 0; i < BLAKE2_KAT_LENGTH; ++i) {
343 : : uint8_t hash[BLAKE2B_OUTBYTES];
344 : : blake2b_state S;
345 : : uint8_t * p = buf;
346 : : size_t mlen = i;
347 : : int err = 0;
348 : :
349 : : if( (err = blake2b_init_key(&S, BLAKE2B_OUTBYTES, key, BLAKE2B_KEYBYTES)) < 0 ) {
350 : : goto fail;
351 : : }
352 : :
353 : : while (mlen >= step) {
354 : : if ( (err = blake2b_update(&S, p, step)) < 0 ) {
355 : : goto fail;
356 : : }
357 : : mlen -= step;
358 : : p += step;
359 : : }
360 : : if ( (err = blake2b_update(&S, p, mlen)) < 0) {
361 : : goto fail;
362 : : }
363 : : if ( (err = blake2b_final(&S, hash, BLAKE2B_OUTBYTES)) < 0) {
364 : : goto fail;
365 : : }
366 : :
367 : : if (0 != memcmp(hash, blake2b_keyed_kat[i], BLAKE2B_OUTBYTES)) {
368 : : goto fail;
369 : : }
370 : : }
371 : : }
372 : :
373 : : puts( "ok" );
374 : : return 0;
375 : : fail:
376 : : puts("error");
377 : : return -1;
378 : : }
379 : : #endif
380 : :
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