crypto/rmd128.c

   1 /*
   2  * Cryptographic API.
   3  *
   4  * RIPEMD-128 - RACE Integrity Primitives Evaluation Message Digest.
   5  *
   6  * Based on the reference implementation by Antoon Bosselaers, ESAT-COSIC
   7  *
   8  * Copyright (c) 2008 Adrian-Ken Rueegsegger <rueegsegger (at) swiss-it.ch>
   9  *
  10  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
  11  * under the terms of the GNU General Public License as published by the Free
  12  * Software Foundation; either version 2 of the License, or (at your option)
  13  * any later version.
  14  *
  15  */
  16 #include <linux/init.h>
  17 #include <linux/module.h>
  18 #include <linux/mm.h>
  19 #include <linux/crypto.h>
  20 #include <linux/cryptohash.h>
  21 #include <linux/types.h>
  22 #include <asm/byteorder.h>
  23
  24 #include "ripemd.h"
  25
  26 struct rmd128_ctx {
  27         u64 byte_count;
  28         u32 state[4];
  29         u32 buffer[16];
  30 };
  31
  32 #define K1  0x00000000UL
  33 #define K2  0x5a827999UL
  34 #define K3  0x6ed9eba1UL
  35 #define K4  0x8f1bbcdcUL
  36 #define KK1 0x50a28be6UL
  37 #define KK2 0x5c4dd124UL
  38 #define KK3 0x6d703ef3UL
  39 #define KK4 0x00000000UL
  40
  41 #define F1(x, y, z) (x ^ y ^ z)         /* XOR */
  42 #define F2(x, y, z) (z ^ (x & (y ^ z))) /* x ? y : z */
  43 #define F3(x, y, z) ((x | ~y) ^ z)
  44 #define F4(x, y, z) (y ^ (z & (x ^ y))) /* z ? x : y */
  45
  46 #define ROUND(a, b, c, d, f, k, x, s)  { \
  47         (a) += f((b), (c), (d)) + (x) + (k); \
  48         (a) = rol32((a), (s)); \
  49 }
  50
  51 static void rmd128_transform(u32 *state, u32 const *in)
  52 {
  53         u32 aa, bb, cc, dd, aaa, bbb, ccc, ddd;
  54
  55         /* Initialize left lane */
  56         aa = state[0];
  57         bb = state[1];
  58         cc = state[2];
  59         dd = state[3];
  60
  61         /* Initialize right lane */
  62         aaa = state[0];
  63         bbb = state[1];
  64         ccc = state[2];
  65         ddd = state[3];
  66
  67         /* round 1: left lane */
  68         ROUND(aa, bb, cc, dd, F1, K1, in[0],  11);
  69         ROUND(dd, aa, bb, cc, F1, K1, in[1],  14);
  70         ROUND(cc, dd, aa, bb, F1, K1, in[2],  15);
  71         ROUND(bb, cc, dd, aa, F1, K1, in[3],  12);
  72         ROUND(aa, bb, cc, dd, F1, K1, in[4],   5);
  73         ROUND(dd, aa, bb, cc, F1, K1, in[5],   8);
  74         ROUND(cc, dd, aa, bb, F1, K1, in[6],   7);
  75         ROUND(bb, cc, dd, aa, F1, K1, in[7],   9);
  76         ROUND(aa, bb, cc, dd, F1, K1, in[8],  11);
  77         ROUND(dd, aa, bb, cc, F1, K1, in[9],  13);
  78         ROUND(cc, dd, aa, bb, F1, K1, in[10], 14);
  79         ROUND(bb, cc, dd, aa, F1, K1, in[11], 15);
  80         ROUND(aa, bb, cc, dd, F1, K1, in[12],  6);
  81         ROUND(dd, aa, bb, cc, F1, K1, in[13],  7);
  82         ROUND(cc, dd, aa, bb, F1, K1, in[14],  9);
  83         ROUND(bb, cc, dd, aa, F1, K1, in[15],  8);
  84
  85         /* round 2: left lane */
  86         ROUND(aa, bb, cc, dd, F2, K2, in[7],   7);
  87         ROUND(dd, aa, bb, cc, F2, K2, in[4],   6);
  88         ROUND(cc, dd, aa, bb, F2, K2, in[13],  8);
  89         ROUND(bb, cc, dd, aa, F2, K2, in[1],  13);
  90         ROUND(aa, bb, cc, dd, F2, K2, in[10], 11);
  91         ROUND(dd, aa, bb, cc, F2, K2, in[6],   9);
  92         ROUND(cc, dd, aa, bb, F2, K2, in[15],  7);
  93         ROUND(bb, cc, dd, aa, F2, K2, in[3],  15);
  94         ROUND(aa, bb, cc, dd, F2, K2, in[12],  7);
  95         ROUND(dd, aa, bb, cc, F2, K2, in[0],  12);
  96         ROUND(cc, dd, aa, bb, F2, K2, in[9],  15);
  97         ROUND(bb, cc, dd, aa, F2, K2, in[5],   9);
  98         ROUND(aa, bb, cc, dd, F2, K2, in[2],  11);
  99         ROUND(dd, aa, bb, cc, F2, K2, in[14],  7);
 100         ROUND(cc, dd, aa, bb, F2, K2, in[11], 13);
 101         ROUND(bb, cc, dd, aa, F2, K2, in[8],  12);
 102
 103         /* round 3: left lane */
 104         ROUND(aa, bb, cc, dd, F3, K3, in[3],  11);
 105         ROUND(dd, aa, bb, cc, F3, K3, in[10], 13);
 106         ROUND(cc, dd, aa, bb, F3, K3, in[14],  6);
 107         ROUND(bb, cc, dd, aa, F3, K3, in[4],   7);
 108         ROUND(aa, bb, cc, dd, F3, K3, in[9],  14);
 109         ROUND(dd, aa, bb, cc, F3, K3, in[15],  9);
 110         ROUND(cc, dd, aa, bb, F3, K3, in[8],  13);
 111         ROUND(bb, cc, dd, aa, F3, K3, in[1],  15);
 112         ROUND(aa, bb, cc, dd, F3, K3, in[2],  14);
 113         ROUND(dd, aa, bb, cc, F3, K3, in[7],   8);
 114         ROUND(cc, dd, aa, bb, F3, K3, in[0],  13);
 115         ROUND(bb, cc, dd, aa, F3, K3, in[6],   6);
 116         ROUND(aa, bb, cc, dd, F3, K3, in[13],  5);
 117         ROUND(dd, aa, bb, cc, F3, K3, in[11], 12);
 118         ROUND(cc, dd, aa, bb, F3, K3, in[5],   7);
 119         ROUND(bb, cc, dd, aa, F3, K3, in[12],  5);
 120
 121         /* round 4: left lane */
 122         ROUND(aa, bb, cc, dd, F4, K4, in[1],  11);
 123         ROUND(dd, aa, bb, cc, F4, K4, in[9],  12);
 124         ROUND(cc, dd, aa, bb, F4, K4, in[11], 14);
 125         ROUND(bb, cc, dd, aa, F4, K4, in[10], 15);
 126         ROUND(aa, bb, cc, dd, F4, K4, in[0],  14);
 127         ROUND(dd, aa, bb, cc, F4, K4, in[8],  15);
 128         ROUND(cc, dd, aa, bb, F4, K4, in[12],  9);
 129         ROUND(bb, cc, dd, aa, F4, K4, in[4],   8);
 130         ROUND(aa, bb, cc, dd, F4, K4, in[13],  9);
 131         ROUND(dd, aa, bb, cc, F4, K4, in[3],  14);
 132         ROUND(cc, dd, aa, bb, F4, K4, in[7],   5);
 133         ROUND(bb, cc, dd, aa, F4, K4, in[15],  6);
 134         ROUND(aa, bb, cc, dd, F4, K4, in[14],  8);
 135         ROUND(dd, aa, bb, cc, F4, K4, in[5],   6);
 136         ROUND(cc, dd, aa, bb, F4, K4, in[6],   5);
 137         ROUND(bb, cc, dd, aa, F4, K4, in[2],  12);
 138
 139         /* round 1: right lane */
 140         ROUND(aaa, bbb, ccc, ddd, F4, KK1, in[5],   8);
 141         ROUND(ddd, aaa, bbb, ccc, F4, KK1, in[14],  9);
 142         ROUND(ccc, ddd, aaa, bbb, F4, KK1, in[7],   9);
 143         ROUND(bbb, ccc, ddd, aaa, F4, KK1, in[0],  11);
 144         ROUND(aaa, bbb, ccc, ddd, F4, KK1, in[9],  13);
 145         ROUND(ddd, aaa, bbb, ccc, F4, KK1, in[2],  15);
 146         ROUND(ccc, ddd, aaa, bbb, F4, KK1, in[11], 15);
 147         ROUND(bbb, ccc, ddd, aaa, F4, KK1, in[4],   5);
 148         ROUND(aaa, bbb, ccc, ddd, F4, KK1, in[13],  7);
 149         ROUND(ddd, aaa, bbb, ccc, F4, KK1, in[6],   7);
 150         ROUND(ccc, ddd, aaa, bbb, F4, KK1, in[15],  8);
 151         ROUND(bbb, ccc, ddd, aaa, F4, KK1, in[8],  11);
 152         ROUND(aaa, bbb, ccc, ddd, F4, KK1, in[1],  14);
 153         ROUND(ddd, aaa, bbb, ccc, F4, KK1, in[10], 14);
 154         ROUND(ccc, ddd, aaa, bbb, F4, KK1, in[3],  12);
 155         ROUND(bbb, ccc, ddd, aaa, F4, KK1, in[12],  6);
 156
 157         /* round 2: right lane */
 158         ROUND(aaa, bbb, ccc, ddd, F3, KK2, in[6],   9);
 159         ROUND(ddd, aaa, bbb, ccc, F3, KK2, in[11], 13);
 160         ROUND(ccc, ddd, aaa, bbb, F3, KK2, in[3],  15);
 161         ROUND(bbb, ccc, ddd, aaa, F3, KK2, in[7],   7);
 162         ROUND(aaa, bbb, ccc, ddd, F3, KK2, in[0],  12);
 163         ROUND(ddd, aaa, bbb, ccc, F3, KK2, in[13],  8);
 164         ROUND(ccc, ddd, aaa, bbb, F3, KK2, in[5],   9);
 165         ROUND(bbb, ccc, ddd, aaa, F3, KK2, in[10], 11);
 166         ROUND(aaa, bbb, ccc, ddd, F3, KK2, in[14],  7);
 167         ROUND(ddd, aaa, bbb, ccc, F3, KK2, in[15],  7);
 168         ROUND(ccc, ddd, aaa, bbb, F3, KK2, in[8],  12);
 169         ROUND(bbb, ccc, ddd, aaa, F3, KK2, in[12],  7);
 170         ROUND(aaa, bbb, ccc, ddd, F3, KK2, in[4],   6);
 171         ROUND(ddd, aaa, bbb, ccc, F3, KK2, in[9],  15);
 172         ROUND(ccc, ddd, aaa, bbb, F3, KK2, in[1],  13);
 173         ROUND(bbb, ccc, ddd, aaa, F3, KK2, in[2],  11);
 174
 175         /* round 3: right lane */
 176         ROUND(aaa, bbb, ccc, ddd, F2, KK3, in[15],  9);
 177         ROUND(ddd, aaa, bbb, ccc, F2, KK3, in[5],   7);
 178         ROUND(ccc, ddd, aaa, bbb, F2, KK3, in[1],  15);
 179         ROUND(bbb, ccc, ddd, aaa, F2, KK3, in[3],  11);
 180         ROUND(aaa, bbb, ccc, ddd, F2, KK3, in[7],   8);
 181         ROUND(ddd, aaa, bbb, ccc, F2, KK3, in[14],  6);
 182         ROUND(ccc, ddd, aaa, bbb, F2, KK3, in[6],   6);
 183         ROUND(bbb, ccc, ddd, aaa, F2, KK3, in[9],  14);
 184         ROUND(aaa, bbb, ccc, ddd, F2, KK3, in[11], 12);
 185         ROUND(ddd, aaa, bbb, ccc, F2, KK3, in[8],  13);
 186         ROUND(ccc, ddd, aaa, bbb, F2, KK3, in[12],  5);
 187         ROUND(bbb, ccc, ddd, aaa, F2, KK3, in[2],  14);
 188         ROUND(aaa, bbb, ccc, ddd, F2, KK3, in[10], 13);
 189         ROUND(ddd, aaa, bbb, ccc, F2, KK3, in[0],  13);
 190         ROUND(ccc, ddd, aaa, bbb, F2, KK3, in[4],   7);
 191         ROUND(bbb, ccc, ddd, aaa, F2, KK3, in[13],  5);
 192
 193         /* round 4: right lane */
 194         ROUND(aaa, bbb, ccc, ddd, F1, KK4, in[8],  15);
 195         ROUND(ddd, aaa, bbb, ccc, F1, KK4, in[6],   5);
 196         ROUND(ccc, ddd, aaa, bbb, F1, KK4, in[4],   8);
 197         ROUND(bbb, ccc, ddd, aaa, F1, KK4, in[1],  11);
 198         ROUND(aaa, bbb, ccc, ddd, F1, KK4, in[3],  14);
 199         ROUND(ddd, aaa, bbb, ccc, F1, KK4, in[11], 14);
 200         ROUND(ccc, ddd, aaa, bbb, F1, KK4, in[15],  6);
 201         ROUND(bbb, ccc, ddd, aaa, F1, KK4, in[0],  14);
 202         ROUND(aaa, bbb, ccc, ddd, F1, KK4, in[5],   6);
 203         ROUND(ddd, aaa, bbb, ccc, F1, KK4, in[12],  9);
 204         ROUND(ccc, ddd, aaa, bbb, F1, KK4, in[2],  12);
 205         ROUND(bbb, ccc, ddd, aaa, F1, KK4, in[13],  9);
 206         ROUND(aaa, bbb, ccc, ddd, F1, KK4, in[9],  12);
 207         ROUND(ddd, aaa, bbb, ccc, F1, KK4, in[7],   5);
 208         ROUND(ccc, ddd, aaa, bbb, F1, KK4, in[10], 15);
 209         ROUND(bbb, ccc, ddd, aaa, F1, KK4, in[14],  8);
 210
 211         /* combine results */
 212         ddd += cc + state[1];           /* final result for state[0] */
 213         state[1] = state[2] + dd + aaa;
 214         state[2] = state[3] + aa + bbb;
 215         state[3] = state[0] + bb + ccc;
 216         state[0] = ddd;
 217
 218         return;
 219 }
 220
 221 static inline void le32_to_cpu_array(u32 *buf, unsigned int words)
 222 {
 223         while (words--) {
 224                 le32_to_cpus(buf);
 225                 buf++;
 226         }
 227 }
 228
 229 static inline void cpu_to_le32_array(u32 *buf, unsigned int words)
 230 {
 231         while (words--) {
 232                 cpu_to_le32s(buf);
 233                 buf++;
 234         }
 235 }
 236
 237 static inline void rmd128_transform_helper(struct rmd128_ctx *ctx)
 238 {
 239         le32_to_cpu_array(ctx->buffer, sizeof(ctx->buffer) / sizeof(u32));
 240         rmd128_transform(ctx->state, ctx->buffer);
 241 }
 242
 243 static void rmd128_init(struct crypto_tfm *tfm)
 244 {
 245         struct rmd128_ctx *rctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
 246
 247         rctx->byte_count = 0;
 248
 249         rctx->state[0] = RMD_H0;
 250         rctx->state[1] = RMD_H1;
 251         rctx->state[2] = RMD_H2;
 252         rctx->state[3] = RMD_H3;
 253
 254         memset(rctx->buffer, 0, sizeof(rctx->buffer));
 255 }
 256
 257 static void rmd128_update(struct crypto_tfm *tfm, const u8 *data,
 258                           unsigned int len)
 259 {
 260         struct rmd128_ctx *rctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
 261         const u32 avail = sizeof(rctx->buffer) - (rctx->byte_count & 0x3f);
 262
 263         rctx->byte_count += len;
 264
 265         /* Enough space in buffer? If so copy and we're done */
 266         if (avail > len) {
 267                 memcpy((char *)rctx->buffer + (sizeof(rctx->buffer) - avail),
 268                        data, len);
 269                 return;
 270         }
 271
 272         memcpy((char *)rctx->buffer + (sizeof(rctx->buffer) - avail),
 273                data, avail);
 274
 275         rmd128_transform_helper(rctx);
 276         data += avail;
 277         len -= avail;
 278
 279         while (len >= sizeof(rctx->buffer)) {
 280                 memcpy(rctx->buffer, data, sizeof(rctx->buffer));
 281                 rmd128_transform_helper(rctx);
 282                 data += sizeof(rctx->buffer);
 283                 len -= sizeof(rctx->buffer);
 284         }
 285
 286         memcpy(rctx->buffer, data, len);
 287 }
 288
 289 /* Add padding and return the message digest. */
 290 static void rmd128_final(struct crypto_tfm *tfm, u8 *out)
 291 {
 292         struct rmd128_ctx *rctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
 293         u32 index, padlen;
 294         u64 bits;
 295         static const u8 padding[64] = { 0x80, };
 296         bits = rctx->byte_count << 3;
 297
 298         /* Pad out to 56 mod 64 */
 299         index = rctx->byte_count & 0x3f;
 300         padlen = (index < 56) ? (56 - index) : ((64+56) - index);
 301         rmd128_update(tfm, padding, padlen);
 302
 303         /* Append length */
 304         rmd128_update(tfm, (const u8 *)&bits, sizeof(bits));
 305
 306         /* Store state in digest */
 307         memcpy(out, rctx->state, sizeof(rctx->state));
 308
 309         /* Wipe context */
 310         memset(rctx, 0, sizeof(*rctx));
 311 }
 312
 313 static struct crypto_alg alg = {
 314         .cra_name        =      "rmd128",
 315         .cra_driver_name =      "rmd128",
 316         .cra_flags       =      CRYPTO_ALG_TYPE_DIGEST,
 317         .cra_blocksize   =      RMD128_BLOCK_SIZE,
 318         .cra_ctxsize     =      sizeof(struct rmd128_ctx),
 319         .cra_module      =      THIS_MODULE,
 320         .cra_list        =      LIST_HEAD_INIT(alg.cra_list),
 321         .cra_u           =      { .digest = {
 322         .dia_digestsize  =      RMD128_DIGEST_SIZE,
 323         .dia_init        =      rmd128_init,
 324         .dia_update      =      rmd128_update,
 325         .dia_final       =      rmd128_final } }
 326 };
 327
 328 static int __init rmd128_mod_init(void)
 329 {
 330         return crypto_register_alg(&alg);
 331 }
 332
 333 static void __exit rmd128_mod_fini(void)
 334 {
 335         crypto_unregister_alg(&alg);
 336 }
 337
 338 module_init(rmd128_mod_init);
 339 module_exit(rmd128_mod_fini);
 340
 341 MODULE_LICENSE("GPL");
 342 MODULE_DESCRIPTION("RIPEMD-128 Message Digest");
 343
 344 MODULE_ALIAS("rmd128");