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 uint32_t blake2s_IV[8] =
24 : : {
25 : : 0x6A09E667UL, 0xBB67AE85UL, 0x3C6EF372UL, 0xA54FF53AUL,
26 : : 0x510E527FUL, 0x9B05688CUL, 0x1F83D9ABUL, 0x5BE0CD19UL
27 : : };
28 : :
29 : : static const uint8_t blake2s_sigma[10][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 : : };
42 : :
43 : 0 : static void blake2s_set_lastnode( blake2s_state *S )
44 : : {
45 : 0 : S->f[1] = (uint32_t)-1;
46 : 0 : }
47 : :
48 : : /* Some helper functions, not necessarily useful */
49 : 26 : static int blake2s_is_lastblock( const blake2s_state *S )
50 : : {
51 : 26 : return S->f[0] != 0;
52 : : }
53 : :
54 : 26 : static void blake2s_set_lastblock( blake2s_state *S )
55 : : {
56 [ - + ]: 26 : if( S->last_node ) blake2s_set_lastnode( S );
57 : :
58 : 26 : S->f[0] = (uint32_t)-1;
59 : 26 : }
60 : :
61 : 26 : static void blake2s_increment_counter( blake2s_state *S, const uint32_t inc )
62 : : {
63 : 26 : S->t[0] += inc;
64 : 26 : S->t[1] += ( S->t[0] < inc );
65 : 26 : }
66 : :
67 : 26 : static void blake2s_init0( blake2s_state *S )
68 : : {
69 : 26 : size_t i;
70 : 26 : memset( S, 0, sizeof( blake2s_state ) );
71 : :
72 [ + + ]: 234 : for( i = 0; i < 8; ++i ) S->h[i] = blake2s_IV[i];
73 : 26 : }
74 : :
75 : : /* init2 xors IV with input parameter block */
76 : 26 : int blake2s_init_param( blake2s_state *S, const blake2s_param *P )
77 : : {
78 : 26 : const unsigned char *p = ( const unsigned char * )( P );
79 : 26 : size_t i;
80 : :
81 : 26 : blake2s_init0( S );
82 : :
83 : : /* IV XOR ParamBlock */
84 [ + + ]: 234 : for( i = 0; i < 8; ++i )
85 : 208 : S->h[i] ^= load32( &p[i * 4] );
86 : :
87 : 26 : S->outlen = P->digest_length;
88 : 26 : return 0;
89 : 26 : }
90 : :
91 : :
92 : : /* Sequential blake2s initialization */
93 : 26 : int blake2s_init( blake2s_state *S, size_t outlen )
94 : : {
95 : 26 : blake2s_param P[1];
96 : :
97 : : /* Move interval verification here? */
98 [ + - - + ]: 26 : if ( ( !outlen ) || ( outlen > BLAKE2S_OUTBYTES ) ) return -1;
99 : :
100 : 26 : P->digest_length = (uint8_t)outlen;
101 : 26 : P->key_length = 0;
102 : 26 : P->fanout = 1;
103 : 26 : P->depth = 1;
104 : 26 : store32( &P->leaf_length, 0 );
105 : 26 : store32( &P->node_offset, 0 );
106 : 26 : store16( &P->xof_length, 0 );
107 : 26 : P->node_depth = 0;
108 : 26 : P->inner_length = 0;
109 : : /* memset(P->reserved, 0, sizeof(P->reserved) ); */
110 : 26 : memset( P->salt, 0, sizeof( P->salt ) );
111 : 26 : memset( P->personal, 0, sizeof( P->personal ) );
112 : 26 : return blake2s_init_param( S, P );
113 : 26 : }
114 : :
115 : 0 : int blake2s_init_key( blake2s_state *S, size_t outlen, const void *key, size_t keylen )
116 : : {
117 : 0 : blake2s_param P[1];
118 : :
119 [ # # # # ]: 0 : if ( ( !outlen ) || ( outlen > BLAKE2S_OUTBYTES ) ) return -1;
120 : :
121 [ # # # # : 0 : if ( !key || !keylen || keylen > BLAKE2S_KEYBYTES ) return -1;
# # ]
122 : :
123 : 0 : P->digest_length = (uint8_t)outlen;
124 : 0 : P->key_length = (uint8_t)keylen;
125 : 0 : P->fanout = 1;
126 : 0 : P->depth = 1;
127 : 0 : store32( &P->leaf_length, 0 );
128 : 0 : store32( &P->node_offset, 0 );
129 : 0 : store16( &P->xof_length, 0 );
130 : 0 : P->node_depth = 0;
131 : 0 : P->inner_length = 0;
132 : : /* memset(P->reserved, 0, sizeof(P->reserved) ); */
133 : 0 : memset( P->salt, 0, sizeof( P->salt ) );
134 : 0 : memset( P->personal, 0, sizeof( P->personal ) );
135 : :
136 [ # # ]: 0 : if( blake2s_init_param( S, P ) < 0 ) return -1;
137 : :
138 : : {
139 : 0 : uint8_t block[BLAKE2S_BLOCKBYTES];
140 : 0 : memset( block, 0, BLAKE2S_BLOCKBYTES );
141 : 0 : memcpy( block, key, keylen );
142 : 0 : blake2s_update( S, block, BLAKE2S_BLOCKBYTES );
143 : 0 : secure_zero_memory( block, BLAKE2S_BLOCKBYTES ); /* Burn the key from stack */
144 : 0 : }
145 : 0 : return 0;
146 : 0 : }
147 : :
148 : : #define G(r,i,a,b,c,d) \
149 : : do { \
150 : : a = a + b + m[blake2s_sigma[r][2*i+0]]; \
151 : : d = rotr32(d ^ a, 16); \
152 : : c = c + d; \
153 : : b = rotr32(b ^ c, 12); \
154 : : a = a + b + m[blake2s_sigma[r][2*i+1]]; \
155 : : d = rotr32(d ^ a, 8); \
156 : : c = c + d; \
157 : : b = rotr32(b ^ c, 7); \
158 : : } while(0)
159 : :
160 : : #define ROUND(r) \
161 : : do { \
162 : : G(r,0,v[ 0],v[ 4],v[ 8],v[12]); \
163 : : G(r,1,v[ 1],v[ 5],v[ 9],v[13]); \
164 : : G(r,2,v[ 2],v[ 6],v[10],v[14]); \
165 : : G(r,3,v[ 3],v[ 7],v[11],v[15]); \
166 : : G(r,4,v[ 0],v[ 5],v[10],v[15]); \
167 : : G(r,5,v[ 1],v[ 6],v[11],v[12]); \
168 : : G(r,6,v[ 2],v[ 7],v[ 8],v[13]); \
169 : : G(r,7,v[ 3],v[ 4],v[ 9],v[14]); \
170 : : } while(0)
171 : :
172 : 26 : static void blake2s_compress( blake2s_state *S, const uint8_t in[BLAKE2S_BLOCKBYTES] )
173 : : {
174 : 26 : uint32_t m[16];
175 : 26 : uint32_t v[16];
176 : 26 : size_t i;
177 : :
178 [ + + ]: 442 : for( i = 0; i < 16; ++i ) {
179 : 416 : m[i] = load32( in + i * sizeof( m[i] ) );
180 : 416 : }
181 : :
182 [ + + ]: 234 : for( i = 0; i < 8; ++i ) {
183 : 208 : v[i] = S->h[i];
184 : 208 : }
185 : :
186 : 26 : v[ 8] = blake2s_IV[0];
187 : 26 : v[ 9] = blake2s_IV[1];
188 : 26 : v[10] = blake2s_IV[2];
189 : 26 : v[11] = blake2s_IV[3];
190 : 26 : v[12] = S->t[0] ^ blake2s_IV[4];
191 : 26 : v[13] = S->t[1] ^ blake2s_IV[5];
192 : 26 : v[14] = S->f[0] ^ blake2s_IV[6];
193 : 26 : v[15] = S->f[1] ^ blake2s_IV[7];
194 : :
195 : 26 : ROUND( 0 );
196 : 26 : ROUND( 1 );
197 : 26 : ROUND( 2 );
198 : 26 : ROUND( 3 );
199 : 26 : ROUND( 4 );
200 : 26 : ROUND( 5 );
201 : 26 : ROUND( 6 );
202 : 26 : ROUND( 7 );
203 : 26 : ROUND( 8 );
204 : 26 : ROUND( 9 );
205 : :
206 [ + + ]: 234 : for( i = 0; i < 8; ++i ) {
207 : 208 : S->h[i] = S->h[i] ^ v[i] ^ v[i + 8];
208 : 208 : }
209 : 26 : }
210 : :
211 : : #undef G
212 : : #undef ROUND
213 : :
214 : 26 : int blake2s_update( blake2s_state *S, const void *pin, size_t inlen )
215 : : {
216 : 26 : const unsigned char * in = (const unsigned char *)pin;
217 [ - + ]: 26 : if( inlen > 0 )
218 : : {
219 : 26 : size_t left = S->buflen;
220 : 26 : size_t fill = BLAKE2S_BLOCKBYTES - left;
221 [ + - ]: 26 : if( inlen > fill )
222 : : {
223 : 0 : S->buflen = 0;
224 : 0 : memcpy( S->buf + left, in, fill ); /* Fill buffer */
225 : 0 : blake2s_increment_counter( S, BLAKE2S_BLOCKBYTES );
226 : 0 : blake2s_compress( S, S->buf ); /* Compress */
227 : 0 : in += fill; inlen -= fill;
228 [ # # ]: 0 : while(inlen > BLAKE2S_BLOCKBYTES) {
229 : 0 : blake2s_increment_counter(S, BLAKE2S_BLOCKBYTES);
230 : 0 : blake2s_compress( S, in );
231 : 0 : in += BLAKE2S_BLOCKBYTES;
232 : 0 : inlen -= BLAKE2S_BLOCKBYTES;
233 : : }
234 : 0 : }
235 : 26 : memcpy( S->buf + S->buflen, in, inlen );
236 : 26 : S->buflen += inlen;
237 : 26 : }
238 : 26 : return 0;
239 : 26 : }
240 : :
241 : 26 : int blake2s_final( blake2s_state *S, void *out, size_t outlen )
242 : : {
243 : 26 : uint8_t buffer[BLAKE2S_OUTBYTES] = {0};
244 : 26 : size_t i;
245 : :
246 [ + - - + ]: 26 : if( out == NULL || outlen < S->outlen )
247 : 0 : return -1;
248 : :
249 [ + - ]: 26 : if( blake2s_is_lastblock( S ) )
250 : 0 : return -1;
251 : :
252 : 26 : blake2s_increment_counter( S, ( uint32_t )S->buflen );
253 : 26 : blake2s_set_lastblock( S );
254 : 26 : memset( S->buf + S->buflen, 0, BLAKE2S_BLOCKBYTES - S->buflen ); /* Padding */
255 : 26 : blake2s_compress( S, S->buf );
256 : :
257 [ + + ]: 234 : for( i = 0; i < 8; ++i ) /* Output full hash to temp buffer */
258 : 208 : store32( buffer + sizeof( S->h[i] ) * i, S->h[i] );
259 : :
260 : 26 : memcpy( out, buffer, outlen );
261 : 26 : secure_zero_memory(buffer, sizeof(buffer));
262 : 26 : return 0;
263 : 26 : }
264 : :
265 : 26 : int blake2s( void *out, size_t outlen, const void *in, size_t inlen, const void *key, size_t keylen )
266 : : {
267 : 26 : blake2s_state S[1];
268 : :
269 : : /* Verify parameters */
270 [ - + # # ]: 26 : if ( NULL == in && inlen > 0 ) return -1;
271 : :
272 [ + - ]: 26 : if ( NULL == out ) return -1;
273 : :
274 [ + - + - ]: 26 : if ( NULL == key && keylen > 0) return -1;
275 : :
276 [ + - - + ]: 26 : if( !outlen || outlen > BLAKE2S_OUTBYTES ) return -1;
277 : :
278 [ - + ]: 26 : if( keylen > BLAKE2S_KEYBYTES ) return -1;
279 : :
280 [ - + ]: 26 : if( keylen > 0 )
281 : : {
282 [ # # ]: 0 : if( blake2s_init_key( S, outlen, key, keylen ) < 0 ) return -1;
283 : 0 : }
284 : : else
285 : : {
286 [ - + ]: 26 : if( blake2s_init( S, outlen ) < 0 ) return -1;
287 : : }
288 : :
289 : 26 : blake2s_update( S, ( const uint8_t * )in, inlen );
290 : 26 : blake2s_final( S, out, outlen );
291 : 26 : return 0;
292 : 26 : }
293 : :
294 : : #if defined(SUPERCOP)
295 : : int crypto_hash( unsigned char *out, unsigned char *in, unsigned long long inlen )
296 : : {
297 : : return blake2s( out, BLAKE2S_OUTBYTES in, inlen, NULL, 0 );
298 : : }
299 : : #endif
300 : :
301 : : #if defined(BLAKE2S_SELFTEST)
302 : : #include <string.h>
303 : : #include "blake2-kat.h"
304 : : int main( void )
305 : : {
306 : : uint8_t key[BLAKE2S_KEYBYTES];
307 : : uint8_t buf[BLAKE2_KAT_LENGTH];
308 : : size_t i, step;
309 : :
310 : : for( i = 0; i < BLAKE2S_KEYBYTES; ++i )
311 : : key[i] = ( uint8_t )i;
312 : :
313 : : for( i = 0; i < BLAKE2_KAT_LENGTH; ++i )
314 : : buf[i] = ( uint8_t )i;
315 : :
316 : : /* Test simple API */
317 : : for( i = 0; i < BLAKE2_KAT_LENGTH; ++i )
318 : : {
319 : : uint8_t hash[BLAKE2S_OUTBYTES];
320 : : blake2s( hash, BLAKE2S_OUTBYTES, buf, i, key, BLAKE2S_KEYBYTES );
321 : :
322 : : if( 0 != memcmp( hash, blake2s_keyed_kat[i], BLAKE2S_OUTBYTES ) )
323 : : {
324 : : goto fail;
325 : : }
326 : : }
327 : :
328 : : /* Test streaming API */
329 : : for(step = 1; step < BLAKE2S_BLOCKBYTES; ++step) {
330 : : for (i = 0; i < BLAKE2_KAT_LENGTH; ++i) {
331 : : uint8_t hash[BLAKE2S_OUTBYTES];
332 : : blake2s_state S;
333 : : uint8_t * p = buf;
334 : : size_t mlen = i;
335 : : int err = 0;
336 : :
337 : : if( (err = blake2s_init_key(&S, BLAKE2S_OUTBYTES, key, BLAKE2S_KEYBYTES)) < 0 ) {
338 : : goto fail;
339 : : }
340 : :
341 : : while (mlen >= step) {
342 : : if ( (err = blake2s_update(&S, p, step)) < 0 ) {
343 : : goto fail;
344 : : }
345 : : mlen -= step;
346 : : p += step;
347 : : }
348 : : if ( (err = blake2s_update(&S, p, mlen)) < 0) {
349 : : goto fail;
350 : : }
351 : : if ( (err = blake2s_final(&S, hash, BLAKE2S_OUTBYTES)) < 0) {
352 : : goto fail;
353 : : }
354 : :
355 : : if (0 != memcmp(hash, blake2s_keyed_kat[i], BLAKE2S_OUTBYTES)) {
356 : : goto fail;
357 : : }
358 : : }
359 : : }
360 : :
361 : : puts( "ok" );
362 : : return 0;
363 : : fail:
364 : : puts("error");
365 : : return -1;
366 : : }
367 : : #endif
368 : :
369 : :
|
