[CRYPTO] ripemd: Add support for RIPEMD hash algorithms
[linux-2.6.git] / 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");