src/gromacs/fileio/md5.c

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 2009,2010,2011,2012,2014, by the GROMACS development team, led by
   5  * Mark Abraham, David van der Spoel, Berk Hess, and Erik Lindahl,
   6  * and including many others, as listed in the AUTHORS file in the
   7  * top-level source directory and at http://www.gromacs.org.
   8  *
   9  * GROMACS is free software; you can redistribute it and/or
  10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
  11  * as published by the Free Software Foundation; either version 2.1
  12  * of the License, or (at your option) any later version.
  13  *
  14  * GROMACS is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  17  * Lesser General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  20  * License along with GROMACS; if not, see
  21  * http://www.gnu.org/licenses, or write to the Free Software Foundation,
  22  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA.
  23  *
  24  * If you want to redistribute modifications to GROMACS, please
  25  * consider that scientific software is very special. Version
  26  * control is crucial - bugs must be traceable. We will be happy to
  27  * consider code for inclusion in the official distribution, but
  28  * derived work must not be called official GROMACS. Details are found
  29  * in the README & COPYING files - if they are missing, get the
  30  * official version at http://www.gromacs.org.
  31  *
  32  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  33  * the research papers on the package. Check out http://www.gromacs.org.
  34  */
  35 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  36 #include <config.h>
  37 #endif
  38
  39 #ifdef GMX_INTEGER_BIG_ENDIAN
  40 #define ARCH_IS_BIG_ENDIAN 1
  41 #else
  42 #define ARCH_IS_BIG_ENDIAN 0
  43 #endif
  44
  45 /*
  46    Copyright (C) 1999, 2002 Aladdin Enterprises.  All rights reserved.
  47
  48    This software is provided 'as-is', without any express or implied
  49    warranty.  In no event will the authors be held liable for any damages
  50    arising from the use of this software.
  51
  52    Permission is granted to anyone to use this software for any purpose,
  53    including commercial applications, and to alter it and redistribute it
  54    freely, subject to the following restrictions:
  55
  56    1. The origin of this software must not be misrepresented; you must not
  57      claim that you wrote the original software. If you use this software
  58      in a product, an acknowledgment in the product documentation would be
  59      appreciated but is not required.
  60    2. Altered source versions must be plainly marked as such, and must not be
  61      misrepresented as being the original software.
  62    3. This notice may not be removed or altered from any source distribution.
  63
  64    L. Peter Deutsch
  65    ghost@aladdin.com
  66
  67  */
  68 /*
  69    Independent implementation of MD5 (RFC 1321).
  70
  71    This code implements the MD5 Algorithm defined in RFC 1321, whose
  72    text is available at
  73     http://www.ietf.org/rfc/rfc1321.txt
  74    The code is derived from the text of the RFC, including the test suite
  75    (section A.5) but excluding the rest of Appendix A.  It does not include
  76    any code or documentation that is identified in the RFC as being
  77    copyrighted.
  78
  79    The original and principal author of md5.c is L. Peter Deutsch
  80    <ghost@aladdin.com>.  Other authors are noted in the change history
  81    that follows (in reverse chronological order):
  82
  83    2002-04-13 lpd Clarified derivation from RFC 1321; now handles byte order
  84     either statically or dynamically; added missing #include <string.h>
  85     in library.
  86    2002-03-11 lpd Corrected argument list for main(), and added int return
  87     type, in test program and T value program.
  88    2002-02-21 lpd Added missing #include <stdio.h> in test program.
  89    2000-07-03 lpd Patched to eliminate warnings about "constant is
  90     unsigned in ANSI C, signed in traditional"; made test program
  91     self-checking.
  92    1999-11-04 lpd Edited comments slightly for automatic TOC extraction.
  93    1999-10-18 lpd Fixed typo in header comment (ansi2knr rather than md5).
  94    1999-05-03 lpd Original version.
  95  */
  96
  97 #include "md5.h"
  98 #include <string.h>
  99
 100 #undef BYTE_ORDER   /* 1 = big-endian, -1 = little-endian, 0 = unknown */
 101 #ifdef ARCH_IS_BIG_ENDIAN
 102 #  define BYTE_ORDER (ARCH_IS_BIG_ENDIAN ? 1 : -1)
 103 #else
 104 #  define BYTE_ORDER 0
 105 #endif
 106
 107 #define T_MASK ((md5_word_t) ~0)
 108 #define T1 /* 0xd76aa478 */ (T_MASK ^ 0x28955b87)
 109 #define T2 /* 0xe8c7b756 */ (T_MASK ^ 0x173848a9)
 110 #define T3    0x242070db
 111 #define T4 /* 0xc1bdceee */ (T_MASK ^ 0x3e423111)
 112 #define T5 /* 0xf57c0faf */ (T_MASK ^ 0x0a83f050)
 113 #define T6    0x4787c62a
 114 #define T7 /* 0xa8304613 */ (T_MASK ^ 0x57cfb9ec)
 115 #define T8 /* 0xfd469501 */ (T_MASK ^ 0x02b96afe)
 116 #define T9    0x698098d8
 117 #define T10 /* 0x8b44f7af */ (T_MASK ^ 0x74bb0850)
 118 #define T11 /* 0xffff5bb1 */ (T_MASK ^ 0x0000a44e)
 119 #define T12 /* 0x895cd7be */ (T_MASK ^ 0x76a32841)
 120 #define T13    0x6b901122
 121 #define T14 /* 0xfd987193 */ (T_MASK ^ 0x02678e6c)
 122 #define T15 /* 0xa679438e */ (T_MASK ^ 0x5986bc71)
 123 #define T16    0x49b40821
 124 #define T17 /* 0xf61e2562 */ (T_MASK ^ 0x09e1da9d)
 125 #define T18 /* 0xc040b340 */ (T_MASK ^ 0x3fbf4cbf)
 126 #define T19    0x265e5a51
 127 #define T20 /* 0xe9b6c7aa */ (T_MASK ^ 0x16493855)
 128 #define T21 /* 0xd62f105d */ (T_MASK ^ 0x29d0efa2)
 129 #define T22    0x02441453
 130 #define T23 /* 0xd8a1e681 */ (T_MASK ^ 0x275e197e)
 131 #define T24 /* 0xe7d3fbc8 */ (T_MASK ^ 0x182c0437)
 132 #define T25    0x21e1cde6
 133 #define T26 /* 0xc33707d6 */ (T_MASK ^ 0x3cc8f829)
 134 #define T27 /* 0xf4d50d87 */ (T_MASK ^ 0x0b2af278)
 135 #define T28    0x455a14ed
 136 #define T29 /* 0xa9e3e905 */ (T_MASK ^ 0x561c16fa)
 137 #define T30 /* 0xfcefa3f8 */ (T_MASK ^ 0x03105c07)
 138 #define T31    0x676f02d9
 139 #define T32 /* 0x8d2a4c8a */ (T_MASK ^ 0x72d5b375)
 140 #define T33 /* 0xfffa3942 */ (T_MASK ^ 0x0005c6bd)
 141 #define T34 /* 0x8771f681 */ (T_MASK ^ 0x788e097e)
 142 #define T35    0x6d9d6122
 143 #define T36 /* 0xfde5380c */ (T_MASK ^ 0x021ac7f3)
 144 #define T37 /* 0xa4beea44 */ (T_MASK ^ 0x5b4115bb)
 145 #define T38    0x4bdecfa9
 146 #define T39 /* 0xf6bb4b60 */ (T_MASK ^ 0x0944b49f)
 147 #define T40 /* 0xbebfbc70 */ (T_MASK ^ 0x4140438f)
 148 #define T41    0x289b7ec6
 149 #define T42 /* 0xeaa127fa */ (T_MASK ^ 0x155ed805)
 150 #define T43 /* 0xd4ef3085 */ (T_MASK ^ 0x2b10cf7a)
 151 #define T44    0x04881d05
 152 #define T45 /* 0xd9d4d039 */ (T_MASK ^ 0x262b2fc6)
 153 #define T46 /* 0xe6db99e5 */ (T_MASK ^ 0x1924661a)
 154 #define T47    0x1fa27cf8
 155 #define T48 /* 0xc4ac5665 */ (T_MASK ^ 0x3b53a99a)
 156 #define T49 /* 0xf4292244 */ (T_MASK ^ 0x0bd6ddbb)
 157 #define T50    0x432aff97
 158 #define T51 /* 0xab9423a7 */ (T_MASK ^ 0x546bdc58)
 159 #define T52 /* 0xfc93a039 */ (T_MASK ^ 0x036c5fc6)
 160 #define T53    0x655b59c3
 161 #define T54 /* 0x8f0ccc92 */ (T_MASK ^ 0x70f3336d)
 162 #define T55 /* 0xffeff47d */ (T_MASK ^ 0x00100b82)
 163 #define T56 /* 0x85845dd1 */ (T_MASK ^ 0x7a7ba22e)
 164 #define T57    0x6fa87e4f
 165 #define T58 /* 0xfe2ce6e0 */ (T_MASK ^ 0x01d3191f)
 166 #define T59 /* 0xa3014314 */ (T_MASK ^ 0x5cfebceb)
 167 #define T60    0x4e0811a1
 168 #define T61 /* 0xf7537e82 */ (T_MASK ^ 0x08ac817d)
 169 #define T62 /* 0xbd3af235 */ (T_MASK ^ 0x42c50dca)
 170 #define T63    0x2ad7d2bb
 171 #define T64 /* 0xeb86d391 */ (T_MASK ^ 0x14792c6e)
 172
 173
 174 static void
 175 md5_process(md5_state_t *pms, const md5_byte_t *data /*[64]*/)
 176 {
 177     md5_word_t
 178                a = pms->abcd[0], b = pms->abcd[1],
 179         c        = pms->abcd[2], d = pms->abcd[3];
 180     md5_word_t t;
 181 #if BYTE_ORDER > 0
 182     /* Define storage only for big-endian CPUs. */
 183     md5_word_t X[16];
 184 #else
 185     /* Define storage for little-endian or both types of CPUs. */
 186     md5_word_t        xbuf[16];
 187     const md5_word_t *X;
 188 #endif
 189
 190     {
 191 #if BYTE_ORDER == 0
 192         /*
 193          * Determine dynamically whether this is a big-endian or
 194          * little-endian machine, since we can use a more efficient
 195          * algorithm on the latter.
 196          */
 197         static const int w = 1;
 198
 199         if (*((const md5_byte_t *)&w)) /* dynamic little-endian */
 200 #endif
 201 #if BYTE_ORDER <= 0                    /* little-endian */
 202         {
 203             /*
 204              * On little-endian machines, we can process properly aligned
 205              * data without copying it.
 206              */
 207             if (!((data - (const md5_byte_t *)0) & 3))
 208             {
 209                 /* data are properly aligned */
 210                 X = (const md5_word_t *)data;
 211             }
 212             else
 213             {
 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             {
 239                 xbuf[i] = xp[0] + (xp[1] << 8) + (xp[2] << 16) + (xp[3] << 24);
 240             }
 241         }
 242 #endif
 243     }
 244
 245 #define ROTATE_LEFT(x, n) (((x) << (n)) | ((x) >> (32 - (n))))
 246
 247     /* Round 1. */
 248     /* Let [abcd k s i] denote the operation
 249        a = b + ((a + F(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */
 250 #define F(x, y, z) (((x) & (y)) | (~(x) & (z)))
 251 #define SET(a, b, c, d, k, s, Ti) \
 252     t = a + F(b, c, d) + X[k] + Ti; \
 253     a = ROTATE_LEFT(t, s) + b
 254     /* Do the following 16 operations. */
 255     SET(a, b, c, d,  0,  7,  T1);
 256     SET(d, a, b, c,  1, 12,  T2);
 257     SET(c, d, a, b,  2, 17,  T3);
 258     SET(b, c, d, a,  3, 22,  T4);
 259     SET(a, b, c, d,  4,  7,  T5);
 260     SET(d, a, b, c,  5, 12,  T6);
 261     SET(c, d, a, b,  6, 17,  T7);
 262     SET(b, c, d, a,  7, 22,  T8);
 263     SET(a, b, c, d,  8,  7,  T9);
 264     SET(d, a, b, c,  9, 12, T10);
 265     SET(c, d, a, b, 10, 17, T11);
 266     SET(b, c, d, a, 11, 22, T12);
 267     SET(a, b, c, d, 12,  7, T13);
 268     SET(d, a, b, c, 13, 12, T14);
 269     SET(c, d, a, b, 14, 17, T15);
 270     SET(b, c, d, a, 15, 22, T16);
 271 #undef SET
 272
 273     /* Round 2. */
 274     /* Let [abcd k s i] denote the operation
 275          a = b + ((a + G(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */
 276 #define G(x, y, z) (((x) & (z)) | ((y) & ~(z)))
 277 #define SET(a, b, c, d, k, s, Ti) \
 278     t = a + G(b, c, d) + X[k] + Ti; \
 279     a = ROTATE_LEFT(t, s) + b
 280     /* Do the following 16 operations. */
 281     SET(a, b, c, d,  1,  5, T17);
 282     SET(d, a, b, c,  6,  9, T18);
 283     SET(c, d, a, b, 11, 14, T19);
 284     SET(b, c, d, a,  0, 20, T20);
 285     SET(a, b, c, d,  5,  5, T21);
 286     SET(d, a, b, c, 10,  9, T22);
 287     SET(c, d, a, b, 15, 14, T23);
 288     SET(b, c, d, a,  4, 20, T24);
 289     SET(a, b, c, d,  9,  5, T25);
 290     SET(d, a, b, c, 14,  9, T26);
 291     SET(c, d, a, b,  3, 14, T27);
 292     SET(b, c, d, a,  8, 20, T28);
 293     SET(a, b, c, d, 13,  5, T29);
 294     SET(d, a, b, c,  2,  9, T30);
 295     SET(c, d, a, b,  7, 14, T31);
 296     SET(b, c, d, a, 12, 20, T32);
 297 #undef SET
 298
 299     /* Round 3. */
 300     /* Let [abcd k s t] denote the operation
 301          a = b + ((a + H(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */
 302 #define H(x, y, z) ((x) ^ (y) ^ (z))
 303 #define SET(a, b, c, d, k, s, Ti) \
 304     t = a + H(b, c, d) + X[k] + Ti; \
 305     a = ROTATE_LEFT(t, s) + b
 306     /* Do the following 16 operations. */
 307     SET(a, b, c, d,  5,  4, T33);
 308     SET(d, a, b, c,  8, 11, T34);
 309     SET(c, d, a, b, 11, 16, T35);
 310     SET(b, c, d, a, 14, 23, T36);
 311     SET(a, b, c, d,  1,  4, T37);
 312     SET(d, a, b, c,  4, 11, T38);
 313     SET(c, d, a, b,  7, 16, T39);
 314     SET(b, c, d, a, 10, 23, T40);
 315     SET(a, b, c, d, 13,  4, T41);
 316     SET(d, a, b, c,  0, 11, T42);
 317     SET(c, d, a, b,  3, 16, T43);
 318     SET(b, c, d, a,  6, 23, T44);
 319     SET(a, b, c, d,  9,  4, T45);
 320     SET(d, a, b, c, 12, 11, T46);
 321     SET(c, d, a, b, 15, 16, T47);
 322     SET(b, c, d, a,  2, 23, T48);
 323 #undef SET
 324
 325     /* Round 4. */
 326     /* Let [abcd k s t] denote the operation
 327          a = b + ((a + I(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */
 328 #define I(x, y, z) ((y) ^ ((x) | ~(z)))
 329 #define SET(a, b, c, d, k, s, Ti) \
 330     t = a + I(b, c, d) + X[k] + Ti; \
 331     a = ROTATE_LEFT(t, s) + b
 332     /* Do the following 16 operations. */
 333     SET(a, b, c, d,  0,  6, T49);
 334     SET(d, a, b, c,  7, 10, T50);
 335     SET(c, d, a, b, 14, 15, T51);
 336     SET(b, c, d, a,  5, 21, T52);
 337     SET(a, b, c, d, 12,  6, T53);
 338     SET(d, a, b, c,  3, 10, T54);
 339     SET(c, d, a, b, 10, 15, T55);
 340     SET(b, c, d, a,  1, 21, T56);
 341     SET(a, b, c, d,  8,  6, T57);
 342     SET(d, a, b, c, 15, 10, T58);
 343     SET(c, d, a, b,  6, 15, T59);
 344     SET(b, c, d, a, 13, 21, T60);
 345     SET(a, b, c, d,  4,  6, T61);
 346     SET(d, a, b, c, 11, 10, T62);
 347     SET(c, d, a, b,  2, 15, T63);
 348     SET(b, c, d, a,  9, 21, T64);
 349 #undef SET
 350
 351     /* Then perform the following additions. (That is increment each
 352        of the four registers by the value it had before this block
 353        was started.) */
 354     pms->abcd[0] += a;
 355     pms->abcd[1] += b;
 356     pms->abcd[2] += c;
 357     pms->abcd[3] += d;
 358 }
 359
 360 void
 361 md5_init(md5_state_t *pms)
 362 {
 363     pms->count[0] = pms->count[1] = 0;
 364     pms->abcd[0]  = 0x67452301;
 365     pms->abcd[1]  = /*0xefcdab89*/ T_MASK ^ 0x10325476;
 366     pms->abcd[2]  = /*0x98badcfe*/ T_MASK ^ 0x67452301;
 367     pms->abcd[3]  = 0x10325476;
 368 }
 369
 370 void
 371 md5_append(md5_state_t *pms, const md5_byte_t *data, int nbytes)
 372 {
 373     const md5_byte_t *p = data;
 374     int left            = nbytes;
 375     int offset          = (pms->count[0] >> 3) & 63;
 376     md5_word_t nbits    = (md5_word_t)(nbytes << 3);
 377
 378     if (nbytes <= 0)
 379     {
 380         return;
 381     }
 382
 383     /* Update the message length. */
 384     pms->count[1] += nbytes >> 29;
 385     pms->count[0] += nbits;
 386     if (pms->count[0] < nbits)
 387     {
 388         pms->count[1]++;
 389     }
 390
 391     /* Process an initial partial block. */
 392     if (offset)
 393     {
 394         int copy = (offset + nbytes > 64 ? 64 - offset : nbytes);
 395
 396         memcpy(pms->buf + offset, p, copy);
 397         if (offset + copy < 64)
 398         {
 399             return;
 400         }
 401         p    += copy;
 402         left -= copy;
 403         md5_process(pms, pms->buf);
 404     }
 405
 406     /* Process full blocks. */
 407     for (; left >= 64; p += 64, left -= 64)
 408     {
 409         md5_process(pms, p);
 410     }
 411
 412     /* Process a final partial block. */
 413     if (left)
 414     {
 415         memcpy(pms->buf, p, left);
 416     }
 417 }
 418
 419 void
 420 md5_finish(md5_state_t *pms, md5_byte_t digest[16])
 421 {
 422     static const md5_byte_t pad[64] = {
 423         0x80, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 424         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 425         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 426         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
 427     };
 428     md5_byte_t data[8];
 429     int i;
 430
 431     /* Save the length before padding. */
 432     for (i = 0; i < 8; ++i)
 433     {
 434         data[i] = (md5_byte_t)(pms->count[i >> 2] >> ((i & 3) << 3));
 435     }
 436     /* Pad to 56 bytes mod 64. */
 437     md5_append(pms, pad, ((55 - (pms->count[0] >> 3)) & 63) + 1);
 438     /* Append the length. */
 439     md5_append(pms, data, 8);
 440     for (i = 0; i < 16; ++i)
 441     {
 442         digest[i] = (md5_byte_t)(pms->abcd[i >> 2] >> ((i & 3) << 3));
 443     }
 444 }