mcs/class/corlib/System.Security.Cryptography/SHA512Managed.cs

   1 //
   2 // System.Security.Cryptography.SHA512Managed.cs
   3 //
   4 // Authors:
   5 //      Dan Lewis (dihlewis@yahoo.co.uk)
   6 //      Sebastien Pouliot (sebastien@ximian.com)
   7 //
   8 // (C) 2002
   9 // Implementation translated from Bouncy Castle JCE (http://www.bouncycastle.org/)
  10 // See bouncycastle.txt for license.
  11 // Copyright (C) 2004-2005 Novell, Inc (http://www.novell.com)
  12 //
  13 // Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining
  14 // a copy of this software and associated documentation files (the
  15 // "Software"), to deal in the Software without restriction, including
  16 // without limitation the rights to use, copy, modify, merge, publish,
  17 // distribute, sublicense, and/or sell copies of the Software, and to
  18 // permit persons to whom the Software is furnished to do so, subject to
  19 // the following conditions:
  20 //
  21 // The above copyright notice and this permission notice shall be
  22 // included in all copies or substantial portions of the Software.
  23 //
  24 // THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
  25 // EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
  26 // MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND
  27 // NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE
  28 // LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION
  29 // OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION
  30 // WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
  31 //
  32
  33 using System.Runtime.InteropServices;
  34
  35 namespace System.Security.Cryptography {
  36
  37 [ComVisible (true)]
  38 public class SHA512Managed : SHA512 {
  39
  40         private byte[] xBuf;
  41         private int xBufOff;
  42
  43         private ulong byteCount1;
  44         private ulong byteCount2;
  45
  46         private ulong H1, H2, H3, H4, H5, H6, H7, H8;
  47
  48         private ulong[] W;
  49         private int wOff;
  50
  51         public SHA512Managed ()
  52         {
  53                 xBuf = new byte [8];
  54                 W = new ulong [80];
  55                 Initialize (false); // limited initialization
  56         }
  57
  58         private void Initialize (bool reuse)
  59         {
  60                 // SHA-512 initial hash value
  61                 // The first 64 bits of the fractional parts of the square roots
  62                 // of the first eight prime numbers
  63                 H1 = 0x6a09e667f3bcc908L;
  64                 H2 = 0xbb67ae8584caa73bL;
  65                 H3 = 0x3c6ef372fe94f82bL;
  66                 H4 = 0xa54ff53a5f1d36f1L;
  67                 H5 = 0x510e527fade682d1L;
  68                 H6 = 0x9b05688c2b3e6c1fL;
  69                 H7 = 0x1f83d9abfb41bd6bL;
  70                 H8 = 0x5be0cd19137e2179L;
  71
  72                 if (reuse) {
  73                         byteCount1 = 0;
  74                         byteCount2 = 0;
  75
  76                         xBufOff = 0;
  77                         for (int i = 0; i < xBuf.Length; i++)
  78                                 xBuf [i] = 0;
  79
  80                         wOff = 0;
  81                         for (int i = 0; i != W.Length; i++)
  82                                 W [i] = 0;
  83                 }
  84         }
  85
  86         public override void Initialize ()
  87         {
  88                 Initialize (true); // reuse instance
  89         }
  90
  91         // protected
  92
  93         protected override void HashCore (byte[] rgb, int ibStart, int cbSize)
  94         {
  95                 // fill the current word
  96                 while ((xBufOff != 0) && (cbSize > 0)) {
  97                         update (rgb [ibStart]);
  98                         ibStart++;
  99                         cbSize--;
 100                 }
 101
 102                 // process whole words.
 103                 while (cbSize > xBuf.Length) {
 104                         processWord (rgb, ibStart);
 105                         ibStart += xBuf.Length;
 106                         cbSize -= xBuf.Length;
 107                         byteCount1 += (ulong) xBuf.Length;
 108                 }
 109
 110                 // load in the remainder.
 111                 while (cbSize > 0) {
 112                         update (rgb [ibStart]);
 113                         ibStart++;
 114                         cbSize--;
 115                 }
 116         }
 117
 118         protected override byte[] HashFinal ()
 119         {
 120                 adjustByteCounts ();
 121
 122                 ulong lowBitLength = byteCount1 << 3;
 123                 ulong hiBitLength = byteCount2;
 124
 125                 // add the pad bytes.
 126                 update (128);
 127                 while (xBufOff != 0)
 128                         update (0);
 129
 130                 processLength (lowBitLength, hiBitLength);
 131                 processBlock ();
 132
 133                 byte[] output = new byte [64];
 134                 unpackWord(H1, output, 0);
 135                 unpackWord(H2, output, 8);
 136                 unpackWord(H3, output, 16);
 137                 unpackWord(H4, output, 24);
 138                 unpackWord(H5, output, 32);
 139                 unpackWord(H6, output, 40);
 140                 unpackWord(H7, output, 48);
 141                 unpackWord(H8, output, 56);
 142
 143                 Initialize ();
 144                 return output;
 145         }
 146
 147         private void update (byte input)
 148         {
 149                 xBuf [xBufOff++] = input;
 150                 if (xBufOff == xBuf.Length) {
 151                         processWord(xBuf, 0);
 152                         xBufOff = 0;
 153                 }
 154                 byteCount1++;
 155         }
 156
 157         private void processWord (byte[] input, int inOff)
 158         {
 159                 W [wOff++] = ( (ulong) input [inOff] << 56)
 160                         | ( (ulong) input [inOff + 1] << 48)
 161                         | ( (ulong) input [inOff + 2] << 40)
 162                         | ( (ulong) input [inOff + 3] << 32)
 163                         | ( (ulong) input [inOff + 4] << 24)
 164                         | ( (ulong) input [inOff + 5] << 16)
 165                         | ( (ulong) input [inOff + 6] << 8)
 166                         | ( (ulong) input [inOff + 7]);
 167                 if (wOff == 16)
 168                         processBlock ();
 169         }
 170
 171         private void unpackWord (ulong word, byte[] output, int outOff)
 172         {
 173                 output[outOff]     = (byte) (word >> 56);
 174                 output[outOff + 1] = (byte) (word >> 48);
 175                 output[outOff + 2] = (byte) (word >> 40);
 176                 output[outOff + 3] = (byte) (word >> 32);
 177                 output[outOff + 4] = (byte) (word >> 24);
 178                 output[outOff + 5] = (byte) (word >> 16);
 179                 output[outOff + 6] = (byte) (word >> 8);
 180                 output[outOff + 7] = (byte) word;
 181         }
 182
 183         // adjust the byte counts so that byteCount2 represents the
 184         // upper long (less 3 bits) word of the byte count.
 185         private void adjustByteCounts ()
 186         {
 187                 if (byteCount1 > 0x1fffffffffffffffL) {
 188                         byteCount2 += (byteCount1 >> 61);
 189                         byteCount1 &= 0x1fffffffffffffffL;
 190                 }
 191         }
 192
 193         private void processLength (ulong lowW, ulong hiW)
 194         {
 195                 if (wOff > 14)
 196                         processBlock();
 197                 W[14] = hiW;
 198                 W[15] = lowW;
 199         }
 200
 201         private void processBlock ()
 202         {
 203                 adjustByteCounts ();
 204                 // expand 16 word block into 80 word blocks.
 205                 for (int t = 16; t <= 79; t++)
 206                         W[t] = Sigma1 (W [t - 2]) + W [t - 7] + Sigma0 (W [t - 15]) + W [t - 16];
 207
 208                 // set up working variables.
 209                 ulong a = H1;
 210                 ulong b = H2;
 211                 ulong c = H3;
 212                 ulong d = H4;
 213                 ulong e = H5;
 214                 ulong f = H6;
 215                 ulong g = H7;
 216                 ulong h = H8;
 217
 218                 for (int t = 0; t <= 79; t++) {
 219                         ulong T1 = h + Sum1 (e) + Ch (e, f, g) + SHAConstants.K2 [t] + W [t];
 220                         ulong T2 = Sum0 (a) + Maj (a, b, c);
 221                         h = g;
 222                         g = f;
 223                         f = e;
 224                         e = d + T1;
 225                         d = c;
 226                         c = b;
 227                         b = a;
 228                         a = T1 + T2;
 229                 }
 230
 231                 H1 += a;
 232                 H2 += b;
 233                 H3 += c;
 234                 H4 += d;
 235                 H5 += e;
 236                 H6 += f;
 237                 H7 += g;
 238                 H8 += h;
 239                 // reset the offset and clean out the word buffer.
 240                 wOff = 0;
 241                 for (int i = 0; i != W.Length; i++)
 242                         W[i] = 0;
 243         }
 244
 245         private ulong rotateRight (ulong x, int n)
 246         {
 247                 return (x >> n) | (x << (64 - n));
 248         }
 249
 250         /* SHA-512 and SHA-512 functions (as for SHA-256 but for longs) */
 251         private ulong Ch (ulong x, ulong y, ulong z)
 252         {
 253                 return ((x & y) ^ ((~x) & z));
 254         }
 255
 256         private ulong Maj (ulong x, ulong y, ulong z)
 257         {
 258                 return ((x & y) ^ (x & z) ^ (y & z));
 259         }
 260
 261         private ulong Sum0 (ulong x)
 262         {
 263                 return rotateRight (x, 28) ^ rotateRight (x, 34) ^ rotateRight (x, 39);
 264         }
 265
 266         private ulong Sum1 (ulong x)
 267         {
 268                 return rotateRight (x, 14) ^ rotateRight (x, 18) ^ rotateRight (x, 41);
 269         }
 270
 271         private ulong Sigma0 (ulong x)
 272         {
 273                 return rotateRight (x, 1) ^ rotateRight(x, 8) ^ (x >> 7);
 274         }
 275
 276         private ulong Sigma1 (ulong x)
 277         {
 278                 return rotateRight (x, 19) ^ rotateRight (x, 61) ^ (x >> 6);
 279         }
 280 }
 281
 282 }