crypto/evp/m_sha3.c

   1 /*
   2  * Copyright 2017 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 #include <stdio.h>
  11 #include <string.h>
  12
  13 #include <openssl/evp.h>
  14 #include <openssl/objects.h>
  15 #include "internal/evp_int.h"
  16 #include "evp_locl.h"
  17
  18 size_t SHA3_absorb(uint64_t A[5][5], const unsigned char *inp, size_t len,
  19                    size_t r);
  20 void SHA3_squeeze(uint64_t A[5][5], unsigned char *out, size_t len, size_t r);
  21
  22 #define KECCAK1600_WIDTH 1600
  23
  24 typedef struct {
  25     uint64_t A[5][5];
  26     size_t block_size;          /* cached ctx->digest->block_size */
  27     size_t md_size;             /* output length, variable in XOF */
  28     size_t num;                 /* used bytes in below buffer */
  29     unsigned char buf[KECCAK1600_WIDTH / 8 - 32];
  30     unsigned char pad;
  31 } KECCAK1600_CTX;
  32
  33 static int init(EVP_MD_CTX *evp_ctx, unsigned char pad)
  34 {
  35     KECCAK1600_CTX *ctx = evp_ctx->md_data;
  36     size_t bsz = evp_ctx->digest->block_size;
  37
  38     if (bsz <= sizeof(ctx->buf)) {
  39         memset(ctx->A, 0, sizeof(ctx->A));
  40
  41         ctx->num = 0;
  42         ctx->block_size = bsz;
  43         ctx->md_size = evp_ctx->digest->md_size;
  44         ctx->pad = pad;
  45
  46         return 1;
  47     }
  48
  49     return 0;
  50 }
  51
  52 static int sha3_init(EVP_MD_CTX *evp_ctx)
  53 {
  54     return init(evp_ctx, '\x06');
  55 }
  56
  57 static int shake_init(EVP_MD_CTX *evp_ctx)
  58 {
  59     return init(evp_ctx, '\x1f');
  60 }
  61
  62 static int sha3_update(EVP_MD_CTX *evp_ctx, const void *_inp, size_t len)
  63 {
  64     KECCAK1600_CTX *ctx = evp_ctx->md_data;
  65     const unsigned char *inp = _inp;
  66     size_t bsz = ctx->block_size;
  67     size_t num, rem;
  68
  69     if (len == 0)
  70         return 1;
  71
  72     if ((num = ctx->num) != 0) {      /* process intermediate buffer? */
  73         rem = bsz - num;
  74
  75         if (len < rem) {
  76             memcpy(ctx->buf + num, inp, len);
  77             ctx->num += len;
  78             return 1;
  79         }
  80         /*
  81          * We have enough data to fill or overflow the intermediate
  82          * buffer. So we append |rem| bytes and process the block,
  83          * leaving the rest for later processing...
  84          */
  85         memcpy(ctx->buf + num, inp, rem);
  86         inp += rem, len -= rem;
  87         (void)SHA3_absorb(ctx->A, ctx->buf, bsz, bsz);
  88         ctx->num = 0;
  89         /* ctx->buf is processed, ctx->num is guaranteed to be zero */
  90     }
  91
  92     if (len >= bsz)
  93         rem = SHA3_absorb(ctx->A, inp, len, bsz);
  94     else
  95         rem = len;
  96
  97     if (rem) {
  98         memcpy(ctx->buf, inp + len - rem, rem);
  99         ctx->num = rem;
 100     }
 101
 102     return 1;
 103 }
 104
 105 static int sha3_final(EVP_MD_CTX *evp_ctx, unsigned char *md)
 106 {
 107     KECCAK1600_CTX *ctx = evp_ctx->md_data;
 108     size_t bsz = ctx->block_size;
 109     size_t num = ctx->num;
 110
 111     /*
 112      * Pad the data with 10*1. Note that |num| can be |bsz - 1|
 113      * in which case both byte operations below are performed on
 114      * same byte...
 115      */
 116     memset(ctx->buf + num, 0, bsz - num);
 117     ctx->buf[num] = ctx->pad;
 118     ctx->buf[bsz - 1] |= 0x80;
 119
 120     (void)SHA3_absorb(ctx->A, ctx->buf, bsz, bsz);
 121
 122     SHA3_squeeze(ctx->A, md, ctx->md_size, bsz);
 123
 124     return 1;
 125 }
 126
 127 static int shake_ctrl(EVP_MD_CTX *evp_ctx, int cmd, int p1, void *p2)
 128 {
 129     KECCAK1600_CTX *ctx = evp_ctx->md_data;
 130
 131     switch (cmd) {
 132     case EVP_MD_CTRL_XOF_LEN:
 133         ctx->md_size = p1;
 134         return 1;
 135     default:
 136         return 0;
 137     }
 138 }
 139
 140 #define EVP_MD_SHA3(bitlen)                     \
 141 const EVP_MD *EVP_sha3_##bitlen(void)           \
 142 {                                               \
 143     static const EVP_MD sha3_##bitlen##_md = {  \
 144         NID_sha3_##bitlen,                      \
 145         NID_RSA_SHA3_##bitlen,                  \
 146         bitlen / 8,                             \
 147         EVP_MD_FLAG_DIGALGID_ABSENT,            \
 148         sha3_init,                              \
 149         sha3_update,                            \
 150         sha3_final,                             \
 151         NULL,                                   \
 152         NULL,                                   \
 153         (KECCAK1600_WIDTH - bitlen * 2) / 8,    \
 154         sizeof(KECCAK1600_CTX),                 \
 155     };                                          \
 156     return &sha3_##bitlen##_md;                 \
 157 }
 158
 159 EVP_MD_SHA3(224)
 160 EVP_MD_SHA3(256)
 161 EVP_MD_SHA3(384)
 162 EVP_MD_SHA3(512)
 163
 164 #define EVP_MD_SHAKE(bitlen)                    \
 165 const EVP_MD *EVP_shake##bitlen(void)           \
 166 {                                               \
 167     static const EVP_MD shake##bitlen##_md = {  \
 168         NID_shake##bitlen,                      \
 169         0,                                      \
 170         bitlen / 8,                             \
 171         EVP_MD_FLAG_XOF,                        \
 172         shake_init,                             \
 173         sha3_update,                            \
 174         sha3_final,                             \
 175         NULL,                                   \
 176         NULL,                                   \
 177         (KECCAK1600_WIDTH - bitlen * 2) / 8,    \
 178         sizeof(KECCAK1600_CTX),                 \
 179         shake_ctrl                              \
 180     };                                          \
 181     return &shake##bitlen##_md;                 \
 182 }
 183
 184 EVP_MD_SHAKE(128)
 185 EVP_MD_SHAKE(256)