version2/src/C/sha256.cc

   1 /*********************************************************************
   2 * Filename:   sha256.c
   3 * Author:     Brad Conte (brad AT bradconte.com)
   4 * Copyright:
   5 * Disclaimer: This code is presented "as is" without any guarantees.
   6 * Details:    Implementation of the SHA-256 hashing algorithm.
   7               SHA-256 is one of the three algorithms in the SHA2
   8               specification. The others, SHA-384 and SHA-512, are not
   9               offered in this implementation.
  10               Algorithm specification can be found here:
  11                * http://csrc.nist.gov/publications/fips/fips180-2/fips180-2withchangenotice.pdf
  12               This implementation uses little endian byte order.
  13 *********************************************************************/
  14
  15 /*************************** HEADER FILES ***************************/
  16 #include <stdlib.h>
  17 #include <memory.h>
  18 #include "sha256.h"
  19
  20 /****************************** MACROS ******************************/
  21 #define ROTLEFT(a,b) (((a) << (b)) | ((a) >> (32-(b))))
  22 #define ROTRIGHT(a,b) (((a) >> (b)) | ((a) << (32-(b))))
  23
  24 #define CH(x,y,z) (((x) & (y)) ^ (~(x) & (z)))
  25 #define MAJ(x,y,z) (((x) & (y)) ^ ((x) & (z)) ^ ((y) & (z)))
  26 #define EP0(x) (ROTRIGHT(x,2) ^ ROTRIGHT(x,13) ^ ROTRIGHT(x,22))
  27 #define EP1(x) (ROTRIGHT(x,6) ^ ROTRIGHT(x,11) ^ ROTRIGHT(x,25))
  28 #define SIG0(x) (ROTRIGHT(x,7) ^ ROTRIGHT(x,18) ^ ((x) >> 3))
  29 #define SIG1(x) (ROTRIGHT(x,17) ^ ROTRIGHT(x,19) ^ ((x) >> 10))
  30
  31 /**************************** VARIABLES *****************************/
  32 static const WORD k[64] = {
  33         0x428a2f98,0x71374491,0xb5c0fbcf,0xe9b5dba5,0x3956c25b,0x59f111f1,0x923f82a4,0xab1c5ed5,
  34         0xd807aa98,0x12835b01,0x243185be,0x550c7dc3,0x72be5d74,0x80deb1fe,0x9bdc06a7,0xc19bf174,
  35         0xe49b69c1,0xefbe4786,0x0fc19dc6,0x240ca1cc,0x2de92c6f,0x4a7484aa,0x5cb0a9dc,0x76f988da,
  36         0x983e5152,0xa831c66d,0xb00327c8,0xbf597fc7,0xc6e00bf3,0xd5a79147,0x06ca6351,0x14292967,
  37         0x27b70a85,0x2e1b2138,0x4d2c6dfc,0x53380d13,0x650a7354,0x766a0abb,0x81c2c92e,0x92722c85,
  38         0xa2bfe8a1,0xa81a664b,0xc24b8b70,0xc76c51a3,0xd192e819,0xd6990624,0xf40e3585,0x106aa070,
  39         0x19a4c116,0x1e376c08,0x2748774c,0x34b0bcb5,0x391c0cb3,0x4ed8aa4a,0x5b9cca4f,0x682e6ff3,
  40         0x748f82ee,0x78a5636f,0x84c87814,0x8cc70208,0x90befffa,0xa4506ceb,0xbef9a3f7,0xc67178f2
  41 };
  42
  43 /*********************** FUNCTION DEFINITIONS ***********************/
  44 void sha256_transform(SHA256_CTX *ctx, const BYTE data[])
  45 {
  46         WORD a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, t1, t2, m[64];
  47
  48         for (i = 0, j = 0; i < 16; ++i, j += 4)
  49                 m[i] = (data[j] << 24) | (data[j + 1] << 16) | (data[j + 2] << 8) | (data[j + 3]);
  50         for ( ; i < 64; ++i)
  51                 m[i] = SIG1(m[i - 2]) + m[i - 7] + SIG0(m[i - 15]) + m[i - 16];
  52
  53         a = ctx->state[0];
  54         b = ctx->state[1];
  55         c = ctx->state[2];
  56         d = ctx->state[3];
  57         e = ctx->state[4];
  58         f = ctx->state[5];
  59         g = ctx->state[6];
  60         h = ctx->state[7];
  61
  62         for (i = 0; i < 64; ++i) {
  63                 t1 = h + EP1(e) + CH(e,f,g) + k[i] + m[i];
  64                 t2 = EP0(a) + MAJ(a,b,c);
  65                 h = g;
  66                 g = f;
  67                 f = e;
  68                 e = d + t1;
  69                 d = c;
  70                 c = b;
  71                 b = a;
  72                 a = t1 + t2;
  73         }
  74
  75         ctx->state[0] += a;
  76         ctx->state[1] += b;
  77         ctx->state[2] += c;
  78         ctx->state[3] += d;
  79         ctx->state[4] += e;
  80         ctx->state[5] += f;
  81         ctx->state[6] += g;
  82         ctx->state[7] += h;
  83 }
  84
  85 void sha256_init(SHA256_CTX *ctx)
  86 {
  87         ctx->datalen = 0;
  88         ctx->bitlen = 0;
  89         ctx->state[0] = 0x6a09e667;
  90         ctx->state[1] = 0xbb67ae85;
  91         ctx->state[2] = 0x3c6ef372;
  92         ctx->state[3] = 0xa54ff53a;
  93         ctx->state[4] = 0x510e527f;
  94         ctx->state[5] = 0x9b05688c;
  95         ctx->state[6] = 0x1f83d9ab;
  96         ctx->state[7] = 0x5be0cd19;
  97 }
  98
  99 void sha256_update(SHA256_CTX *ctx, const BYTE data[], size_t len)
 100 {
 101         WORD i;
 102
 103         for (i = 0; i < len; ++i) {
 104                 ctx->data[ctx->datalen] = data[i];
 105                 ctx->datalen++;
 106                 if (ctx->datalen == 64) {
 107                         sha256_transform(ctx, ctx->data);
 108                         ctx->bitlen += 512;
 109                         ctx->datalen = 0;
 110                 }
 111         }
 112 }
 113
 114 void sha256_final(SHA256_CTX *ctx, BYTE hash[])
 115 {
 116         WORD i;
 117
 118         i = ctx->datalen;
 119
 120         // Pad whatever data is left in the buffer.
 121         if (ctx->datalen < 56) {
 122                 ctx->data[i++] = 0x80;
 123                 while (i < 56)
 124                         ctx->data[i++] = 0x00;
 125         }
 126         else {
 127                 ctx->data[i++] = 0x80;
 128                 while (i < 64)
 129                         ctx->data[i++] = 0x00;
 130                 sha256_transform(ctx, ctx->data);
 131                 memset(ctx->data, 0, 56);
 132         }
 133
 134         // Append to the padding the total message's length in bits and transform.
 135         ctx->bitlen += ctx->datalen * 8;
 136         ctx->data[63] = ctx->bitlen;
 137         ctx->data[62] = ctx->bitlen >> 8;
 138         ctx->data[61] = ctx->bitlen >> 16;
 139         ctx->data[60] = ctx->bitlen >> 24;
 140         ctx->data[59] = ctx->bitlen >> 32;
 141         ctx->data[58] = ctx->bitlen >> 40;
 142         ctx->data[57] = ctx->bitlen >> 48;
 143         ctx->data[56] = ctx->bitlen >> 56;
 144         sha256_transform(ctx, ctx->data);
 145
 146         // Since this implementation uses little endian byte ordering and SHA uses big endian,
 147         // reverse all the bytes when copying the final state to the output hash.
 148         for (i = 0; i < 4; ++i) {
 149                 hash[i]      = (ctx->state[0] >> (24 - i * 8)) & 0x000000ff;
 150                 hash[i + 4]  = (ctx->state[1] >> (24 - i * 8)) & 0x000000ff;
 151                 hash[i + 8]  = (ctx->state[2] >> (24 - i * 8)) & 0x000000ff;
 152                 hash[i + 12] = (ctx->state[3] >> (24 - i * 8)) & 0x000000ff;
 153                 hash[i + 16] = (ctx->state[4] >> (24 - i * 8)) & 0x000000ff;
 154                 hash[i + 20] = (ctx->state[5] >> (24 - i * 8)) & 0x000000ff;
 155                 hash[i + 24] = (ctx->state[6] >> (24 - i * 8)) & 0x000000ff;
 156                 hash[i + 28] = (ctx->state[7] >> (24 - i * 8)) & 0x000000ff;
 157         }
 158 }