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 #if NET_2_0
  38 [ComVisible (true)]
  39 #endif
  40 public class SHA512Managed : SHA512 {
  41
  42         private byte[] xBuf;
  43         private int xBufOff;
  44
  45         private ulong byteCount1;
  46         private ulong byteCount2;
  47
  48         private ulong H1, H2, H3, H4, H5, H6, H7, H8;
  49
  50         private ulong[] W;
  51         private int wOff;
  52
  53         public SHA512Managed ()
  54         {
  55                 xBuf = new byte [8];
  56                 W = new ulong [80];
  57                 Initialize (false); // limited initialization
  58         }
  59
  60         private void Initialize (bool reuse)
  61         {
  62                 // SHA-512 initial hash value
  63                 // The first 64 bits of the fractional parts of the square roots
  64                 // of the first eight prime numbers
  65                 H1 = 0x6a09e667f3bcc908L;
  66                 H2 = 0xbb67ae8584caa73bL;
  67                 H3 = 0x3c6ef372fe94f82bL;
  68                 H4 = 0xa54ff53a5f1d36f1L;
  69                 H5 = 0x510e527fade682d1L;
  70                 H6 = 0x9b05688c2b3e6c1fL;
  71                 H7 = 0x1f83d9abfb41bd6bL;
  72                 H8 = 0x5be0cd19137e2179L;
  73
  74                 if (reuse) {
  75                         byteCount1 = 0;
  76                         byteCount2 = 0;
  77
  78                         xBufOff = 0;
  79                         for (int i = 0; i < xBuf.Length; i++)
  80                                 xBuf [i] = 0;
  81
  82                         wOff = 0;
  83                         for (int i = 0; i != W.Length; i++)
  84                                 W [i] = 0;
  85                 }
  86         }
  87
  88         public override void Initialize ()
  89         {
  90                 Initialize (true); // reuse instance
  91         }
  92
  93         // protected
  94
  95         protected override void HashCore (byte[] rgb, int start, int count)
  96         {
  97                 // fill the current word
  98                 while ((xBufOff != 0) && (count > 0)) {
  99                         update (rgb [start]);
 100                         start++;
 101                         count--;
 102                 }
 103
 104                 // process whole words.
 105                 while (count > xBuf.Length) {
 106                         processWord (rgb, start);
 107                         start += xBuf.Length;
 108                         count -= xBuf.Length;
 109                         byteCount1 += (ulong) xBuf.Length;
 110                 }
 111
 112                 // load in the remainder.
 113                 while (count > 0) {
 114                         update (rgb [start]);
 115                         start++;
 116                         count--;
 117                 }
 118         }
 119
 120         protected override byte[] HashFinal ()
 121         {
 122                 adjustByteCounts ();
 123
 124                 ulong lowBitLength = byteCount1 << 3;
 125                 ulong hiBitLength = byteCount2;
 126
 127                 // add the pad bytes.
 128                 update (128);
 129                 while (xBufOff != 0)
 130                         update (0);
 131
 132                 processLength (lowBitLength, hiBitLength);
 133                 processBlock ();
 134
 135                 byte[] output = new byte [64];
 136                 unpackWord(H1, output, 0);
 137                 unpackWord(H2, output, 8);
 138                 unpackWord(H3, output, 16);
 139                 unpackWord(H4, output, 24);
 140                 unpackWord(H5, output, 32);
 141                 unpackWord(H6, output, 40);
 142                 unpackWord(H7, output, 48);
 143                 unpackWord(H8, output, 56);
 144
 145                 Initialize ();
 146                 return output;
 147         }
 148
 149         private void update (byte input)
 150         {
 151                 xBuf [xBufOff++] = input;
 152                 if (xBufOff == xBuf.Length) {
 153                         processWord(xBuf, 0);
 154                         xBufOff = 0;
 155                 }
 156                 byteCount1++;
 157         }
 158
 159         private void processWord (byte[] input, int inOff)
 160         {
 161                 W [wOff++] = ( (ulong) input [inOff] << 56)
 162                         | ( (ulong) input [inOff + 1] << 48)
 163                         | ( (ulong) input [inOff + 2] << 40)
 164                         | ( (ulong) input [inOff + 3] << 32)
 165                         | ( (ulong) input [inOff + 4] << 24)
 166                         | ( (ulong) input [inOff + 5] << 16)
 167                         | ( (ulong) input [inOff + 6] << 8)
 168                         | ( (ulong) input [inOff + 7]);
 169                 if (wOff == 16)
 170                         processBlock ();
 171         }
 172
 173         private void unpackWord (ulong word, byte[] output, int outOff)
 174         {
 175                 output[outOff]     = (byte) (word >> 56);
 176                 output[outOff + 1] = (byte) (word >> 48);
 177                 output[outOff + 2] = (byte) (word >> 40);
 178                 output[outOff + 3] = (byte) (word >> 32);
 179                 output[outOff + 4] = (byte) (word >> 24);
 180                 output[outOff + 5] = (byte) (word >> 16);
 181                 output[outOff + 6] = (byte) (word >> 8);
 182                 output[outOff + 7] = (byte) word;
 183         }
 184
 185         // adjust the byte counts so that byteCount2 represents the
 186         // upper long (less 3 bits) word of the byte count.
 187         private void adjustByteCounts ()
 188         {
 189                 if (byteCount1 > 0x1fffffffffffffffL) {
 190                         byteCount2 += (byteCount1 >> 61);
 191                         byteCount1 &= 0x1fffffffffffffffL;
 192                 }
 193         }
 194
 195         private void processLength (ulong lowW, ulong hiW)
 196         {
 197                 if (wOff > 14)
 198                         processBlock();
 199                 W[14] = hiW;
 200                 W[15] = lowW;
 201         }
 202
 203         private void processBlock ()
 204         {
 205                 adjustByteCounts ();
 206                 // expand 16 word block into 80 word blocks.
 207                 for (int t = 16; t <= 79; t++)
 208                         W[t] = Sigma1 (W [t - 2]) + W [t - 7] + Sigma0 (W [t - 15]) + W [t - 16];
 209
 210                 // set up working variables.
 211                 ulong a = H1;
 212                 ulong b = H2;
 213                 ulong c = H3;
 214                 ulong d = H4;
 215                 ulong e = H5;
 216                 ulong f = H6;
 217                 ulong g = H7;
 218                 ulong h = H8;
 219
 220                 for (int t = 0; t <= 79; t++) {
 221                         ulong T1 = h + Sum1 (e) + Ch (e, f, g) + SHAConstants.K2 [t] + W [t];
 222                         ulong T2 = Sum0 (a) + Maj (a, b, c);
 223                         h = g;
 224                         g = f;
 225                         f = e;
 226                         e = d + T1;
 227                         d = c;
 228                         c = b;
 229                         b = a;
 230                         a = T1 + T2;
 231                 }
 232
 233                 H1 += a;
 234                 H2 += b;
 235                 H3 += c;
 236                 H4 += d;
 237                 H5 += e;
 238                 H6 += f;
 239                 H7 += g;
 240                 H8 += h;
 241                 // reset the offset and clean out the word buffer.
 242                 wOff = 0;
 243                 for (int i = 0; i != W.Length; i++)
 244                         W[i] = 0;
 245         }
 246
 247         private ulong rotateRight (ulong x, int n)
 248         {
 249                 return (x >> n) | (x << (64 - n));
 250         }
 251
 252         /* SHA-512 and SHA-512 functions (as for SHA-256 but for longs) */
 253         private ulong Ch (ulong x, ulong y, ulong z)
 254         {
 255                 return ((x & y) ^ ((~x) & z));
 256         }
 257
 258         private ulong Maj (ulong x, ulong y, ulong z)
 259         {
 260                 return ((x & y) ^ (x & z) ^ (y & z));
 261         }
 262
 263         private ulong Sum0 (ulong x)
 264         {
 265                 return rotateRight (x, 28) ^ rotateRight (x, 34) ^ rotateRight (x, 39);
 266         }
 267
 268         private ulong Sum1 (ulong x)
 269         {
 270                 return rotateRight (x, 14) ^ rotateRight (x, 18) ^ rotateRight (x, 41);
 271         }
 272
 273         private ulong Sigma0 (ulong x)
 274         {
 275                 return rotateRight (x, 1) ^ rotateRight(x, 8) ^ (x >> 7);
 276         }
 277
 278         private ulong Sigma1 (ulong x)
 279         {
 280                 return rotateRight (x, 19) ^ rotateRight (x, 61) ^ (x >> 6);
 281         }
 282 }
 283
 284 }