git.sesse.net Git - bcachefs-tools-debian/blob - libbcache/siphash.c

   1 /*      $OpenBSD: siphash.c,v 1.3 2015/02/20 11:51:03 tedu Exp $ */
   2
   3 /*-
   4  * Copyright (c) 2013 Andre Oppermann <andre@FreeBSD.org>
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  15  * 3. The name of the author may not be used to endorse or promote
  16  *    products derived from this software without specific prior written
  17  *    permission.
  18  *
  19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  20  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  21  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  22  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  23  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  24  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  25  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  26  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  27  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  28  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  29  * SUCH DAMAGE.
  30  */
  31
  32 /*
  33  * SipHash is a family of PRFs SipHash-c-d where the integer parameters c and d
  34  * are the number of compression rounds and the number of finalization rounds.
  35  * A compression round is identical to a finalization round and this round
  36  * function is called SipRound.  Given a 128-bit key k and a (possibly empty)
  37  * byte string m, SipHash-c-d returns a 64-bit value SipHash-c-d(k; m).
  38  *
  39  * Implemented from the paper "SipHash: a fast short-input PRF", 2012.09.18,
  40  * by Jean-Philippe Aumasson and Daniel J. Bernstein,
  41  * Permanent Document ID b9a943a805fbfc6fde808af9fc0ecdfa
  42  * https://131002.net/siphash/siphash.pdf
  43  * https://131002.net/siphash/
  44  */
  45
  46 //#include <sys/param.h>
  47 //#include <sys/systm.h>
  48
  49 #include <asm/byteorder.h>
  50 #include <linux/string.h>
  51
  52 #include "siphash.h"
  53
  54 static void     SipHash_CRounds(SIPHASH_CTX *, int);
  55 static void     SipHash_Rounds(SIPHASH_CTX *, int);
  56
  57 void
  58 SipHash_Init(SIPHASH_CTX *ctx, const SIPHASH_KEY *key)
  59 {
  60         u64 k0, k1;
  61
  62         k0 = le64_to_cpu(key->k0);
  63         k1 = le64_to_cpu(key->k1);
  64
  65         ctx->v[0] = 0x736f6d6570736575ULL ^ k0;
  66         ctx->v[1] = 0x646f72616e646f6dULL ^ k1;
  67         ctx->v[2] = 0x6c7967656e657261ULL ^ k0;
  68         ctx->v[3] = 0x7465646279746573ULL ^ k1;
  69
  70         memset(ctx->buf, 0, sizeof(ctx->buf));
  71         ctx->bytes = 0;
  72 }
  73
  74 void
  75 SipHash_Update(SIPHASH_CTX *ctx, int rc, int rf, const void *src, size_t len)
  76 {
  77         const u8 *ptr = src;
  78         size_t left, used;
  79
  80         if (len == 0)
  81                 return;
  82
  83         used = ctx->bytes % sizeof(ctx->buf);
  84         ctx->bytes += len;
  85
  86         if (used > 0) {
  87                 left = sizeof(ctx->buf) - used;
  88
  89                 if (len >= left) {
  90                         memcpy(&ctx->buf[used], ptr, left);
  91                         SipHash_CRounds(ctx, rc);
  92                         len -= left;
  93                         ptr += left;
  94                 } else {
  95                         memcpy(&ctx->buf[used], ptr, len);
  96                         return;
  97                 }
  98         }
  99
 100         while (len >= sizeof(ctx->buf)) {
 101                 memcpy(ctx->buf, ptr, sizeof(ctx->buf));
 102                 SipHash_CRounds(ctx, rc);
 103                 len -= sizeof(ctx->buf);
 104                 ptr += sizeof(ctx->buf);
 105         }
 106
 107         if (len > 0)
 108                 memcpy(&ctx->buf[used], ptr, len);
 109 }
 110
 111 void
 112 SipHash_Final(void *dst, SIPHASH_CTX *ctx, int rc, int rf)
 113 {
 114         u64 r;
 115
 116         r = SipHash_End(ctx, rc, rf);
 117
 118         *((__le64 *) dst) = cpu_to_le64(r);
 119 }
 120
 121 u64
 122 SipHash_End(SIPHASH_CTX *ctx, int rc, int rf)
 123 {
 124         u64 r;
 125         size_t left, used;
 126
 127         used = ctx->bytes % sizeof(ctx->buf);
 128         left = sizeof(ctx->buf) - used;
 129         memset(&ctx->buf[used], 0, left - 1);
 130         ctx->buf[7] = ctx->bytes;
 131
 132         SipHash_CRounds(ctx, rc);
 133         ctx->v[2] ^= 0xff;
 134         SipHash_Rounds(ctx, rf);
 135
 136         r = (ctx->v[0] ^ ctx->v[1]) ^ (ctx->v[2] ^ ctx->v[3]);
 137         memset(ctx, 0, sizeof(*ctx));
 138         return (r);
 139 }
 140
 141 u64
 142 SipHash(const SIPHASH_KEY *key, int rc, int rf, const void *src, size_t len)
 143 {
 144         SIPHASH_CTX ctx;
 145
 146         SipHash_Init(&ctx, key);
 147         SipHash_Update(&ctx, rc, rf, src, len);
 148         return (SipHash_End(&ctx, rc, rf));
 149 }
 150
 151 #define SIP_ROTL(x, b) ((x) << (b)) | ( (x) >> (64 - (b)))
 152
 153 static void
 154 SipHash_Rounds(SIPHASH_CTX *ctx, int rounds)
 155 {
 156         while (rounds--) {
 157                 ctx->v[0] += ctx->v[1];
 158                 ctx->v[2] += ctx->v[3];
 159                 ctx->v[1] = SIP_ROTL(ctx->v[1], 13);
 160                 ctx->v[3] = SIP_ROTL(ctx->v[3], 16);
 161
 162                 ctx->v[1] ^= ctx->v[0];
 163                 ctx->v[3] ^= ctx->v[2];
 164                 ctx->v[0] = SIP_ROTL(ctx->v[0], 32);
 165
 166                 ctx->v[2] += ctx->v[1];
 167                 ctx->v[0] += ctx->v[3];
 168                 ctx->v[1] = SIP_ROTL(ctx->v[1], 17);
 169                 ctx->v[3] = SIP_ROTL(ctx->v[3], 21);
 170
 171                 ctx->v[1] ^= ctx->v[2];
 172                 ctx->v[3] ^= ctx->v[0];
 173                 ctx->v[2] = SIP_ROTL(ctx->v[2], 32);
 174         }
 175 }
 176
 177 static void
 178 SipHash_CRounds(SIPHASH_CTX *ctx, int rounds)
 179 {
 180         u64 m = le64_to_cpu(*((__le64 *)ctx->buf));
 181
 182         ctx->v[3] ^= m;
 183         SipHash_Rounds(ctx, rounds);
 184         ctx->v[0] ^= m;
 185 }