]> asedeno.scripts.mit.edu Git - PuTTY.git/blob - sshsha.c
SSH 2 support, phase 1, debugging. Currently does Diffie-Hellman and gets
[PuTTY.git] / sshsha.c
1 /*
2  * SHA1 hash algorithm. Used in SSH2 as a MAC, and the transform is
3  * also used as a `stirring' function for the PuTTY random number
4  * pool. Implemented directly from the specification by Simon
5  * Tatham.
6  */
7
8 #include "ssh.h"
9
10 typedef unsigned int uint32;
11
12 /* ----------------------------------------------------------------------
13  * Core SHA algorithm: processes 16-word blocks into a message digest.
14  */
15
16 #define rol(x,y) ( ((x) << (y)) | (((uint32)x) >> (32-y)) )
17
18 void SHA_Core_Init(uint32 h[5]) {
19     h[0] = 0x67452301;
20     h[1] = 0xefcdab89;
21     h[2] = 0x98badcfe;
22     h[3] = 0x10325476;
23     h[4] = 0xc3d2e1f0;
24 }
25
26 void SHATransform(word32 *digest, word32 *block) {
27     word32 w[80];
28     word32 a,b,c,d,e;
29     int t;
30
31     for (t = 0; t < 16; t++)
32         w[t] = block[t];
33
34     for (t = 16; t < 80; t++) {
35         word32 tmp = w[t-3] ^ w[t-8] ^ w[t-14] ^ w[t-16];
36         w[t] = rol(tmp, 1);
37     }
38
39     a = digest[0];
40     b = digest[1];
41     c = digest[2];
42     d = digest[3];
43     e = digest[4];
44
45     for (t = 0; t < 20; t++) {
46         word32 tmp = rol(a, 5) + ( (b&c) | (d&~b) ) + e + w[t] + 0x5a827999;
47         e = d; d = c; c = rol(b, 30); b = a; a = tmp;
48     }
49     for (t = 20; t < 40; t++) {
50         word32 tmp = rol(a, 5) + (b^c^d) + e + w[t] + 0x6ed9eba1;
51         e = d; d = c; c = rol(b, 30); b = a; a = tmp;
52     }
53     for (t = 40; t < 60; t++) {
54         word32 tmp = rol(a, 5) + ( (b&c) | (b&d) | (c&d) ) + e + w[t] + 0x8f1bbcdc;
55         e = d; d = c; c = rol(b, 30); b = a; a = tmp;
56     }
57     for (t = 60; t < 80; t++) {
58         word32 tmp = rol(a, 5) + (b^c^d) + e + w[t] + 0xca62c1d6;
59         e = d; d = c; c = rol(b, 30); b = a; a = tmp;
60     }
61
62     digest[0] += a;
63     digest[1] += b;
64     digest[2] += c;
65     digest[3] += d;
66     digest[4] += e;
67 }
68
69 /* ----------------------------------------------------------------------
70  * Outer SHA algorithm: take an arbitrary length byte string,
71  * convert it into 16-word blocks with the prescribed padding at
72  * the end, and pass those blocks to the core SHA algorithm.
73  */
74
75 void SHA_Init(SHA_State *s) {
76     SHA_Core_Init(s->h);
77     s->blkused = 0;
78     s->lenhi = s->lenlo = 0;
79 }
80
81 void SHA_Bytes(SHA_State *s, void *p, int len) {
82     unsigned char *q = (unsigned char *)p;
83     uint32 wordblock[16];
84     uint32 lenw = len;
85     int i;
86
87     /*
88      * Update the length field.
89      */
90     s->lenlo += lenw;
91     s->lenhi += (s->lenlo < lenw);
92
93     if (s->blkused && s->blkused+len < 64) {
94         /*
95          * Trivial case: just add to the block.
96          */
97         memcpy(s->block + s->blkused, q, len);
98         s->blkused += len;
99     } else {
100         /*
101          * We must complete and process at least one block.
102          */
103         while (s->blkused + len >= 64) {
104             memcpy(s->block + s->blkused, q, 64 - s->blkused);
105             q += 64 - s->blkused;
106             len -= 64 - s->blkused;
107             /* Now process the block. Gather bytes big-endian into words */
108             for (i = 0; i < 16; i++) {
109                 wordblock[i] =
110                     ( ((uint32)s->block[i*4+0]) << 24 ) |
111                     ( ((uint32)s->block[i*4+1]) << 16 ) |
112                     ( ((uint32)s->block[i*4+2]) <<  8 ) |
113                     ( ((uint32)s->block[i*4+3]) <<  0 );
114             }
115             SHATransform(s->h, wordblock);
116             s->blkused = 0;
117         }
118         memcpy(s->block, q, len);
119         s->blkused = len;
120     }
121 }
122
123 void SHA_Final(SHA_State *s, unsigned char *output) {
124     int i;
125     int pad;
126     unsigned char c[64];
127     uint32 lenhi, lenlo;
128
129     if (s->blkused >= 56)
130         pad = 56 + 64 - s->blkused;
131     else
132         pad = 56 - s->blkused;
133
134     lenhi = (s->lenhi << 3) | (s->lenlo >> (32-3));
135     lenlo = (s->lenlo << 3);
136
137     memset(c, 0, pad);
138     c[0] = 0x80;
139     SHA_Bytes(s, &c, pad);
140
141     c[0] = (lenhi >> 24) & 0xFF;
142     c[1] = (lenhi >> 16) & 0xFF;
143     c[2] = (lenhi >>  8) & 0xFF;
144     c[3] = (lenhi >>  0) & 0xFF;
145     c[4] = (lenlo >> 24) & 0xFF;
146     c[5] = (lenlo >> 16) & 0xFF;
147     c[6] = (lenlo >>  8) & 0xFF;
148     c[7] = (lenlo >>  0) & 0xFF;
149
150     SHA_Bytes(s, &c, 8);
151
152     for (i = 0; i < 5; i++) {
153         output[i*4  ] = (s->h[i] >> 24) & 0xFF;
154         output[i*4+1] = (s->h[i] >> 16) & 0xFF;
155         output[i*4+2] = (s->h[i] >>  8) & 0xFF;
156         output[i*4+3] = (s->h[i]      ) & 0xFF;
157     }
158 }
159
160 void SHA_Simple(void *p, int len, unsigned char *output) {
161     SHA_State s;
162
163     SHA_Init(&s);
164     SHA_Bytes(&s, p, len);
165     SHA_Final(&s, output);
166 }
167
168 /* ----------------------------------------------------------------------
169  * The above is the SHA-1 algorithm itself. Now we implement the
170  * HMAC wrapper on it.
171  */
172
173 static SHA_State sha1_mac_s1, sha1_mac_s2;
174
175 static void sha1_sesskey(unsigned char *key, int len) {
176     unsigned char foo[64];
177     int i;
178
179     memset(foo, 0x36, 64);
180     for (i = 0; i < len && i < 64; i++)
181         foo[i] ^= key[i];
182     SHA_Init(&sha1_mac_s1);
183     SHA_Bytes(&sha1_mac_s1, foo, 64);
184
185     memset(foo, 0x5C, 64);
186     for (i = 0; i < len && i < 64; i++)
187         foo[i] ^= key[i];
188     SHA_Init(&sha1_mac_s2);
189     SHA_Bytes(&sha1_mac_s2, foo, 64);
190
191     memset(foo, 0, 64);                /* burn the evidence */
192 }
193
194 static void sha1_do_hmac(unsigned char *blk, int len, unsigned long seq,
195                          unsigned char *hmac) {
196     SHA_State s;
197     unsigned char intermediate[20];
198
199     intermediate[0] = (unsigned char)((seq >> 24) & 0xFF);
200     intermediate[1] = (unsigned char)((seq >> 16) & 0xFF);
201     intermediate[2] = (unsigned char)((seq >>  8) & 0xFF);
202     intermediate[3] = (unsigned char)((seq      ) & 0xFF);
203
204     s = sha1_mac_s1;                   /* structure copy */
205     SHA_Bytes(&s, intermediate, 4);
206     SHA_Bytes(&s, blk, len);
207     SHA_Final(&s, intermediate);
208     s = sha1_mac_s2;                   /* structure copy */
209     SHA_Bytes(&s, intermediate, 20);
210     SHA_Final(&s, hmac);
211 }
212
213 static void sha1_generate(unsigned char *blk, int len, unsigned long seq) {
214     sha1_do_hmac(blk, len, seq, blk+len);
215 }
216
217 static int sha1_verify(unsigned char *blk, int len, unsigned long seq) {
218     unsigned char correct[20];
219     sha1_do_hmac(blk, len, seq, correct);
220     return !memcmp(correct, blk+len, 20);
221 }
222
223 struct ssh_mac ssh_sha1 = {
224     sha1_sesskey,
225     sha1_generate,
226     sha1_verify,
227     "hmac-sha1",
228     20
229 };