src/gmxlib/md5.c

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 1991-2010, The GROMACS development team,
   5  * check out http://www.gromacs.org for more information.
   6  * Copyright (c) 2012,2013, by the GROMACS development team, led by
   7  * David van der Spoel, Berk Hess, Erik Lindahl, and including many
   8  * others, as listed in the AUTHORS file in the top-level source
   9  * directory and at http://www.gromacs.org.
  10  *
  11  * GROMACS is free software; you can redistribute it and/or
  12  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
  13  * as published by the Free Software Foundation; either version 2.1
  14  * of the License, or (at your option) any later version.
  15  *
  16  * GROMACS is distributed in the hope that it will be useful,
  17  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  18  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  19  * Lesser General Public License for more details.
  20  *
  21  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  22  * License along with GROMACS; if not, see
  23  * http://www.gnu.org/licenses, or write to the Free Software Foundation,
  24  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA.
  25  *
  26  * If you want to redistribute modifications to GROMACS, please
  27  * consider that scientific software is very special. Version
  28  * control is crucial - bugs must be traceable. We will be happy to
  29  * consider code for inclusion in the official distribution, but
  30  * derived work must not be called official GROMACS. Details are found
  31  * in the README & COPYING files - if they are missing, get the
  32  * official version at http://www.gromacs.org.
  33  *
  34  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  35  * the research papers on the package. Check out http://www.gromacs.org.
  36  */
  37 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  38 #include <config.h>
  39 #endif
  40
  41 #ifdef GMX_INTEGER_BIG_ENDIAN
  42 #define ARCH_IS_BIG_ENDIAN 1
  43 #else
  44 #define ARCH_IS_BIG_ENDIAN 0
  45 #endif
  46
  47 /*
  48   Copyright (C) 1999, 2000, 2002 Aladdin Enterprises.  All rights reserved.
  49
  50   This software is provided 'as-is', without any express or implied
  51   warranty.  In no event will the authors be held liable for any damages
  52   arising from the use of this software.
  53
  54   Permission is granted to anyone to use this software for any purpose,
  55   including commercial applications, and to alter it and redistribute it
  56   freely, subject to the following restrictions:
  57
  58   1. The origin of this software must not be misrepresented; you must not
  59      claim that you wrote the original software. If you use this software
  60      in a product, an acknowledgment in the product documentation would be
  61      appreciated but is not required.
  62   2. Altered source versions must be plainly marked as such, and must not be
  63      misrepresented as being the original software.
  64   3. This notice may not be removed or altered from any source distribution.
  65
  66   L. Peter Deutsch
  67   ghost@aladdin.com
  68
  69  */
  70 /*
  71   Independent implementation of MD5 (RFC 1321).
  72
  73   This code implements the MD5 Algorithm defined in RFC 1321, whose
  74   text is available at
  75         http://www.ietf.org/rfc/rfc1321.txt
  76   The code is derived from the text of the RFC, including the test suite
  77   (section A.5) but excluding the rest of Appendix A.  It does not include
  78   any code or documentation that is identified in the RFC as being
  79   copyrighted.
  80
  81   The original and principal author of md5.c is L. Peter Deutsch
  82   <ghost@aladdin.com>.  Other authors are noted in the change history
  83   that follows (in reverse chronological order):
  84
  85   2002-04-13 lpd Clarified derivation from RFC 1321; now handles byte order
  86         either statically or dynamically; added missing #include <string.h>
  87         in library.
  88   2002-03-11 lpd Corrected argument list for main(), and added int return
  89         type, in test program and T value program.
  90   2002-02-21 lpd Added missing #include <stdio.h> in test program.
  91   2000-07-03 lpd Patched to eliminate warnings about "constant is
  92         unsigned in ANSI C, signed in traditional"; made test program
  93         self-checking.
  94   1999-11-04 lpd Edited comments slightly for automatic TOC extraction.
  95   1999-10-18 lpd Fixed typo in header comment (ansi2knr rather than md5).
  96   1999-05-03 lpd Original version.
  97  */
  98
  99 #include "md5.h"
 100 #include <string.h>
 101
 102 #undef BYTE_ORDER       /* 1 = big-endian, -1 = little-endian, 0 = unknown */
 103 #ifdef ARCH_IS_BIG_ENDIAN
 104 #  define BYTE_ORDER (ARCH_IS_BIG_ENDIAN ? 1 : -1)
 105 #else
 106 #  define BYTE_ORDER 0
 107 #endif
 108
 109 #define T_MASK ((md5_word_t)~0)
 110 #define T1 /* 0xd76aa478 */ (T_MASK ^ 0x28955b87)
 111 #define T2 /* 0xe8c7b756 */ (T_MASK ^ 0x173848a9)
 112 #define T3    0x242070db
 113 #define T4 /* 0xc1bdceee */ (T_MASK ^ 0x3e423111)
 114 #define T5 /* 0xf57c0faf */ (T_MASK ^ 0x0a83f050)
 115 #define T6    0x4787c62a
 116 #define T7 /* 0xa8304613 */ (T_MASK ^ 0x57cfb9ec)
 117 #define T8 /* 0xfd469501 */ (T_MASK ^ 0x02b96afe)
 118 #define T9    0x698098d8
 119 #define T10 /* 0x8b44f7af */ (T_MASK ^ 0x74bb0850)
 120 #define T11 /* 0xffff5bb1 */ (T_MASK ^ 0x0000a44e)
 121 #define T12 /* 0x895cd7be */ (T_MASK ^ 0x76a32841)
 122 #define T13    0x6b901122
 123 #define T14 /* 0xfd987193 */ (T_MASK ^ 0x02678e6c)
 124 #define T15 /* 0xa679438e */ (T_MASK ^ 0x5986bc71)
 125 #define T16    0x49b40821
 126 #define T17 /* 0xf61e2562 */ (T_MASK ^ 0x09e1da9d)
 127 #define T18 /* 0xc040b340 */ (T_MASK ^ 0x3fbf4cbf)
 128 #define T19    0x265e5a51
 129 #define T20 /* 0xe9b6c7aa */ (T_MASK ^ 0x16493855)
 130 #define T21 /* 0xd62f105d */ (T_MASK ^ 0x29d0efa2)
 131 #define T22    0x02441453
 132 #define T23 /* 0xd8a1e681 */ (T_MASK ^ 0x275e197e)
 133 #define T24 /* 0xe7d3fbc8 */ (T_MASK ^ 0x182c0437)
 134 #define T25    0x21e1cde6
 135 #define T26 /* 0xc33707d6 */ (T_MASK ^ 0x3cc8f829)
 136 #define T27 /* 0xf4d50d87 */ (T_MASK ^ 0x0b2af278)
 137 #define T28    0x455a14ed
 138 #define T29 /* 0xa9e3e905 */ (T_MASK ^ 0x561c16fa)
 139 #define T30 /* 0xfcefa3f8 */ (T_MASK ^ 0x03105c07)
 140 #define T31    0x676f02d9
 141 #define T32 /* 0x8d2a4c8a */ (T_MASK ^ 0x72d5b375)
 142 #define T33 /* 0xfffa3942 */ (T_MASK ^ 0x0005c6bd)
 143 #define T34 /* 0x8771f681 */ (T_MASK ^ 0x788e097e)
 144 #define T35    0x6d9d6122
 145 #define T36 /* 0xfde5380c */ (T_MASK ^ 0x021ac7f3)
 146 #define T37 /* 0xa4beea44 */ (T_MASK ^ 0x5b4115bb)
 147 #define T38    0x4bdecfa9
 148 #define T39 /* 0xf6bb4b60 */ (T_MASK ^ 0x0944b49f)
 149 #define T40 /* 0xbebfbc70 */ (T_MASK ^ 0x4140438f)
 150 #define T41    0x289b7ec6
 151 #define T42 /* 0xeaa127fa */ (T_MASK ^ 0x155ed805)
 152 #define T43 /* 0xd4ef3085 */ (T_MASK ^ 0x2b10cf7a)
 153 #define T44    0x04881d05
 154 #define T45 /* 0xd9d4d039 */ (T_MASK ^ 0x262b2fc6)
 155 #define T46 /* 0xe6db99e5 */ (T_MASK ^ 0x1924661a)
 156 #define T47    0x1fa27cf8
 157 #define T48 /* 0xc4ac5665 */ (T_MASK ^ 0x3b53a99a)
 158 #define T49 /* 0xf4292244 */ (T_MASK ^ 0x0bd6ddbb)
 159 #define T50    0x432aff97
 160 #define T51 /* 0xab9423a7 */ (T_MASK ^ 0x546bdc58)
 161 #define T52 /* 0xfc93a039 */ (T_MASK ^ 0x036c5fc6)
 162 #define T53    0x655b59c3
 163 #define T54 /* 0x8f0ccc92 */ (T_MASK ^ 0x70f3336d)
 164 #define T55 /* 0xffeff47d */ (T_MASK ^ 0x00100b82)
 165 #define T56 /* 0x85845dd1 */ (T_MASK ^ 0x7a7ba22e)
 166 #define T57    0x6fa87e4f
 167 #define T58 /* 0xfe2ce6e0 */ (T_MASK ^ 0x01d3191f)
 168 #define T59 /* 0xa3014314 */ (T_MASK ^ 0x5cfebceb)
 169 #define T60    0x4e0811a1
 170 #define T61 /* 0xf7537e82 */ (T_MASK ^ 0x08ac817d)
 171 #define T62 /* 0xbd3af235 */ (T_MASK ^ 0x42c50dca)
 172 #define T63    0x2ad7d2bb
 173 #define T64 /* 0xeb86d391 */ (T_MASK ^ 0x14792c6e)
 174
 175
 176 static void
 177 md5_process(md5_state_t *pms, const md5_byte_t *data /*[64]*/)
 178 {
 179     md5_word_t
 180         a = pms->abcd[0], b = pms->abcd[1],
 181         c = pms->abcd[2], d = pms->abcd[3];
 182     md5_word_t t;
 183 #if BYTE_ORDER > 0
 184     /* Define storage only for big-endian CPUs. */
 185     md5_word_t X[16];
 186 #else
 187     /* Define storage for little-endian or both types of CPUs. */
 188     md5_word_t xbuf[16];
 189     /* cppcheck-suppress unassignedVariable */
 190     const md5_word_t *X;
 191 #endif
 192
 193     {
 194 #if BYTE_ORDER == 0
 195         /*
 196          * Determine dynamically whether this is a big-endian or
 197          * little-endian machine, since we can use a more efficient
 198          * algorithm on the latter.
 199          */
 200         static const int w = 1;
 201
 202         if (*((const md5_byte_t *)&w)) /* dynamic little-endian */
 203 #endif
 204 #if BYTE_ORDER <= 0             /* little-endian */
 205         {
 206             /*
 207              * On little-endian machines, we can process properly aligned
 208              * data without copying it.
 209              */
 210             if (!((data - (const md5_byte_t *)0) & 3)) {
 211                 /* data are properly aligned */
 212                 X = (const md5_word_t *)data;
 213             } else {
 214                 /* not aligned */
 215                 memcpy(xbuf, data, 64);
 216                 X = xbuf;
 217             }
 218         }
 219 #endif
 220 #if BYTE_ORDER == 0
 221         else                    /* dynamic big-endian */
 222 #endif
 223 #if BYTE_ORDER >= 0             /* big-endian */
 224         {
 225             /*
 226              * On big-endian machines, we must arrange the bytes in the
 227              * right order.
 228              */
 229             const md5_byte_t *xp = data;
 230             int i;
 231
 232 #  if BYTE_ORDER == 0
 233             X = xbuf;           /* (dynamic only) */
 234 #  else
 235 #    define xbuf X              /* (static only) */
 236 #  endif
 237             for (i = 0; i < 16; ++i, xp += 4)
 238                 xbuf[i] = xp[0] + (xp[1] << 8) + (xp[2] << 16) + (xp[3] << 24);
 239         }
 240 #endif
 241     }
 242
 243 #define ROTATE_LEFT(x, n) (((x) << (n)) | ((x) >> (32 - (n))))
 244
 245     /* Round 1. */
 246     /* Let [abcd k s i] denote the operation
 247        a = b + ((a + F(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */
 248 #define F(x, y, z) (((x) & (y)) | (~(x) & (z)))
 249 #define SET(a, b, c, d, k, s, Ti)\
 250   t = a + F(b,c,d) + X[k] + Ti;\
 251   a = ROTATE_LEFT(t, s) + b
 252     /* Do the following 16 operations. */
 253     SET(a, b, c, d,  0,  7,  T1);
 254     SET(d, a, b, c,  1, 12,  T2);
 255     SET(c, d, a, b,  2, 17,  T3);
 256     SET(b, c, d, a,  3, 22,  T4);
 257     SET(a, b, c, d,  4,  7,  T5);
 258     SET(d, a, b, c,  5, 12,  T6);
 259     SET(c, d, a, b,  6, 17,  T7);
 260     SET(b, c, d, a,  7, 22,  T8);
 261     SET(a, b, c, d,  8,  7,  T9);
 262     SET(d, a, b, c,  9, 12, T10);
 263     SET(c, d, a, b, 10, 17, T11);
 264     SET(b, c, d, a, 11, 22, T12);
 265     SET(a, b, c, d, 12,  7, T13);
 266     SET(d, a, b, c, 13, 12, T14);
 267     SET(c, d, a, b, 14, 17, T15);
 268     SET(b, c, d, a, 15, 22, T16);
 269 #undef SET
 270
 271      /* Round 2. */
 272      /* Let [abcd k s i] denote the operation
 273           a = b + ((a + G(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */
 274 #define G(x, y, z) (((x) & (z)) | ((y) & ~(z)))
 275 #define SET(a, b, c, d, k, s, Ti)\
 276   t = a + G(b,c,d) + X[k] + Ti;\
 277   a = ROTATE_LEFT(t, s) + b
 278      /* Do the following 16 operations. */
 279     SET(a, b, c, d,  1,  5, T17);
 280     SET(d, a, b, c,  6,  9, T18);
 281     SET(c, d, a, b, 11, 14, T19);
 282     SET(b, c, d, a,  0, 20, T20);
 283     SET(a, b, c, d,  5,  5, T21);
 284     SET(d, a, b, c, 10,  9, T22);
 285     SET(c, d, a, b, 15, 14, T23);
 286     SET(b, c, d, a,  4, 20, T24);
 287     SET(a, b, c, d,  9,  5, T25);
 288     SET(d, a, b, c, 14,  9, T26);
 289     SET(c, d, a, b,  3, 14, T27);
 290     SET(b, c, d, a,  8, 20, T28);
 291     SET(a, b, c, d, 13,  5, T29);
 292     SET(d, a, b, c,  2,  9, T30);
 293     SET(c, d, a, b,  7, 14, T31);
 294     SET(b, c, d, a, 12, 20, T32);
 295 #undef SET
 296
 297      /* Round 3. */
 298      /* Let [abcd k s t] denote the operation
 299           a = b + ((a + H(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */
 300 #define H(x, y, z) ((x) ^ (y) ^ (z))
 301 #define SET(a, b, c, d, k, s, Ti)\
 302   t = a + H(b,c,d) + X[k] + Ti;\
 303   a = ROTATE_LEFT(t, s) + b
 304      /* Do the following 16 operations. */
 305     SET(a, b, c, d,  5,  4, T33);
 306     SET(d, a, b, c,  8, 11, T34);
 307     SET(c, d, a, b, 11, 16, T35);
 308     SET(b, c, d, a, 14, 23, T36);
 309     SET(a, b, c, d,  1,  4, T37);
 310     SET(d, a, b, c,  4, 11, T38);
 311     SET(c, d, a, b,  7, 16, T39);
 312     SET(b, c, d, a, 10, 23, T40);
 313     SET(a, b, c, d, 13,  4, T41);
 314     SET(d, a, b, c,  0, 11, T42);
 315     SET(c, d, a, b,  3, 16, T43);
 316     SET(b, c, d, a,  6, 23, T44);
 317     SET(a, b, c, d,  9,  4, T45);
 318     SET(d, a, b, c, 12, 11, T46);
 319     SET(c, d, a, b, 15, 16, T47);
 320     SET(b, c, d, a,  2, 23, T48);
 321 #undef SET
 322
 323      /* Round 4. */
 324      /* Let [abcd k s t] denote the operation
 325           a = b + ((a + I(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */
 326 #define I(x, y, z) ((y) ^ ((x) | ~(z)))
 327 #define SET(a, b, c, d, k, s, Ti)\
 328   t = a + I(b,c,d) + X[k] + Ti;\
 329   a = ROTATE_LEFT(t, s) + b
 330      /* Do the following 16 operations. */
 331     SET(a, b, c, d,  0,  6, T49);
 332     SET(d, a, b, c,  7, 10, T50);
 333     SET(c, d, a, b, 14, 15, T51);
 334     SET(b, c, d, a,  5, 21, T52);
 335     SET(a, b, c, d, 12,  6, T53);
 336     SET(d, a, b, c,  3, 10, T54);
 337     SET(c, d, a, b, 10, 15, T55);
 338     SET(b, c, d, a,  1, 21, T56);
 339     SET(a, b, c, d,  8,  6, T57);
 340     SET(d, a, b, c, 15, 10, T58);
 341     SET(c, d, a, b,  6, 15, T59);
 342     SET(b, c, d, a, 13, 21, T60);
 343     SET(a, b, c, d,  4,  6, T61);
 344     SET(d, a, b, c, 11, 10, T62);
 345     SET(c, d, a, b,  2, 15, T63);
 346     SET(b, c, d, a,  9, 21, T64);
 347 #undef SET
 348
 349      /* Then perform the following additions. (That is increment each
 350         of the four registers by the value it had before this block
 351         was started.) */
 352     pms->abcd[0] += a;
 353     pms->abcd[1] += b;
 354     pms->abcd[2] += c;
 355     pms->abcd[3] += d;
 356 }
 357
 358 void
 359 md5_init(md5_state_t *pms)
 360 {
 361     pms->count[0] = pms->count[1] = 0;
 362     pms->abcd[0] = 0x67452301;
 363     pms->abcd[1] = /*0xefcdab89*/ T_MASK ^ 0x10325476;
 364     pms->abcd[2] = /*0x98badcfe*/ T_MASK ^ 0x67452301;
 365     pms->abcd[3] = 0x10325476;
 366 }
 367
 368 void
 369 md5_append(md5_state_t *pms, const md5_byte_t *data, int nbytes)
 370 {
 371     const md5_byte_t *p = data;
 372     int left = nbytes;
 373     int offset = (pms->count[0] >> 3) & 63;
 374     md5_word_t nbits = (md5_word_t)(nbytes << 3);
 375
 376     if (nbytes <= 0)
 377         return;
 378
 379     /* Update the message length. */
 380     pms->count[1] += nbytes >> 29;
 381     pms->count[0] += nbits;
 382     if (pms->count[0] < nbits)
 383         pms->count[1]++;
 384
 385     /* Process an initial partial block. */
 386     if (offset) {
 387         int copy = (offset + nbytes > 64 ? 64 - offset : nbytes);
 388
 389         memcpy(pms->buf + offset, p, copy);
 390         if (offset + copy < 64)
 391             return;
 392         p += copy;
 393         left -= copy;
 394         md5_process(pms, pms->buf);
 395     }
 396
 397     /* Process full blocks. */
 398     for (; left >= 64; p += 64, left -= 64)
 399         md5_process(pms, p);
 400
 401     /* Process a final partial block. */
 402     if (left)
 403         memcpy(pms->buf, p, left);
 404 }
 405
 406 void
 407 md5_finish(md5_state_t *pms, md5_byte_t digest[16])
 408 {
 409     static const md5_byte_t pad[64] = {
 410         0x80, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 411         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 412         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 413         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
 414     };
 415     md5_byte_t data[8];
 416     int i;
 417
 418     /* Save the length before padding. */
 419     for (i = 0; i < 8; ++i)
 420         data[i] = (md5_byte_t)(pms->count[i >> 2] >> ((i & 3) << 3));
 421     /* Pad to 56 bytes mod 64. */
 422     md5_append(pms, pad, ((55 - (pms->count[0] >> 3)) & 63) + 1);
 423     /* Append the length. */
 424     md5_append(pms, data, 8);
 425     for (i = 0; i < 16; ++i)
 426         digest[i] = (md5_byte_t)(pms->abcd[i >> 2] >> ((i & 3) << 3));
 427 }