lib/md5.c

   1 /* md5.c - Functions to compute MD5 message digest of files or memory blocks
   2    according to the definition of MD5 in RFC 1321 from April 1992.
   3    Copyright (C) 1995 Software Foundation, Inc.
   4
   5    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   6    it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7    the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
   8    any later version.
   9
  10    This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13    GNU General Public License for more details.
  14
  15    You should have received a copy of the GNU General Public License
  16    along with this program; if not, write to the Free Software
  17    Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.  */
  18
  19 /* Written by Ulrich Drepper <drepper@gnu.ai.mit.edu>.  */
  20
  21 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  22 # include <config.h>
  23 #endif
  24
  25 #include <sys/types.h>
  26
  27 #if STDC_HEADERS
  28 # include <stdlib.h>
  29 # include <string.h>
  30 #else
  31 # ifndef HAVE_MEMCPY
  32 #  define memcpy(d, s, n) bcopy ((s), (d), (n))
  33 # endif
  34 #endif
  35
  36 #include "md5.h"
  37
  38 #ifdef WORDS_BIGENDIAN
  39 # define SWAP(n)                                                        \
  40     (((n) << 24) | (((n) & 0xff00) << 8) | (((n) >> 8) & 0xff00) | ((n) >> 24))
  41 #else
  42 # define SWAP(n) (n)
  43 #endif
  44
  45
  46 /* This array contains the bytes used to pad the buffer to the next
  47    64-byte boundary.  (RFC 1321, 3.1: Step 1)  */
  48 static const unsigned char fillbuf[64] = { 0x80, 0 /* , 0, 0, ...  */ };
  49
  50
  51 /* Initialize structure containing state of computation.
  52    (RFC 1321, 3.3: Step 3)  */
  53 void
  54 md5_init_ctx (ctx)
  55      struct md5_ctx *ctx;
  56 {
  57   ctx->A = 0x67452301;
  58   ctx->B = 0xefcdab89;
  59   ctx->C = 0x98badcfe;
  60   ctx->D = 0x10325476;
  61 }
  62
  63 /* Put result from CTX in first 16 bytes following RESBUF.  The result must
  64    be in little endian byte order.  */
  65 void *
  66 md5_read_ctx (ctx, resbuf)
  67      const struct md5_ctx *ctx;
  68      void *resbuf;
  69 {
  70   ((md5_uint32 *) resbuf)[0] = SWAP (ctx->A);
  71   ((md5_uint32 *) resbuf)[1] = SWAP (ctx->B);
  72   ((md5_uint32 *) resbuf)[2] = SWAP (ctx->C);
  73   ((md5_uint32 *) resbuf)[3] = SWAP (ctx->D);
  74
  75   return resbuf;
  76 }
  77
  78 /* Compute MD5 message digest for bytes read from STREAM.  The
  79    resulting message digest number will be written into the 16 bytes
  80    beginning at RESBLOCK.  */
  81 int
  82 md5_stream (stream, resblock)
  83      FILE *stream;
  84      void *resblock;
  85 {
  86   /* Important: BLOCKSIZE must be a multiple of 64.  */
  87 #define BLOCKSIZE 4096
  88   struct md5_ctx ctx;
  89   md5_uint32 len[2];
  90   char buffer[BLOCKSIZE + 72];
  91   size_t pad, sum;
  92
  93   /* Initialize the computation context.  */
  94   md5_init_ctx (&ctx);
  95
  96   len[0] = 0;
  97   len[1] = 0;
  98
  99   /* Iterate over full file contents.  */
 100   while (1)
 101     {
 102       /* We read the file in blocks of BLOCKSIZE bytes.  One call of the
 103          computation function processes the whole buffer so that with the
 104          next round of the loop another block can be read.  */
 105       size_t n;
 106       sum = 0;
 107
 108       /* Read block.  Take care for partial reads.  */
 109       do
 110         {
 111           n = fread (buffer, 1, BLOCKSIZE - sum, stream);
 112
 113           sum += n;
 114         }
 115       while (sum < BLOCKSIZE && n != 0);
 116       if (n == 0 && ferror (stream))
 117         return 1;
 118
 119       /* RFC 1321 specifies the possible length of the file up to 2^64 bits.
 120          Here we only compute the number of bytes.  Do a double word
 121          increment.  */
 122       len[0] += sum;
 123       if (len[0] < sum)
 124         ++len[1];
 125
 126       /* If end of file is reached, end the loop.  */
 127       if (n == 0)
 128         break;
 129
 130       /* Process buffer with BLOCKSIZE bytes.  Note that
 131                         BLOCKSIZE % 64 == 0
 132        */
 133       md5_process_block (buffer, BLOCKSIZE, &ctx);
 134     }
 135
 136   /* We can copy 64 byte because the buffer is always big enough.  FILLBUF
 137      contains the needed bits.  */
 138   memcpy (&buffer[sum], fillbuf, 64);
 139
 140   /* Compute amount of padding bytes needed.  Alignment is done to
 141                 (N + PAD) % 64 == 56
 142      There is always at least one byte padded.  I.e. even the alignment
 143      is correctly aligned 64 padding bytes are added.  */
 144   pad = sum & 63;
 145   pad = pad >= 56 ? 64 + 56 - pad : 56 - pad;
 146
 147   /* Put the 64-bit file length in *bits* at the end of the buffer.  */
 148   *(md5_uint32 *) &buffer[sum + pad] = SWAP (len[0] << 3);
 149   *(md5_uint32 *) &buffer[sum + pad + 4] = SWAP ((len[1] << 3)
 150                                                  | (len[0] >> 29));
 151
 152   /* Process last bytes.  */
 153   md5_process_block (buffer, sum + pad + 8, &ctx);
 154
 155   /* Construct result in desired memory.  */
 156   md5_read_ctx (&ctx, resblock);
 157   return 0;
 158 }
 159
 160 /* Compute MD5 message digest for LEN bytes beginning at BUFFER.  The
 161    result is always in little endian byte order, so that a byte-wise
 162    output yields to the wanted ASCII representation of the message
 163    digest.  */
 164 void *
 165 md5_buffer (buffer, len, resblock)
 166      const char *buffer;
 167      size_t len;
 168      void *resblock;
 169 {
 170   struct md5_ctx ctx;
 171   char restbuf[64 + 72];
 172   size_t blocks = len & ~63;
 173   size_t pad, rest;
 174
 175   /* Initialize the computation context.  */
 176   md5_init_ctx (&ctx);
 177
 178   /* Process whole buffer but last len % 64 bytes.  */
 179   md5_process_block (buffer, blocks, &ctx);
 180
 181   /* REST bytes are not processed yet.  */
 182   rest = len - blocks;
 183   /* Copy to own buffer.  */
 184   memcpy (restbuf, &buffer[blocks], rest);
 185   /* Append needed fill bytes at end of buffer.  We can copy 64 byte
 186      because the buffer is always big enough.  */
 187   memcpy (&restbuf[rest], fillbuf, 64);
 188
 189   /* PAD bytes are used for padding to correct alignment.  Note that
 190      always at least one byte is padded.  */
 191   pad = rest >= 56 ? 64 + 56 - rest : 56 - rest;
 192
 193   /* Put length of buffer in *bits* in last eight bytes.  */
 194   *(md5_uint32 *) &restbuf[rest + pad] = (md5_uint32) SWAP (len << 3);
 195   *(md5_uint32 *) &restbuf[rest + pad + 4] = (md5_uint32) SWAP (len >> 29);
 196
 197   /* Process last bytes.  */
 198   md5_process_block (restbuf, rest + pad + 8, &ctx);
 199
 200   /* Put result in desired memory area.  */
 201   return md5_read_ctx (&ctx, resblock);
 202 }
 203
 204
 205 /* These are the four functions used in the four steps of the MD5 algorithm
 206    and defined in the RFC 1321.  The first function is a little bit optimized
 207    (as found in Colin Plumbs public domain implementation).  */
 208 /* #define FF(b, c, d) ((b & c) | (~b & d)) */
 209 #define FF(b, c, d) (d ^ (b & (c ^ d)))
 210 #define FG(b, c, d) FF (d, b, c)
 211 #define FH(b, c, d) (b ^ c ^ d)
 212 #define FI(b, c, d) (c ^ (b | ~d))
 213
 214 /* Process LEN bytes of BUFFER, accumulating context into CTX.
 215    It is assumed that LEN % 64 == 0.  */
 216
 217 void
 218 md5_process_block (buffer, len, ctx)
 219      const void *buffer;
 220      size_t len;
 221      struct md5_ctx *ctx;
 222 {
 223   md5_uint32 correct_words[16];
 224   const md5_uint32 *words = buffer;
 225   size_t nwords = len / sizeof (md5_uint32);
 226   const md5_uint32 *endp = words + nwords;
 227   md5_uint32 A = ctx->A;
 228   md5_uint32 B = ctx->B;
 229   md5_uint32 C = ctx->C;
 230   md5_uint32 D = ctx->D;
 231
 232   /* Process all bytes in the buffer with 64 bytes in each round of
 233      the loop.  */
 234   while (words < endp)
 235     {
 236       md5_uint32 *cwp = correct_words;
 237       md5_uint32 A_save = A;
 238       md5_uint32 B_save = B;
 239       md5_uint32 C_save = C;
 240       md5_uint32 D_save = D;
 241
 242       /* First round: using the given function, the context and a constant
 243          the next context is computed.  Because the algorithms processing
 244          unit is a 32-bit word and it is determined to work on words in
 245          little endian byte order we perhaps have to change the byte order
 246          before the computation.  To reduce the work for the next steps
 247          we store the swapped words in the array CORRECT_WORDS.  */
 248
 249 #define OP(a, b, c, d, s, T)                                            \
 250       do                                                                \
 251         {                                                               \
 252           a += FF (b, c, d) + (*cwp++ = SWAP (*words)) + T;             \
 253           ++words;                                                      \
 254           CYCLIC (a, s);                                                \
 255           a += b;                                                       \
 256         }                                                               \
 257       while (0)
 258
 259       /* It is unfortunate that C does not provide an operator for
 260          cyclic rotation.  Hope the C compiler is smart enough.  */
 261 #define CYCLIC(w, s) (w = (w << s) | (w >> (32 - s)))
 262
 263       /* Before we start, one word to the strange constants.
 264          They are defined in RFC 1321 as
 265
 266          T[i] = (int) (4294967296.0 * fabs (sin (i))), i=1..64
 267        */
 268
 269       /* Round 1.  */
 270       OP (A, B, C, D,  7, 0xd76aa478);
 271       OP (D, A, B, C, 12, 0xe8c7b756);
 272       OP (C, D, A, B, 17, 0x242070db);
 273       OP (B, C, D, A, 22, 0xc1bdceee);
 274       OP (A, B, C, D,  7, 0xf57c0faf);
 275       OP (D, A, B, C, 12, 0x4787c62a);
 276       OP (C, D, A, B, 17, 0xa8304613);
 277       OP (B, C, D, A, 22, 0xfd469501);
 278       OP (A, B, C, D,  7, 0x698098d8);
 279       OP (D, A, B, C, 12, 0x8b44f7af);
 280       OP (C, D, A, B, 17, 0xffff5bb1);
 281       OP (B, C, D, A, 22, 0x895cd7be);
 282       OP (A, B, C, D,  7, 0x6b901122);
 283       OP (D, A, B, C, 12, 0xfd987193);
 284       OP (C, D, A, B, 17, 0xa679438e);
 285       OP (B, C, D, A, 22, 0x49b40821);
 286
 287       /* For the second to fourth round we have the possibly swapped words
 288          in CORRECT_WORDS.  Redefine the macro to take an additional first
 289          argument specifying the function to use.  */
 290 #undef OP
 291 #define OP(f, a, b, c, d, k, s, T)                                      \
 292       do                                                                \
 293         {                                                               \
 294           a += f (b, c, d) + correct_words[k] + T;                      \
 295           CYCLIC (a, s);                                                \
 296           a += b;                                                       \
 297         }                                                               \
 298       while (0)
 299
 300       /* Round 2.  */
 301       OP (FG, A, B, C, D,  1,  5, 0xf61e2562);
 302       OP (FG, D, A, B, C,  6,  9, 0xc040b340);
 303       OP (FG, C, D, A, B, 11, 14, 0x265e5a51);
 304       OP (FG, B, C, D, A,  0, 20, 0xe9b6c7aa);
 305       OP (FG, A, B, C, D,  5,  5, 0xd62f105d);
 306       OP (FG, D, A, B, C, 10,  9, 0x02441453);
 307       OP (FG, C, D, A, B, 15, 14, 0xd8a1e681);
 308       OP (FG, B, C, D, A,  4, 20, 0xe7d3fbc8);
 309       OP (FG, A, B, C, D,  9,  5, 0x21e1cde6);
 310       OP (FG, D, A, B, C, 14,  9, 0xc33707d6);
 311       OP (FG, C, D, A, B,  3, 14, 0xf4d50d87);
 312       OP (FG, B, C, D, A,  8, 20, 0x455a14ed);
 313       OP (FG, A, B, C, D, 13,  5, 0xa9e3e905);
 314       OP (FG, D, A, B, C,  2,  9, 0xfcefa3f8);
 315       OP (FG, C, D, A, B,  7, 14, 0x676f02d9);
 316       OP (FG, B, C, D, A, 12, 20, 0x8d2a4c8a);
 317
 318       /* Round 3.  */
 319       OP (FH, A, B, C, D,  5,  4, 0xfffa3942);
 320       OP (FH, D, A, B, C,  8, 11, 0x8771f681);
 321       OP (FH, C, D, A, B, 11, 16, 0x6d9d6122);
 322       OP (FH, B, C, D, A, 14, 23, 0xfde5380c);
 323       OP (FH, A, B, C, D,  1,  4, 0xa4beea44);
 324       OP (FH, D, A, B, C,  4, 11, 0x4bdecfa9);
 325       OP (FH, C, D, A, B,  7, 16, 0xf6bb4b60);
 326       OP (FH, B, C, D, A, 10, 23, 0xbebfbc70);
 327       OP (FH, A, B, C, D, 13,  4, 0x289b7ec6);
 328       OP (FH, D, A, B, C,  0, 11, 0xeaa127fa);
 329       OP (FH, C, D, A, B,  3, 16, 0xd4ef3085);
 330       OP (FH, B, C, D, A,  6, 23, 0x04881d05);
 331       OP (FH, A, B, C, D,  9,  4, 0xd9d4d039);
 332       OP (FH, D, A, B, C, 12, 11, 0xe6db99e5);
 333       OP (FH, C, D, A, B, 15, 16, 0x1fa27cf8);
 334       OP (FH, B, C, D, A,  2, 23, 0xc4ac5665);
 335
 336       /* Round 4.  */
 337       OP (FI, A, B, C, D,  0,  6, 0xf4292244);
 338       OP (FI, D, A, B, C,  7, 10, 0x432aff97);
 339       OP (FI, C, D, A, B, 14, 15, 0xab9423a7);
 340       OP (FI, B, C, D, A,  5, 21, 0xfc93a039);
 341       OP (FI, A, B, C, D, 12,  6, 0x655b59c3);
 342       OP (FI, D, A, B, C,  3, 10, 0x8f0ccc92);
 343       OP (FI, C, D, A, B, 10, 15, 0xffeff47d);
 344       OP (FI, B, C, D, A,  1, 21, 0x85845dd1);
 345       OP (FI, A, B, C, D,  8,  6, 0x6fa87e4f);
 346       OP (FI, D, A, B, C, 15, 10, 0xfe2ce6e0);
 347       OP (FI, C, D, A, B,  6, 15, 0xa3014314);
 348       OP (FI, B, C, D, A, 13, 21, 0x4e0811a1);
 349       OP (FI, A, B, C, D,  4,  6, 0xf7537e82);
 350       OP (FI, D, A, B, C, 11, 10, 0xbd3af235);
 351       OP (FI, C, D, A, B,  2, 15, 0x2ad7d2bb);
 352       OP (FI, B, C, D, A,  9, 21, 0xeb86d391);
 353
 354       /* Add the starting values of the context.  */
 355       A += A_save;
 356       B += B_save;
 357       C += C_save;
 358       D += D_save;
 359     }
 360
 361   /* Put checksum in context given as argument.  */
 362   ctx->A = A;
 363   ctx->B = B;
 364   ctx->C = C;
 365   ctx->D = D;
 366 }