git.piffa.net Git - arduino/blob - books/pdummies/Libraries/Sha/sha256.cpp

   1 #include <string.h>
   2 #include <avr/io.h>
   3 #include <avr/pgmspace.h>
   4 #include "sha256.h"
   5
   6 //#include "debugstuff.c"
   7
   8 uint32_t sha256K[] PROGMEM = {
   9   0x428a2f98,0x71374491,0xb5c0fbcf,0xe9b5dba5,0x3956c25b,0x59f111f1,0x923f82a4,0xab1c5ed5,
  10   0xd807aa98,0x12835b01,0x243185be,0x550c7dc3,0x72be5d74,0x80deb1fe,0x9bdc06a7,0xc19bf174,
  11   0xe49b69c1,0xefbe4786,0x0fc19dc6,0x240ca1cc,0x2de92c6f,0x4a7484aa,0x5cb0a9dc,0x76f988da,
  12   0x983e5152,0xa831c66d,0xb00327c8,0xbf597fc7,0xc6e00bf3,0xd5a79147,0x06ca6351,0x14292967,
  13   0x27b70a85,0x2e1b2138,0x4d2c6dfc,0x53380d13,0x650a7354,0x766a0abb,0x81c2c92e,0x92722c85,
  14   0xa2bfe8a1,0xa81a664b,0xc24b8b70,0xc76c51a3,0xd192e819,0xd6990624,0xf40e3585,0x106aa070,
  15   0x19a4c116,0x1e376c08,0x2748774c,0x34b0bcb5,0x391c0cb3,0x4ed8aa4a,0x5b9cca4f,0x682e6ff3,
  16   0x748f82ee,0x78a5636f,0x84c87814,0x8cc70208,0x90befffa,0xa4506ceb,0xbef9a3f7,0xc67178f2
  17 };
  18
  19 #define BUFFER_SIZE 64
  20
  21 uint8_t sha256InitState[] PROGMEM = {
  22   0x67,0xe6,0x09,0x6a, // H0
  23   0x85,0xae,0x67,0xbb, // H1
  24   0x72,0xf3,0x6e,0x3c, // H2
  25   0x3a,0xf5,0x4f,0xa5, // H3
  26   0x7f,0x52,0x0e,0x51, // H4
  27   0x8c,0x68,0x05,0x9b, // H5
  28   0xab,0xd9,0x83,0x1f, // H6
  29   0x19,0xcd,0xe0,0x5b  // H7
  30 };
  31
  32 void Sha256Class::init(void) {
  33   memcpy_P(state.b,sha256InitState,32);
  34   byteCount = 0;
  35   bufferOffset = 0;
  36 }
  37
  38 uint32_t Sha256Class::ror32(uint32_t number, uint8_t bits) {
  39   return ((number << (32-bits)) | (number >> bits));
  40 }
  41
  42 void Sha256Class::hashBlock() {
  43   // Sha256 only for now
  44   uint8_t i;
  45   uint32_t a,b,c,d,e,f,g,h,t1,t2;
  46
  47   a=state.w[0];
  48   b=state.w[1];
  49   c=state.w[2];
  50   d=state.w[3];
  51   e=state.w[4];
  52   f=state.w[5];
  53   g=state.w[6];
  54   h=state.w[7];
  55
  56   for (i=0; i<64; i++) {
  57     if (i>=16) {
  58       t1 = buffer.w[i&15] + buffer.w[(i-7)&15];
  59       t2 = buffer.w[(i-2)&15];
  60       t1 += ror32(t2,17) ^ ror32(t2,19) ^ (t2>>10);
  61       t2 = buffer.w[(i-15)&15];
  62       t1 += ror32(t2,7) ^ ror32(t2,18) ^ (t2>>3);
  63       buffer.w[i&15] = t1;
  64     }
  65     t1 = h;
  66     t1 += ror32(e,6) ^ ror32(e,11) ^ ror32(e,25); // ∑1(e)
  67     t1 += g ^ (e & (g ^ f)); // Ch(e,f,g)
  68     t1 += pgm_read_dword(sha256K+i); // Ki
  69     t1 += buffer.w[i&15]; // Wi
  70     t2 = ror32(a,2) ^ ror32(a,13) ^ ror32(a,22); // ∑0(a)
  71     t2 += ((b & c) | (a & (b | c))); // Maj(a,b,c)
  72     h=g; g=f; f=e; e=d+t1; d=c; c=b; b=a; a=t1+t2;
  73   }
  74   state.w[0] += a;
  75   state.w[1] += b;
  76   state.w[2] += c;
  77   state.w[3] += d;
  78   state.w[4] += e;
  79   state.w[5] += f;
  80   state.w[6] += g;
  81   state.w[7] += h;
  82 }
  83
  84 void Sha256Class::addUncounted(uint8_t data) {
  85   buffer.b[bufferOffset ^ 3] = data;
  86   bufferOffset++;
  87   if (bufferOffset == BUFFER_SIZE) {
  88     hashBlock();
  89     bufferOffset = 0;
  90   }
  91 }
  92
  93 size_t Sha256Class::write(uint8_t data) {
  94   ++byteCount;
  95   addUncounted(data);
  96   return 1;
  97 }
  98
  99 void Sha256Class::pad() {
 100   // Implement SHA-256 padding (fips180-2 §5.1.1)
 101
 102   // Pad with 0x80 followed by 0x00 until the end of the block
 103   addUncounted(0x80);
 104   while (bufferOffset != 56) addUncounted(0x00);
 105
 106   // Append length in the last 8 bytes
 107   addUncounted(0); // We're only using 32 bit lengths
 108   addUncounted(0); // But SHA-1 supports 64 bit lengths
 109   addUncounted(0); // So zero pad the top bits
 110   addUncounted(byteCount >> 29); // Shifting to multiply by 8
 111   addUncounted(byteCount >> 21); // as SHA-1 supports bitstreams as well as
 112   addUncounted(byteCount >> 13); // byte.
 113   addUncounted(byteCount >> 5);
 114   addUncounted(byteCount << 3);
 115 }
 116
 117
 118 uint8_t* Sha256Class::result(void) {
 119   // Pad to complete the last block
 120   pad();
 121
 122   // Swap byte order back
 123   for (int i=0; i<8; i++) {
 124     uint32_t a,b;
 125     a=state.w[i];
 126     b=a<<24;
 127     b|=(a<<8) & 0x00ff0000;
 128     b|=(a>>8) & 0x0000ff00;
 129     b|=a>>24;
 130     state.w[i]=b;
 131   }
 132
 133   // Return pointer to hash (20 characters)
 134   return state.b;
 135 }
 136
 137
 138 #define HMAC_IPAD 0x36
 139 #define HMAC_OPAD 0x5c
 140
 141 uint8_t keyBuffer[BLOCK_LENGTH]; // K0 in FIPS-198a
 142 uint8_t innerHash[HASH_LENGTH];
 143
 144 void Sha256Class::initHmac(const uint8_t* key, int keyLength) {
 145   uint8_t i;
 146   memset(keyBuffer,0,BLOCK_LENGTH);
 147   if (keyLength > BLOCK_LENGTH) {
 148     // Hash long keys
 149     init();
 150     for (;keyLength--;) write(*key++);
 151     memcpy(keyBuffer,result(),HASH_LENGTH);
 152   } else {
 153     // Block length keys are used as is
 154     memcpy(keyBuffer,key,keyLength);
 155   }
 156   //for (i=0; i<BLOCK_LENGTH; i++) debugHH(keyBuffer[i]);
 157   // Start inner hash
 158   init();
 159   for (i=0; i<BLOCK_LENGTH; i++) {
 160     write(keyBuffer[i] ^ HMAC_IPAD);
 161   }
 162 }
 163
 164 uint8_t* Sha256Class::resultHmac(void) {
 165   uint8_t i;
 166     // Complete inner hash
 167   memcpy(innerHash,result(),HASH_LENGTH);
 168   // now innerHash[] contains H((K0 xor ipad)||text)
 169
 170   // Calculate outer hash
 171   init();
 172   for (i=0; i<BLOCK_LENGTH; i++) write(keyBuffer[i] ^ HMAC_OPAD);
 173   for (i=0; i<HASH_LENGTH; i++) write(innerHash[i]);
 174   return result();
 175 }
 176 Sha256Class Sha256;