Home | History | Annotate | Line # | Download | only in libarchive
      1 /*
      2    BLAKE2 reference source code package - reference C implementations
      3 
      4    Copyright 2012, Samuel Neves <sneves (at) dei.uc.pt>.  You may use this under the
      5    terms of the CC0, the OpenSSL Licence, or the Apache Public License 2.0, at
      6    your option.  The terms of these licenses can be found at:
      7 
      8    - CC0 1.0 Universal : http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0
      9    - OpenSSL license   : https://www.openssl.org/source/license.html
     10    - Apache 2.0        : http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
     11 
     12    More information about the BLAKE2 hash function can be found at
     13    https://blake2.net.
     14 */
     15 
     16 #include "archive_platform.h"
     17 
     18 #include <stdlib.h>
     19 #include <string.h>
     20 #include <stdio.h>
     21 
     22 #if defined(_OPENMP)
     23 #include <omp.h>
     24 #endif
     25 
     26 #include "archive_blake2.h"
     27 #include "archive_blake2_impl.h"
     28 
     29 #define PARALLELISM_DEGREE 8
     30 
     31 /*
     32   blake2sp_init_param defaults to setting the expecting output length
     33   from the digest_length parameter block field.
     34 
     35   In some cases, however, we do not want this, as the output length
     36   of these instances is given by inner_length instead.
     37 */
     38 static int blake2sp_init_leaf_param( blake2s_state *S, const blake2s_param *P )
     39 {
     40   int err = blake2s_init_param(S, P);
     41   S->outlen = P->inner_length;
     42   return err;
     43 }
     44 
     45 static int blake2sp_init_leaf( blake2s_state *S, size_t outlen, size_t keylen, uint32_t offset )
     46 {
     47   blake2s_param P[1];
     48   P->digest_length = (uint8_t)outlen;
     49   P->key_length = (uint8_t)keylen;
     50   P->fanout = PARALLELISM_DEGREE;
     51   P->depth = 2;
     52   store32( &P->leaf_length, 0 );
     53   store32( &P->node_offset, offset );
     54   store16( &P->xof_length, 0 );
     55   P->node_depth = 0;
     56   P->inner_length = BLAKE2S_OUTBYTES;
     57   memset( P->salt, 0, sizeof( P->salt ) );
     58   memset( P->personal, 0, sizeof( P->personal ) );
     59   return blake2sp_init_leaf_param( S, P );
     60 }
     61 
     62 static int blake2sp_init_root( blake2s_state *S, size_t outlen, size_t keylen )
     63 {
     64   blake2s_param P[1];
     65   P->digest_length = (uint8_t)outlen;
     66   P->key_length = (uint8_t)keylen;
     67   P->fanout = PARALLELISM_DEGREE;
     68   P->depth = 2;
     69   store32( &P->leaf_length, 0 );
     70   store32( &P->node_offset, 0 );
     71   store16( &P->xof_length, 0 );
     72   P->node_depth = 1;
     73   P->inner_length = BLAKE2S_OUTBYTES;
     74   memset( P->salt, 0, sizeof( P->salt ) );
     75   memset( P->personal, 0, sizeof( P->personal ) );
     76   return blake2s_init_param( S, P );
     77 }
     78 
     79 
     80 int blake2sp_init( blake2sp_state *S, size_t outlen )
     81 {
     82   size_t i;
     83 
     84   if( !outlen || outlen > BLAKE2S_OUTBYTES ) return -1;
     85 
     86   memset( S->buf, 0, sizeof( S->buf ) );
     87   S->buflen = 0;
     88   S->outlen = outlen;
     89 
     90   if( blake2sp_init_root( S->R, outlen, 0 ) < 0 )
     91     return -1;
     92 
     93   for( i = 0; i < PARALLELISM_DEGREE; ++i )
     94     if( blake2sp_init_leaf( S->S[i], outlen, 0, (uint32_t)i ) < 0 ) return -1;
     95 
     96   S->R->last_node = 1;
     97   S->S[PARALLELISM_DEGREE - 1]->last_node = 1;
     98   return 0;
     99 }
    100 
    101 int blake2sp_init_key( blake2sp_state *S, size_t outlen, const void *key, size_t keylen )
    102 {
    103   size_t i;
    104 
    105   if( !outlen || outlen > BLAKE2S_OUTBYTES ) return -1;
    106 
    107   if( !key || !keylen || keylen > BLAKE2S_KEYBYTES ) return -1;
    108 
    109   memset( S->buf, 0, sizeof( S->buf ) );
    110   S->buflen = 0;
    111   S->outlen = outlen;
    112 
    113   if( blake2sp_init_root( S->R, outlen, keylen ) < 0 )
    114     return -1;
    115 
    116   for( i = 0; i < PARALLELISM_DEGREE; ++i )
    117     if( blake2sp_init_leaf( S->S[i], outlen, keylen, (uint32_t)i ) < 0 ) return -1;
    118 
    119   S->R->last_node = 1;
    120   S->S[PARALLELISM_DEGREE - 1]->last_node = 1;
    121   {
    122     uint8_t block[BLAKE2S_BLOCKBYTES];
    123     memset( block, 0, BLAKE2S_BLOCKBYTES );
    124     memcpy( block, key, keylen );
    125 
    126     for( i = 0; i < PARALLELISM_DEGREE; ++i )
    127       blake2s_update( S->S[i], block, BLAKE2S_BLOCKBYTES );
    128 
    129     secure_zero_memory( block, BLAKE2S_BLOCKBYTES ); /* Burn the key from stack */
    130   }
    131   return 0;
    132 }
    133 
    134 
    135 int blake2sp_update( blake2sp_state *S, const void *pin, size_t inlen )
    136 {
    137   const unsigned char * in = (const unsigned char *)pin;
    138   size_t left = S->buflen;
    139   size_t fill = sizeof( S->buf ) - left;
    140   size_t i;
    141 
    142   if( left && inlen >= fill )
    143   {
    144     memcpy( S->buf + left, in, fill );
    145 
    146     for( i = 0; i < PARALLELISM_DEGREE; ++i )
    147       blake2s_update( S->S[i], S->buf + i * BLAKE2S_BLOCKBYTES, BLAKE2S_BLOCKBYTES );
    148 
    149     in += fill;
    150     inlen -= fill;
    151     left = 0;
    152   }
    153 
    154 #if defined(_OPENMP)
    155   #pragma omp parallel shared(S), num_threads(PARALLELISM_DEGREE)
    156 #else
    157   for( i = 0; i < PARALLELISM_DEGREE; ++i )
    158 #endif
    159   {
    160 #if defined(_OPENMP)
    161     size_t      i = omp_get_thread_num();
    162 #endif
    163     size_t inlen__ = inlen;
    164     const unsigned char *in__ = ( const unsigned char * )in;
    165     in__ += i * BLAKE2S_BLOCKBYTES;
    166 
    167     while( inlen__ >= PARALLELISM_DEGREE * BLAKE2S_BLOCKBYTES )
    168     {
    169       blake2s_update( S->S[i], in__, BLAKE2S_BLOCKBYTES );
    170       in__ += PARALLELISM_DEGREE * BLAKE2S_BLOCKBYTES;
    171       inlen__ -= PARALLELISM_DEGREE * BLAKE2S_BLOCKBYTES;
    172     }
    173   }
    174 
    175   in += inlen - inlen % ( PARALLELISM_DEGREE * BLAKE2S_BLOCKBYTES );
    176   inlen %= PARALLELISM_DEGREE * BLAKE2S_BLOCKBYTES;
    177 
    178   if( inlen > 0 )
    179     memcpy( S->buf + left, in, inlen );
    180 
    181   S->buflen = left + inlen;
    182   return 0;
    183 }
    184 
    185 
    186 int blake2sp_final( blake2sp_state *S, void *out, size_t outlen )
    187 {
    188   uint8_t hash[PARALLELISM_DEGREE][BLAKE2S_OUTBYTES];
    189   size_t i;
    190 
    191   if(out == NULL || outlen < S->outlen) {
    192     return -1;
    193   }
    194 
    195   for( i = 0; i < PARALLELISM_DEGREE; ++i )
    196   {
    197     if( S->buflen > i * BLAKE2S_BLOCKBYTES )
    198     {
    199       size_t left = S->buflen - i * BLAKE2S_BLOCKBYTES;
    200 
    201       if( left > BLAKE2S_BLOCKBYTES ) left = BLAKE2S_BLOCKBYTES;
    202 
    203       blake2s_update( S->S[i], S->buf + i * BLAKE2S_BLOCKBYTES, left );
    204     }
    205 
    206     blake2s_final( S->S[i], hash[i], BLAKE2S_OUTBYTES );
    207   }
    208 
    209   for( i = 0; i < PARALLELISM_DEGREE; ++i )
    210     blake2s_update( S->R, hash[i], BLAKE2S_OUTBYTES );
    211 
    212   return blake2s_final( S->R, out, S->outlen );
    213 }
    214 
    215 
    216 int blake2sp( void *out, size_t outlen, const void *in, size_t inlen, const void *key, size_t keylen )
    217 {
    218   uint8_t hash[PARALLELISM_DEGREE][BLAKE2S_OUTBYTES];
    219   blake2s_state S[PARALLELISM_DEGREE][1];
    220   blake2s_state FS[1];
    221   size_t i;
    222 
    223   /* Verify parameters */
    224   if ( NULL == in && inlen > 0 ) return -1;
    225 
    226   if ( NULL == out ) return -1;
    227 
    228   if ( NULL == key && keylen > 0) return -1;
    229 
    230   if( !outlen || outlen > BLAKE2S_OUTBYTES ) return -1;
    231 
    232   if( keylen > BLAKE2S_KEYBYTES ) return -1;
    233 
    234   for( i = 0; i < PARALLELISM_DEGREE; ++i )
    235     if( blake2sp_init_leaf( S[i], outlen, keylen, (uint32_t)i ) < 0 ) return -1;
    236 
    237   S[PARALLELISM_DEGREE - 1]->last_node = 1; /* mark last node */
    238 
    239   if( keylen > 0 )
    240   {
    241     uint8_t block[BLAKE2S_BLOCKBYTES];
    242     memset( block, 0, BLAKE2S_BLOCKBYTES );
    243     memcpy( block, key, keylen );
    244 
    245     for( i = 0; i < PARALLELISM_DEGREE; ++i )
    246       blake2s_update( S[i], block, BLAKE2S_BLOCKBYTES );
    247 
    248     secure_zero_memory( block, BLAKE2S_BLOCKBYTES ); /* Burn the key from stack */
    249   }
    250 
    251 #if defined(_OPENMP)
    252   #pragma omp parallel shared(S,hash), num_threads(PARALLELISM_DEGREE)
    253 #else
    254 
    255   for( i = 0; i < PARALLELISM_DEGREE; ++i )
    256 #endif
    257   {
    258 #if defined(_OPENMP)
    259     size_t      i = omp_get_thread_num();
    260 #endif
    261     size_t inlen__ = inlen;
    262     const unsigned char *in__ = ( const unsigned char * )in;
    263     in__ += i * BLAKE2S_BLOCKBYTES;
    264 
    265     while( inlen__ >= PARALLELISM_DEGREE * BLAKE2S_BLOCKBYTES )
    266     {
    267       blake2s_update( S[i], in__, BLAKE2S_BLOCKBYTES );
    268       in__ += PARALLELISM_DEGREE * BLAKE2S_BLOCKBYTES;
    269       inlen__ -= PARALLELISM_DEGREE * BLAKE2S_BLOCKBYTES;
    270     }
    271 
    272     if( inlen__ > i * BLAKE2S_BLOCKBYTES )
    273     {
    274       const size_t left = inlen__ - i * BLAKE2S_BLOCKBYTES;
    275       const size_t len = left <= BLAKE2S_BLOCKBYTES ? left : BLAKE2S_BLOCKBYTES;
    276       blake2s_update( S[i], in__, len );
    277     }
    278 
    279     blake2s_final( S[i], hash[i], BLAKE2S_OUTBYTES );
    280   }
    281 
    282   if( blake2sp_init_root( FS, outlen, keylen ) < 0 )
    283     return -1;
    284 
    285   FS->last_node = 1;
    286 
    287   for( i = 0; i < PARALLELISM_DEGREE; ++i )
    288     blake2s_update( FS, hash[i], BLAKE2S_OUTBYTES );
    289 
    290   return blake2s_final( FS, out, outlen );
    291 }
    292 
    293 
    294 
    295 #if defined(BLAKE2SP_SELFTEST)
    296 #include <string.h>
    297 #include "blake2-kat.h"
    298 int main( void )
    299 {
    300   uint8_t key[BLAKE2S_KEYBYTES];
    301   uint8_t buf[BLAKE2_KAT_LENGTH];
    302   size_t i, step;
    303 
    304   for( i = 0; i < BLAKE2S_KEYBYTES; ++i )
    305     key[i] = ( uint8_t )i;
    306 
    307   for( i = 0; i < BLAKE2_KAT_LENGTH; ++i )
    308     buf[i] = ( uint8_t )i;
    309 
    310   /* Test simple API */
    311   for( i = 0; i < BLAKE2_KAT_LENGTH; ++i )
    312   {
    313     uint8_t hash[BLAKE2S_OUTBYTES];
    314     blake2sp( hash, BLAKE2S_OUTBYTES, buf, i, key, BLAKE2S_KEYBYTES );
    315 
    316     if( 0 != memcmp( hash, blake2sp_keyed_kat[i], BLAKE2S_OUTBYTES ) )
    317     {
    318       goto fail;
    319     }
    320   }
    321 
    322   /* Test streaming API */
    323   for(step = 1; step < BLAKE2S_BLOCKBYTES; ++step) {
    324     for (i = 0; i < BLAKE2_KAT_LENGTH; ++i) {
    325       uint8_t hash[BLAKE2S_OUTBYTES];
    326       blake2sp_state S;
    327       uint8_t * p = buf;
    328       size_t mlen = i;
    329       int err = 0;
    330 
    331       if( (err = blake2sp_init_key(&S, BLAKE2S_OUTBYTES, key, BLAKE2S_KEYBYTES)) < 0 ) {
    332         goto fail;
    333       }
    334 
    335       while (mlen >= step) {
    336         if ( (err = blake2sp_update(&S, p, step)) < 0 ) {
    337           goto fail;
    338         }
    339         mlen -= step;
    340         p += step;
    341       }
    342       if ( (err = blake2sp_update(&S, p, mlen)) < 0) {
    343         goto fail;
    344       }
    345       if ( (err = blake2sp_final(&S, hash, BLAKE2S_OUTBYTES)) < 0) {
    346         goto fail;
    347       }
    348 
    349       if (0 != memcmp(hash, blake2sp_keyed_kat[i], BLAKE2S_OUTBYTES)) {
    350         goto fail;
    351       }
    352     }
    353   }
    354 
    355   puts( "ok" );
    356   return 0;
    357 fail:
    358   puts("error");
    359   return -1;
    360 }
    361 #endif
    362