Fix no-dh and no-dsa
[openssl.git] / crypto / blake2 / blake2s.c
1 /*
2  * Copyright 2016 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
3  *
4  * Licensed under the OpenSSL license (the "License").  You may not use
5  * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
6  * in the file LICENSE in the source distribution or at
7  * https://www.openssl.org/source/license.html
8  */
9
10 /*
11  * Derived from the BLAKE2 reference implementation written by Samuel Neves.
12  * Copyright 2012, Samuel Neves <sneves@dei.uc.pt>
13  * More information about the BLAKE2 hash function and its implementations
14  * can be found at https://blake2.net.
15  */
16
17 #include <assert.h>
18 #include <string.h>
19 #include <openssl/crypto.h>
20 #include "e_os.h"
21
22 #include "blake2_locl.h"
23 #include "blake2_impl.h"
24
25 static const uint32_t blake2s_IV[8] =
26 {
27     0x6A09E667U, 0xBB67AE85U, 0x3C6EF372U, 0xA54FF53AU,
28     0x510E527FU, 0x9B05688CU, 0x1F83D9ABU, 0x5BE0CD19U
29 };
30
31 static const uint8_t blake2s_sigma[10][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 };
44
45 /* Set that it's the last block we'll compress */
46 static ossl_inline void blake2s_set_lastblock(BLAKE2S_CTX *S)
47 {
48     S->f[0] = -1;
49 }
50
51 /* Initialize the hashing state. */
52 static ossl_inline void blake2s_init0(BLAKE2S_CTX *S)
53 {
54     int i;
55
56     memset(S, 0, sizeof(BLAKE2S_CTX));
57     for (i = 0; i < 8; ++i) {
58         S->h[i] = blake2s_IV[i];
59     }
60 }
61
62 /* init2 xors IV with input parameter block */
63 static void blake2s_init_param(BLAKE2S_CTX *S, const BLAKE2S_PARAM *P)
64 {
65     const uint8_t *p = (const uint8_t *)(P);
66     size_t i;
67
68     /* The param struct is carefully hand packed, and should be 32 bytes on
69      * every platform. */
70     assert(sizeof(BLAKE2S_PARAM) == 32);
71     blake2s_init0(S);
72     /* IV XOR ParamBlock */
73     for (i = 0; i < 8; ++i) {
74         S->h[i] ^= load32(&p[i*4]);
75     }
76 }
77
78 /* Initialize the hashing context.  Always returns 1. */
79 int BLAKE2s_Init(BLAKE2S_CTX *c)
80 {
81     BLAKE2S_PARAM P[1];
82
83     P->digest_length = BLAKE2S_DIGEST_LENGTH;
84     P->key_length    = 0;
85     P->fanout        = 1;
86     P->depth         = 1;
87     store32(P->leaf_length, 0);
88     store48(P->node_offset, 0);
89     P->node_depth    = 0;
90     P->inner_length  = 0;
91     memset(P->salt,     0, sizeof(P->salt));
92     memset(P->personal, 0, sizeof(P->personal));
93     blake2s_init_param(c, P);
94     return 1;
95 }
96
97 /* Permute the state while xoring in the block of data. */
98 static void blake2s_compress(BLAKE2S_CTX *S,
99                             const uint8_t *blocks,
100                             size_t len)
101 {
102     uint32_t m[16];
103     uint32_t v[16];
104     size_t i;
105     size_t increment;
106
107     /*
108      * There are two distinct usage vectors for this function:
109      *
110      * a) BLAKE2s_Update uses it to process complete blocks,
111      *    possibly more than one at a time;
112      *
113      * b) BLAK2s_Final uses it to process last block, always
114      *    single but possibly incomplete, in which case caller
115      *    pads input with zeros.
116      */
117     assert(len < BLAKE2S_BLOCKBYTES || len % BLAKE2S_BLOCKBYTES == 0);
118
119     /*
120      * Since last block is always processed with separate call,
121      * |len| not being multiple of complete blocks can be observed
122      * only with |len| being less than BLAKE2S_BLOCKBYTES ("less"
123      * including even zero), which is why following assignment doesn't
124      * have to reside inside the main loop below.
125      */
126     increment = len < BLAKE2S_BLOCKBYTES ? len : BLAKE2S_BLOCKBYTES;
127
128     for (i = 0; i < 8; ++i) {
129         v[i] = S->h[i];
130     }
131
132     do {
133         for (i = 0; i < 16; ++i) {
134             m[i] = load32(blocks + i * sizeof(m[i]));
135         }
136
137         /* blake2s_increment_counter */
138         S->t[0] += increment;
139         S->t[1] += (S->t[0] < increment);
140
141         v[ 8] = blake2s_IV[0];
142         v[ 9] = blake2s_IV[1];
143         v[10] = blake2s_IV[2];
144         v[11] = blake2s_IV[3];
145         v[12] = S->t[0] ^ blake2s_IV[4];
146         v[13] = S->t[1] ^ blake2s_IV[5];
147         v[14] = S->f[0] ^ blake2s_IV[6];
148         v[15] = S->f[1] ^ blake2s_IV[7];
149 #define G(r,i,a,b,c,d) \
150         do { \
151             a = a + b + m[blake2s_sigma[r][2*i+0]]; \
152             d = rotr32(d ^ a, 16); \
153             c = c + d; \
154             b = rotr32(b ^ c, 12); \
155             a = a + b + m[blake2s_sigma[r][2*i+1]]; \
156             d = rotr32(d ^ a, 8); \
157             c = c + d; \
158             b = rotr32(b ^ c, 7); \
159         } while (0)
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 #if defined(OPENSSL_SMALL_FOOTPRINT)
172         /* almost 3x reduction on x86_64, 4.5x on ARMv8, 4x on ARMv4 */
173         for (i = 0; i < 10; i++) {
174             ROUND(i);
175         }
176 #else
177         ROUND(0);
178         ROUND(1);
179         ROUND(2);
180         ROUND(3);
181         ROUND(4);
182         ROUND(5);
183         ROUND(6);
184         ROUND(7);
185         ROUND(8);
186         ROUND(9);
187 #endif
188
189         for (i = 0; i < 8; ++i) {
190             S->h[i] = v[i] ^= v[i + 8] ^ S->h[i];
191         }
192 #undef G
193 #undef ROUND
194         blocks += increment;
195         len -= increment;
196     } while (len);
197 }
198
199 /* Absorb the input data into the hash state.  Always returns 1. */
200 int BLAKE2s_Update(BLAKE2S_CTX *c, const void *data, size_t datalen)
201 {
202     const uint8_t *in = data;
203     size_t fill;
204
205     /*
206      * Intuitively one would expect intermediate buffer, c->buf, to
207      * store incomplete blocks. But in this case we are interested to
208      * temporarily stash even complete blocks, because last one in the
209      * stream has to be treated in special way, and at this point we
210      * don't know if last block in *this* call is last one "ever". This
211      * is the reason for why |datalen| is compared as >, and not >=.
212      */
213     fill = sizeof(c->buf) - c->buflen;
214     if (datalen > fill) {
215         if (c->buflen) {
216             memcpy(c->buf + c->buflen, in, fill); /* Fill buffer */
217             blake2s_compress(c, c->buf, BLAKE2S_BLOCKBYTES);
218             c->buflen = 0;
219             in += fill;
220             datalen -= fill;
221         }
222         if (datalen > BLAKE2S_BLOCKBYTES) {
223             size_t stashlen = datalen % BLAKE2S_BLOCKBYTES;
224             /*
225              * If |datalen| is a multiple of the blocksize, stash
226              * last complete block, it can be final one...
227              */
228             stashlen = stashlen ? stashlen : BLAKE2S_BLOCKBYTES;
229             datalen -= stashlen;
230             blake2s_compress(c, in, datalen);
231             in += datalen;
232             datalen = stashlen;
233         }
234     }
235
236     assert(datalen <= BLAKE2S_BLOCKBYTES);
237
238     memcpy(c->buf + c->buflen, in, datalen);
239     c->buflen += datalen; /* Be lazy, do not compress */
240
241     return 1;
242 }
243
244 /*
245  * Calculate the final hash and save it in md.
246  * Always returns 1.
247  */
248 int BLAKE2s_Final(unsigned char *md, BLAKE2S_CTX *c)
249 {
250     int i;
251
252     blake2s_set_lastblock(c);
253     /* Padding */
254     memset(c->buf + c->buflen, 0, sizeof(c->buf) - c->buflen);
255     blake2s_compress(c, c->buf, c->buflen);
256
257     /* Output full hash to temp buffer */
258     for (i = 0; i < 8; ++i) {
259         store32(md + sizeof(c->h[i]) * i, c->h[i]);
260     }
261
262     OPENSSL_cleanse(c, sizeof(BLAKE2S_CTX));
263     return 1;
264 }