mcs/class/corlib/System.Security.Cryptography/SHA1CryptoServiceProvider.cs

   1 //
   2 // System.Security.Cryptography SHA1CryptoServiceProvider Class implementation
   3 //
   4 // Authors:
   5 //      Matthew S. Ford (Matthew.S.Ford@Rose-Hulman.Edu)
   6 //      Sebastien Pouliot (sebastien@ximian.com)
   7 //
   8 // Copyright 2001 by Matthew S. Ford.
   9 // (C) 2004 Novell (http://www.novell.com)
  10 //
  11
  12 // Note:
  13 // The MS Framework includes two (almost) identical class for SHA1.
  14 //      SHA1Managed is a 100% managed implementation.
  15 //      SHA1CryptoServiceProvider (this file) is a wrapper on CryptoAPI.
  16 // Mono must provide those two class for binary compatibility.
  17 // In our case both class are wrappers around a managed internal class SHA1Internal.
  18
  19 namespace System.Security.Cryptography {
  20
  21         internal class SHA1Internal {
  22
  23                 private const int BLOCK_SIZE_BYTES =  64;
  24                 private const int HASH_SIZE_BYTES  =  20;
  25                 private uint[] _H;  // these are my chaining variables
  26                 private uint count;
  27                 private byte[] _ProcessingBuffer;   // Used to start data when passed less than a block worth.
  28                 private int _ProcessingBufferCount; // Counts how much data we have stored that still needs processed.
  29
  30                 public SHA1Internal ()
  31                 {
  32                         _H = new uint[5];
  33                         _ProcessingBuffer = new byte[BLOCK_SIZE_BYTES];
  34
  35                         Initialize();
  36                 }
  37
  38                 public void HashCore (byte[] rgb, int start, int size)
  39                 {
  40                         int i;
  41
  42                         if (_ProcessingBufferCount != 0) {
  43                                 if (size < (BLOCK_SIZE_BYTES - _ProcessingBufferCount)) {
  44                                         System.Buffer.BlockCopy (rgb, start, _ProcessingBuffer, _ProcessingBufferCount, size);
  45                                         _ProcessingBufferCount += size;
  46                                         return;
  47                                 }
  48                                 else {
  49                                         i = (BLOCK_SIZE_BYTES - _ProcessingBufferCount);
  50                                         System.Buffer.BlockCopy (rgb, start, _ProcessingBuffer, _ProcessingBufferCount, i);
  51                                         ProcessBlock (_ProcessingBuffer, 0);
  52                                         _ProcessingBufferCount = 0;
  53                                         start += i;
  54                                         size -= i;
  55                                 }
  56                         }
  57
  58                         for (i=0; i<size-size%BLOCK_SIZE_BYTES; i += BLOCK_SIZE_BYTES) {
  59                                 ProcessBlock (rgb, start+i);
  60                         }
  61
  62                         if (size%BLOCK_SIZE_BYTES != 0) {
  63                                 System.Buffer.BlockCopy (rgb, size-size%BLOCK_SIZE_BYTES+start, _ProcessingBuffer, 0, size%BLOCK_SIZE_BYTES);
  64                                 _ProcessingBufferCount = size%BLOCK_SIZE_BYTES;
  65                         }
  66                 }
  67
  68                 public byte[] HashFinal ()
  69                 {
  70                         byte[] hash = new byte[20];
  71
  72                         ProcessFinalBlock (_ProcessingBuffer, 0, _ProcessingBufferCount);
  73
  74                         for (int i=0; i<5; i++) {
  75                                 for (int j=0; j<4; j++) {
  76                                         hash [i*4+j] = (byte)(_H[i] >> (8*(3-j)));
  77                                 }
  78                         }
  79
  80                         return hash;
  81                 }
  82
  83                 public void Initialize ()
  84                 {
  85                         count = 0;
  86                         _ProcessingBufferCount = 0;
  87
  88                         _H[0] = 0x67452301;
  89                         _H[1] = 0xefcdab89;
  90                         _H[2] = 0x98badcfe;
  91                         _H[3] = 0x10325476;
  92                         _H[4] = 0xC3D2E1F0;
  93                 }
  94
  95                 private void ProcessBlock(byte[] inputBuffer, int inputOffset)
  96                 {
  97                         uint[] buff = new uint[80];
  98                         uint a, b, c, d, e;
  99                         int i;
 100
 101                         count += BLOCK_SIZE_BYTES;
 102
 103                         for (i=0; i<16; i++) {
 104                                 buff[i] = ((uint)(inputBuffer[inputOffset+4*i]) << 24)
 105                                         | ((uint)(inputBuffer[inputOffset+4*i+1]) << 16)
 106                                         | ((uint)(inputBuffer[inputOffset+4*i+2]) <<  8)
 107                                         | ((uint)(inputBuffer[inputOffset+4*i+3]));
 108                         }
 109
 110                         for (i=16; i<80; i++) {
 111                                 buff[i] = ((buff[i-3] ^ buff[i-8] ^ buff[i-14] ^ buff[i-16]) << 1)
 112                                         | ((buff[i-3] ^ buff[i-8] ^ buff[i-14] ^ buff[i-16]) >> 31);
 113                         }
 114
 115                         a = _H[0];
 116                         b = _H[1];
 117                         c = _H[2];
 118                         d = _H[3];
 119                         e = _H[4];
 120
 121                         // This function was unrolled because it seems to be doubling our performance with current compiler/VM.
 122                         // Possibly roll up if this changes.
 123
 124                         // ---- Round 1 --------
 125
 126                         e += ((a << 5) | (a >> 27)) + (((c ^ d) & b) ^ d) + 0x5A827999 + buff[0];
 127                         b = (b << 30) | (b >> 2);
 128
 129                         d += ((e << 5) | (e >> 27)) + (((b ^ c) & a) ^ c) + 0x5A827999 + buff[1];
 130                         a = (a << 30) | (a >> 2);
 131
 132                         c += ((d << 5) | (d >> 27)) + (((a ^ b) & e) ^ b) + 0x5A827999 + buff[2];
 133                         e = (e << 30) | (e >> 2);
 134
 135                         b += ((c << 5) | (c >> 27)) + (((e ^ a) & d) ^ a) + 0x5A827999 + buff[3];
 136                         d = (d << 30) | (d >> 2);
 137
 138                         a += ((b << 5) | (b >> 27)) + (((d ^ e) & c) ^ e) + 0x5A827999 + buff[4];
 139                         c = (c << 30) | (c >> 2);
 140
 141                         e += ((a << 5) | (a >> 27)) + (((c ^ d) & b) ^ d) + 0x5A827999 + buff[5];
 142                         b = (b << 30) | (b >> 2);
 143
 144                         d += ((e << 5) | (e >> 27)) + (((b ^ c) & a) ^ c) + 0x5A827999 + buff[6];
 145                         a = (a << 30) | (a >> 2);
 146
 147                         c += ((d << 5) | (d >> 27)) + (((a ^ b) & e) ^ b) + 0x5A827999 + buff[7];
 148                         e = (e << 30) | (e >> 2);
 149
 150                         b += ((c << 5) | (c >> 27)) + (((e ^ a) & d) ^ a) + 0x5A827999 + buff[8];
 151                         d = (d << 30) | (d >> 2);
 152
 153                         a += ((b << 5) | (b >> 27)) + (((d ^ e) & c) ^ e) + 0x5A827999 + buff[9];
 154                         c = (c << 30) | (c >> 2);
 155
 156                         e += ((a << 5) | (a >> 27)) + (((c ^ d) & b) ^ d) + 0x5A827999 + buff[10];
 157                         b = (b << 30) | (b >> 2);
 158
 159                         d += ((e << 5) | (e >> 27)) + (((b ^ c) & a) ^ c) + 0x5A827999 + buff[11];
 160                         a = (a << 30) | (a >> 2);
 161
 162                         c += ((d << 5) | (d >> 27)) + (((a ^ b) & e) ^ b) + 0x5A827999 + buff[12];
 163                         e = (e << 30) | (e >> 2);
 164
 165                         b += ((c << 5) | (c >> 27)) + (((e ^ a) & d) ^ a) + 0x5A827999 + buff[13];
 166                         d = (d << 30) | (d >> 2);
 167
 168                         a += ((b << 5) | (b >> 27)) + (((d ^ e) & c) ^ e) + 0x5A827999 + buff[14];
 169                         c = (c << 30) | (c >> 2);
 170
 171                         e += ((a << 5) | (a >> 27)) + (((c ^ d) & b) ^ d) + 0x5A827999 + buff[15];
 172                         b = (b << 30) | (b >> 2);
 173
 174                         d += ((e << 5) | (e >> 27)) + (((b ^ c) & a) ^ c) + 0x5A827999 + buff[16];
 175                         a = (a << 30) | (a >> 2);
 176
 177                         c += ((d << 5) | (d >> 27)) + (((a ^ b) & e) ^ b) + 0x5A827999 + buff[17];
 178                         e = (e << 30) | (e >> 2);
 179
 180                         b += ((c << 5) | (c >> 27)) + (((e ^ a) & d) ^ a) + 0x5A827999 + buff[18];
 181                         d = (d << 30) | (d >> 2);
 182
 183                         a += ((b << 5) | (b >> 27)) + (((d ^ e) & c) ^ e) + 0x5A827999 + buff[19];
 184                         c = (c << 30) | (c >> 2);
 185
 186                         // ---- Round 2 --------
 187
 188                         e += ((a << 5) | (a >> 27)) + (b ^ c ^ d) + 0x6ED9EBA1 + buff[20];
 189                         b = (b << 30) | (b >> 2);
 190
 191                         d += ((e << 5) | (e >> 27)) + (a ^ b ^ c) + 0x6ED9EBA1 + buff[21];
 192                         a = (a << 30) | (a >> 2);
 193
 194                         c += ((d << 5) | (d >> 27)) + (e ^ a ^ b) + 0x6ED9EBA1 + buff[22];
 195                         e = (e << 30) | (e >> 2);
 196
 197                         b += ((c << 5) | (c >> 27)) + (d ^ e ^ a) + 0x6ED9EBA1 + buff[23];
 198                         d = (d << 30) | (d >> 2);
 199
 200                         a += ((b << 5) | (b >> 27)) + (c ^ d ^ e) + 0x6ED9EBA1 + buff[24];
 201                         c = (c << 30) | (c >> 2);
 202
 203                         e += ((a << 5) | (a >> 27)) + (b ^ c ^ d) + 0x6ED9EBA1 + buff[25];
 204                         b = (b << 30) | (b >> 2);
 205
 206                         d += ((e << 5) | (e >> 27)) + (a ^ b ^ c) + 0x6ED9EBA1 + buff[26];
 207                         a = (a << 30) | (a >> 2);
 208
 209                         c += ((d << 5) | (d >> 27)) + (e ^ a ^ b) + 0x6ED9EBA1 + buff[27];
 210                         e = (e << 30) | (e >> 2);
 211
 212                         b += ((c << 5) | (c >> 27)) + (d ^ e ^ a) + 0x6ED9EBA1 + buff[28];
 213                         d = (d << 30) | (d >> 2);
 214
 215                         a += ((b << 5) | (b >> 27)) + (c ^ d ^ e) + 0x6ED9EBA1 + buff[29];
 216                         c = (c << 30) | (c >> 2);
 217
 218                         e += ((a << 5) | (a >> 27)) + (b ^ c ^ d) + 0x6ED9EBA1 + buff[30];
 219                         b = (b << 30) | (b >> 2);
 220
 221                         d += ((e << 5) | (e >> 27)) + (a ^ b ^ c) + 0x6ED9EBA1 + buff[31];
 222                         a = (a << 30) | (a >> 2);
 223
 224                         c += ((d << 5) | (d >> 27)) + (e ^ a ^ b) + 0x6ED9EBA1 + buff[32];
 225                         e = (e << 30) | (e >> 2);
 226
 227                         b += ((c << 5) | (c >> 27)) + (d ^ e ^ a) + 0x6ED9EBA1 + buff[33];
 228                         d = (d << 30) | (d >> 2);
 229
 230                         a += ((b << 5) | (b >> 27)) + (c ^ d ^ e) + 0x6ED9EBA1 + buff[34];
 231                         c = (c << 30) | (c >> 2);
 232
 233                         e += ((a << 5) | (a >> 27)) + (b ^ c ^ d) + 0x6ED9EBA1 + buff[35];
 234                         b = (b << 30) | (b >> 2);
 235
 236                         d += ((e << 5) | (e >> 27)) + (a ^ b ^ c) + 0x6ED9EBA1 + buff[36];
 237                         a = (a << 30) | (a >> 2);
 238
 239                         c += ((d << 5) | (d >> 27)) + (e ^ a ^ b) + 0x6ED9EBA1 + buff[37];
 240                         e = (e << 30) | (e >> 2);
 241
 242                         b += ((c << 5) | (c >> 27)) + (d ^ e ^ a) + 0x6ED9EBA1 + buff[38];
 243                         d = (d << 30) | (d >> 2);
 244
 245                         a += ((b << 5) | (b >> 27)) + (c ^ d ^ e) + 0x6ED9EBA1 + buff[39];
 246                         c = (c << 30) | (c >> 2);
 247
 248                         // ---- Round 3 --------
 249
 250                         e += ((a << 5) | (a >> 27)) + ((b&c) | (b&d) | (c&d)) + 0x8F1BBCDC + buff[40];
 251                         b = (b << 30) | (b >> 2);
 252
 253                         d += ((e << 5) | (e >> 27)) + ((a&b) | (a&c) | (b&c)) + 0x8F1BBCDC + buff[41];
 254                         a = (a << 30) | (a >> 2);
 255
 256                         c += ((d << 5) | (d >> 27)) + ((e&a) | (e&b) | (a&b)) + 0x8F1BBCDC + buff[42];
 257                         e = (e << 30) | (e >> 2);
 258
 259                         b += ((c << 5) | (c >> 27)) + ((d&e) | (d&a) | (e&a)) + 0x8F1BBCDC + buff[43];
 260                         d = (d << 30) | (d >> 2);
 261
 262                         a += ((b << 5) | (b >> 27)) + ((c&d) | (c&e) | (d&e)) + 0x8F1BBCDC + buff[44];
 263                         c = (c << 30) | (c >> 2);
 264
 265                         e += ((a << 5) | (a >> 27)) + ((b&c) | (b&d) | (c&d)) + 0x8F1BBCDC + buff[45];
 266                         b = (b << 30) | (b >> 2);
 267
 268                         d += ((e << 5) | (e >> 27)) + ((a&b) | (a&c) | (b&c)) + 0x8F1BBCDC + buff[46];
 269                         a = (a << 30) | (a >> 2);
 270
 271                         c += ((d << 5) | (d >> 27)) + ((e&a) | (e&b) | (a&b)) + 0x8F1BBCDC + buff[47];
 272                         e = (e << 30) | (e >> 2);
 273
 274                         b += ((c << 5) | (c >> 27)) + ((d&e) | (d&a) | (e&a)) + 0x8F1BBCDC + buff[48];
 275                         d = (d << 30) | (d >> 2);
 276
 277                         a += ((b << 5) | (b >> 27)) + ((c&d) | (c&e) | (d&e)) + 0x8F1BBCDC + buff[49];
 278                         c = (c << 30) | (c >> 2);
 279
 280                         e += ((a << 5) | (a >> 27)) + ((b&c) | (b&d) | (c&d)) + 0x8F1BBCDC + buff[50];
 281                         b = (b << 30) | (b >> 2);
 282
 283                         d += ((e << 5) | (e >> 27)) + ((a&b) | (a&c) | (b&c)) + 0x8F1BBCDC + buff[51];
 284                         a = (a << 30) | (a >> 2);
 285
 286                         c += ((d << 5) | (d >> 27)) + ((e&a) | (e&b) | (a&b)) + 0x8F1BBCDC + buff[52];
 287                         e = (e << 30) | (e >> 2);
 288
 289                         b += ((c << 5) | (c >> 27)) + ((d&e) | (d&a) | (e&a)) + 0x8F1BBCDC + buff[53];
 290                         d = (d << 30) | (d >> 2);
 291
 292                         a += ((b << 5) | (b >> 27)) + ((c&d) | (c&e) | (d&e)) + 0x8F1BBCDC + buff[54];
 293                         c = (c << 30) | (c >> 2);
 294
 295                         e += ((a << 5) | (a >> 27)) + ((b&c) | (b&d) | (c&d)) + 0x8F1BBCDC + buff[55];
 296                         b = (b << 30) | (b >> 2);
 297
 298                         d += ((e << 5) | (e >> 27)) + ((a&b) | (a&c) | (b&c)) + 0x8F1BBCDC + buff[56];
 299                         a = (a << 30) | (a >> 2);
 300
 301                         c += ((d << 5) | (d >> 27)) + ((e&a) | (e&b) | (a&b)) + 0x8F1BBCDC + buff[57];
 302                         e = (e << 30) | (e >> 2);
 303
 304                         b += ((c << 5) | (c >> 27)) + ((d&e) | (d&a) | (e&a)) + 0x8F1BBCDC + buff[58];
 305                         d = (d << 30) | (d >> 2);
 306
 307                         a += ((b << 5) | (b >> 27)) + ((c&d) | (c&e) | (d&e)) + 0x8F1BBCDC + buff[59];
 308                         c = (c << 30) | (c >> 2);
 309
 310                         // ---- Round 4 --------
 311
 312                         e += ((a << 5) | (a >> 27)) + (b ^ c ^ d) + 0xCA62C1D6 + buff[60];
 313                         b = (b << 30) | (b >> 2);
 314
 315                         d += ((e << 5) | (e >> 27)) + (a ^ b ^ c) + 0xCA62C1D6 + buff[61];
 316                         a = (a << 30) | (a >> 2);
 317
 318                         c += ((d << 5) | (d >> 27)) + (e ^ a ^ b) + 0xCA62C1D6 + buff[62];
 319                         e = (e << 30) | (e >> 2);
 320
 321                         b += ((c << 5) | (c >> 27)) + (d ^ e ^ a) + 0xCA62C1D6 + buff[63];
 322                         d = (d << 30) | (d >> 2);
 323
 324                         a += ((b << 5) | (b >> 27)) + (c ^ d ^ e) + 0xCA62C1D6 + buff[64];
 325                         c = (c << 30) | (c >> 2);
 326
 327                         e += ((a << 5) | (a >> 27)) + (b ^ c ^ d) + 0xCA62C1D6 + buff[65];
 328                         b = (b << 30) | (b >> 2);
 329
 330                         d += ((e << 5) | (e >> 27)) + (a ^ b ^ c) + 0xCA62C1D6 + buff[66];
 331                         a = (a << 30) | (a >> 2);
 332
 333                         c += ((d << 5) | (d >> 27)) + (e ^ a ^ b) + 0xCA62C1D6 + buff[67];
 334                         e = (e << 30) | (e >> 2);
 335
 336                         b += ((c << 5) | (c >> 27)) + (d ^ e ^ a) + 0xCA62C1D6 + buff[68];
 337                         d = (d << 30) | (d >> 2);
 338
 339                         a += ((b << 5) | (b >> 27)) + (c ^ d ^ e) + 0xCA62C1D6 + buff[69];
 340                         c = (c << 30) | (c >> 2);
 341
 342                         e += ((a << 5) | (a >> 27)) + (b ^ c ^ d) + 0xCA62C1D6 + buff[70];
 343                         b = (b << 30) | (b >> 2);
 344
 345                         d += ((e << 5) | (e >> 27)) + (a ^ b ^ c) + 0xCA62C1D6 + buff[71];
 346                         a = (a << 30) | (a >> 2);
 347
 348                         c += ((d << 5) | (d >> 27)) + (e ^ a ^ b) + 0xCA62C1D6 + buff[72];
 349                         e = (e << 30) | (e >> 2);
 350
 351                         b += ((c << 5) | (c >> 27)) + (d ^ e ^ a) + 0xCA62C1D6 + buff[73];
 352                         d = (d << 30) | (d >> 2);
 353
 354                         a += ((b << 5) | (b >> 27)) + (c ^ d ^ e) + 0xCA62C1D6 + buff[74];
 355                         c = (c << 30) | (c >> 2);
 356
 357                         e += ((a << 5) | (a >> 27)) + (b ^ c ^ d) + 0xCA62C1D6 + buff[75];
 358                         b = (b << 30) | (b >> 2);
 359
 360                         d += ((e << 5) | (e >> 27)) + (a ^ b ^ c) + 0xCA62C1D6 + buff[76];
 361                         a = (a << 30) | (a >> 2);
 362
 363                         c += ((d << 5) | (d >> 27)) + (e ^ a ^ b) + 0xCA62C1D6 + buff[77];
 364                         e = (e << 30) | (e >> 2);
 365
 366                         b += ((c << 5) | (c >> 27)) + (d ^ e ^ a) + 0xCA62C1D6 + buff[78];
 367                         d = (d << 30) | (d >> 2);
 368
 369                         a += ((b << 5) | (b >> 27)) + (c ^ d ^ e) + 0xCA62C1D6 + buff[79];
 370                         c = (c << 30) | (c >> 2);
 371
 372
 373                         _H[0] += a;
 374                         _H[1] += b;
 375                         _H[2] += c;
 376                         _H[3] += d;
 377                         _H[4] += e;
 378                 }
 379
 380                 private void ProcessFinalBlock (byte[] inputBuffer, int inputOffset, int inputCount)
 381                 {
 382                         int i;
 383                         int paddingSize = (int)(56 - (inputCount + count) % BLOCK_SIZE_BYTES);
 384
 385                         if (paddingSize < 1)
 386                                 paddingSize += BLOCK_SIZE_BYTES;
 387
 388                         byte[] fooBuffer = new byte[inputCount+paddingSize+8];
 389
 390                         for (i=0; i<inputCount; i++) {
 391                                 fooBuffer[i] = inputBuffer[i+inputOffset];
 392                         }
 393
 394                         fooBuffer[inputCount] = 0x80;
 395                         for (i=inputCount+1; i<inputCount+paddingSize; i++) {
 396                                 fooBuffer[i] = 0x00;
 397                         }
 398
 399                         // I deal in bytes. The algorithm deals in bits.
 400                         uint size = (uint)((count+inputCount) << 3);
 401
 402                         fooBuffer[inputCount+paddingSize]   = 0x00;
 403                         fooBuffer[inputCount+paddingSize+1] = 0x00;
 404                         fooBuffer[inputCount+paddingSize+2] = 0x00;
 405                         fooBuffer[inputCount+paddingSize+3] = 0x00;
 406
 407                         fooBuffer[inputCount+paddingSize+4] = (byte)((size) >> 24);
 408                         fooBuffer[inputCount+paddingSize+5] = (byte)((size) >> 16);
 409                         fooBuffer[inputCount+paddingSize+6] = (byte)((size) >>  8);
 410                         fooBuffer[inputCount+paddingSize+7] = (byte)((size) >>  0);
 411
 412                         ProcessBlock(fooBuffer, 0);
 413
 414                         if (inputCount+paddingSize+8 == 128) {
 415                                 ProcessBlock(fooBuffer, 64);
 416                         }
 417                 }
 418         }
 419
 420         public sealed class SHA1CryptoServiceProvider : SHA1 {
 421
 422                 private SHA1Internal sha;
 423
 424                 public SHA1CryptoServiceProvider ()
 425                 {
 426                         sha = new SHA1Internal ();
 427                 }
 428
 429                 ~SHA1CryptoServiceProvider ()
 430                 {
 431                         Dispose (false);
 432                 }
 433
 434                 protected override void Dispose (bool disposing)
 435                 {
 436                         // nothing new to do (managed implementation)
 437                         base.Dispose (disposing);
 438                 }
 439
 440                 protected override void HashCore (byte[] rgb, int start, int size)
 441                 {
 442                         State = 1;
 443                         sha.HashCore (rgb, start, size);
 444                 }
 445
 446                 protected override byte[] HashFinal ()
 447                 {
 448                         State = 0;
 449                         return sha.HashFinal ();
 450                 }
 451
 452                 public override void Initialize ()
 453                 {
 454                         sha.Initialize ();
 455                 }
 456         }
 457 }