mcs/class/Mono.Security/Mono.Security.Cryptography/MD4Managed.cs

   1 //
   2 // MD4Managed.cs - Message Digest 4 Managed Implementation
   3 //
   4 // Author:
   5 //      Sebastien Pouliot (spouliot@motus.com)
   6 //
   7 // (C) 2003 Motus Technologies Inc. (http://www.motus.com)
   8 //
   9
  10 using System;
  11 using System.Security.Cryptography;
  12
  13 namespace Mono.Security.Cryptography {
  14
  15         // References:
  16         // a.     RFC1320: The MD4 Message-Digest Algorithm
  17         //        http://www.ietf.org/rfc/rfc1320.txt
  18
  19         public class MD4Managed : MD4 {
  20
  21                 private uint[] state;
  22                 private byte[] buffer;
  23                 private uint[] count;
  24                 private uint[] x;
  25
  26                 private const int S11 = 3;
  27                 private const int S12 = 7;
  28                 private const int S13 = 11;
  29                 private const int S14 = 19;
  30                 private const int S21 = 3;
  31                 private const int S22 = 5;
  32                 private const int S23 = 9;
  33                 private const int S24 = 13;
  34                 private const int S31 = 3;
  35                 private const int S32 = 9;
  36                 private const int S33 = 11;
  37                 private const int S34 = 15;
  38
  39                 private byte[] digest;
  40
  41                 //--- constructor -----------------------------------------------------------
  42
  43                 public MD4Managed () : base ()
  44                 {
  45                         // we allocate the context memory
  46                         state = new uint [4];
  47                         count = new uint [2];
  48                         buffer = new byte [64];
  49                         digest = new byte [16];
  50                         // the initialize our context
  51                         Initialize ();
  52                 }
  53
  54                 public override void Initialize ()
  55                 {
  56                         count [0] = 0;
  57                         count [1] = 0;
  58                         state [0] = 0x67452301;
  59                         state [1] = 0xefcdab89;
  60                         state [2] = 0x98badcfe;
  61                         state [3] = 0x10325476;
  62                         // temporary buffer in MD4Transform that we don't want to keep allocate on each iteration
  63                         x = new uint [16];
  64                         Array.Clear (buffer, 0, 64);
  65                 }
  66
  67                 protected override void HashCore (byte[] array, int ibStart, int cbSize)
  68                 {
  69                         /* Compute number of bytes mod 64 */
  70                         int index = (int) ((count [0] >> 3) & 0x3F);
  71                         /* Update number of bits */
  72                         count [0] += (uint) (cbSize << 3);
  73                         if (count [0] < (cbSize << 3))
  74                                 count [1]++;
  75                         count [1] += (uint) (cbSize >> 29);
  76
  77                         int partLen = 64 - index;
  78                         int i = 0;
  79                         /* Transform as many times as possible. */
  80                         if (cbSize >= partLen) {
  81                                 //MD4_memcpy((POINTER)&context->buffer[index], (POINTER)input, partLen);
  82                                 Buffer.BlockCopy (array, ibStart, buffer, index, partLen);
  83                                 MD4Transform (state, buffer, 0);
  84
  85                                 for (i = partLen; i + 63 < cbSize; i += 64) {
  86                                         // MD4Transform (context->state, &input[i]);
  87                                         MD4Transform (state, array, i);
  88                                 }
  89
  90                                 index = 0;
  91                         }
  92
  93                         /* Buffer remaining input */
  94                         //MD4_memcpy ((POINTER)&context->buffer[index], (POINTER)&input[i], inputLen-i);
  95                         Buffer.BlockCopy (array, ibStart + i, buffer, index, (cbSize-i));
  96                 }
  97
  98                 protected override byte[] HashFinal ()
  99                 {
 100                         /* Save number of bits */
 101                         byte[] bits = new byte [8];
 102                         Encode (bits, count);
 103
 104                         /* Pad out to 56 mod 64. */
 105                         uint index = ((count [0] >> 3) & 0x3f);
 106                         int padLen = (int) ((index < 56) ? (56 - index) : (120 - index));
 107                         HashCore (Padding (padLen), 0, padLen);
 108
 109                         /* Append length (before padding) */
 110                         HashCore (bits, 0, 8);
 111
 112                         /* Store state in digest */
 113                         Encode (digest, state);
 114
 115                         // Zeroize sensitive information.
 116                         Initialize ();
 117
 118                         return digest;
 119                 }
 120
 121                 //--- private methods ---------------------------------------------------
 122
 123                 private byte[] Padding (int nLength)
 124                 {
 125                         if (nLength > 0) {
 126                                 byte[] padding = new byte [nLength];
 127                                 padding [0] = 0x80;
 128                                 return padding;
 129                         }
 130                         return null;
 131                 }
 132
 133                 /* F, G and H are basic MD4 functions. */
 134                 private uint F (uint x, uint y, uint z)
 135                 {
 136                         return (uint) (((x) & (y)) | ((~x) & (z)));
 137                 }
 138
 139                 private uint G (uint x, uint y, uint z)
 140                 {
 141                         return (uint) (((x) & (y)) | ((x) & (z)) | ((y) & (z)));
 142                 }
 143
 144                 private uint H (uint x, uint y, uint z)
 145                 {
 146                         return (uint) ((x) ^ (y) ^ (z));
 147                 }
 148
 149                 /* ROTATE_LEFT rotates x left n bits. */
 150                 private uint ROL (uint x, byte n)
 151                 {
 152                         return (uint) (((x) << (n)) | ((x) >> (32-(n))));
 153                 }
 154
 155                 /* FF, GG and HH are transformations for rounds 1, 2 and 3 */
 156                 /* Rotation is separate from addition to prevent recomputation */
 157                 private void FF (ref uint a, uint b, uint c, uint d, uint x, byte s)
 158                 {
 159                         a += F (b, c, d) + x;
 160                         a = ROL (a, s);
 161                 }
 162
 163                 private void GG (ref uint a, uint b, uint c, uint d, uint x, byte s)
 164                 {
 165                         a += G (b, c, d) + x + 0x5a827999;
 166                         a = ROL (a, s);
 167                 }
 168
 169                 private void HH (ref uint a, uint b, uint c, uint d, uint x, byte s)
 170                 {
 171                         a += H (b, c, d) + x + 0x6ed9eba1;
 172                         a = ROL (a, s);
 173                 }
 174
 175                 private void Encode (byte[] output, uint[] input)
 176                 {
 177                         for (int i = 0, j = 0; j < output.Length; i++, j += 4) {
 178                                 output [j]   = (byte)(input [i] & 0xff);
 179                                 output [j+1] = (byte)((input [i] >> 8) & 0xff);
 180                                 output [j+2] = (byte)((input [i] >> 16) & 0xff);
 181                                 output [j+3] = (byte)(input [i] >> 24);
 182                         }
 183                 }
 184
 185                 private void Decode (uint[] output, byte[] input, int index)
 186                 {
 187                         for (int i = 0, j = index; i < output.Length; i++, j += 4) {
 188                                 output [i] = (uint) ((input [j]) | (input [j+1] << 8) | (input [j+2] << 16) | (input [j+3] << 24));
 189                         }
 190                 }
 191
 192                 private void MD4Transform (uint[] state, byte[] block, int index)
 193                 {
 194                         uint a = state [0];
 195                         uint b = state [1];
 196                         uint c = state [2];
 197                         uint d = state [3];
 198                         uint[] x = new uint [16];
 199
 200                         Decode (x, block, index);
 201
 202                         /* Round 1 */
 203                         FF (ref a, b, c, d, x[ 0], S11); /* 1 */
 204                         FF (ref d, a, b, c, x[ 1], S12); /* 2 */
 205                         FF (ref c, d, a, b, x[ 2], S13); /* 3 */
 206                         FF (ref b, c, d, a, x[ 3], S14); /* 4 */
 207                         FF (ref a, b, c, d, x[ 4], S11); /* 5 */
 208                         FF (ref d, a, b, c, x[ 5], S12); /* 6 */
 209                         FF (ref c, d, a, b, x[ 6], S13); /* 7 */
 210                         FF (ref b, c, d, a, x[ 7], S14); /* 8 */
 211                         FF (ref a, b, c, d, x[ 8], S11); /* 9 */
 212                         FF (ref d, a, b, c, x[ 9], S12); /* 10 */
 213                         FF (ref c, d, a, b, x[10], S13); /* 11 */
 214                         FF (ref b, c, d, a, x[11], S14); /* 12 */
 215                         FF (ref a, b, c, d, x[12], S11); /* 13 */
 216                         FF (ref d, a, b, c, x[13], S12); /* 14 */
 217                         FF (ref c, d, a, b, x[14], S13); /* 15 */
 218                         FF (ref b, c, d, a, x[15], S14); /* 16 */
 219
 220                         /* Round 2 */
 221                         GG (ref a, b, c, d, x[ 0], S21); /* 17 */
 222                         GG (ref d, a, b, c, x[ 4], S22); /* 18 */
 223                         GG (ref c, d, a, b, x[ 8], S23); /* 19 */
 224                         GG (ref b, c, d, a, x[12], S24); /* 20 */
 225                         GG (ref a, b, c, d, x[ 1], S21); /* 21 */
 226                         GG (ref d, a, b, c, x[ 5], S22); /* 22 */
 227                         GG (ref c, d, a, b, x[ 9], S23); /* 23 */
 228                         GG (ref b, c, d, a, x[13], S24); /* 24 */
 229                         GG (ref a, b, c, d, x[ 2], S21); /* 25 */
 230                         GG (ref d, a, b, c, x[ 6], S22); /* 26 */
 231                         GG (ref c, d, a, b, x[10], S23); /* 27 */
 232                         GG (ref b, c, d, a, x[14], S24); /* 28 */
 233                         GG (ref a, b, c, d, x[ 3], S21); /* 29 */
 234                         GG (ref d, a, b, c, x[ 7], S22); /* 30 */
 235                         GG (ref c, d, a, b, x[11], S23); /* 31 */
 236                         GG (ref b, c, d, a, x[15], S24); /* 32 */
 237
 238                         HH (ref a, b, c, d, x[ 0], S31); /* 33 */
 239                         HH (ref d, a, b, c, x[ 8], S32); /* 34 */
 240                         HH (ref c, d, a, b, x[ 4], S33); /* 35 */
 241                         HH (ref b, c, d, a, x[12], S34); /* 36 */
 242                         HH (ref a, b, c, d, x[ 2], S31); /* 37 */
 243                         HH (ref d, a, b, c, x[10], S32); /* 38 */
 244                         HH (ref c, d, a, b, x[ 6], S33); /* 39 */
 245                         HH (ref b, c, d, a, x[14], S34); /* 40 */
 246                         HH (ref a, b, c, d, x[ 1], S31); /* 41 */
 247                         HH (ref d, a, b, c, x[ 9], S32); /* 42 */
 248                         HH (ref c, d, a, b, x[ 5], S33); /* 43 */
 249                         HH (ref b, c, d, a, x[13], S34); /* 44 */
 250                         HH (ref a, b, c, d, x[ 3], S31); /* 45 */
 251                         HH (ref d, a, b, c, x[11], S32); /* 46 */
 252                         HH (ref c, d, a, b, x[ 7], S33); /* 47 */
 253                         HH (ref b, c, d, a, x[15], S34); /* 48 */
 254
 255                         state [0] += a;
 256                         state [1] += b;
 257                         state [2] += c;
 258                         state [3] += d;
 259
 260                         /* Zeroize sensitive information. */
 261                         Array.Clear (x, 0, 16);
 262                 }
 263         }
 264 }