8051 y la implementación de SHA-1

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8051 y la implementación de SHA-1

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Espero comparar el SHA-1 en un microcontrolador 8051, por lo que estoy buscando una implementación eficiente del SHA-1 (HMAC) para el 8051. C o el ensamblado funciona para mí. Dada la edad de SHA-1 y 8051, es bastante sorprendente que las búsquedas de Google no hayan encontrado nada relacionado en absoluto.

Supuse que Atmel, Microchip y otros proveedores ofrecerían una implementación (bajo cierta licencia), pero parece que no puedo encontrar nada.

Cualquier orientación será apreciada.

EDIT Aquí hay una implementación, que creo tiene velocidad optimizada pero no está diseñada para el 8051. En teoría, ¿debería funcionar bien en el 8051?

#include <string.h>

#include "sha1.h"

#define GET_UINT32(n,b,i)                       \
{                                               \
    (n) = ( (uint32) (b)[(i)    ] << 24 )       \
        | ( (uint32) (b)[(i) + 1] << 16 )       \
        | ( (uint32) (b)[(i) + 2] <<  8 )       \
        | ( (uint32) (b)[(i) + 3]       );      \
}

#define PUT_UINT32(n,b,i)                       \
{                                               \
    (b)[(i)    ] = (uint8) ( (n) >> 24 );       \
    (b)[(i) + 1] = (uint8) ( (n) >> 16 );       \
    (b)[(i) + 2] = (uint8) ( (n) >>  8 );       \
    (b)[(i) + 3] = (uint8) ( (n)       );       \
}

void sha1_starts( sha1_context *ctx )
{
    ctx->total[0] = 0;
    ctx->total[1] = 0;

    ctx->state[0] = 0x67452301;
    ctx->state[1] = 0xEFCDAB89;
    ctx->state[2] = 0x98BADCFE;
    ctx->state[3] = 0x10325476;
    ctx->state[4] = 0xC3D2E1F0;
}

void sha1_process( sha1_context *ctx, uint8 data[64] )
{
    uint32 temp, W[16], A, B, C, D, E;

    GET_UINT32( W[0],  data,  0 );
    GET_UINT32( W[1],  data,  4 );
    GET_UINT32( W[2],  data,  8 );
    GET_UINT32( W[3],  data, 12 );
    GET_UINT32( W[4],  data, 16 );
    GET_UINT32( W[5],  data, 20 );
    GET_UINT32( W[6],  data, 24 );
    GET_UINT32( W[7],  data, 28 );
    GET_UINT32( W[8],  data, 32 );
    GET_UINT32( W[9],  data, 36 );
    GET_UINT32( W[10], data, 40 );
    GET_UINT32( W[11], data, 44 );
    GET_UINT32( W[12], data, 48 );
    GET_UINT32( W[13], data, 52 );
    GET_UINT32( W[14], data, 56 );
    GET_UINT32( W[15], data, 60 );

#define S(x,n) ((x << n) | ((x & 0xFFFFFFFF) >> (32 - n)))

#define R(t)                                            \
(                                                       \
    temp = W[(t -  3) & 0x0F] ^ W[(t - 8) & 0x0F] ^     \
           W[(t - 14) & 0x0F] ^ W[ t      & 0x0F],      \
    ( W[t & 0x0F] = S(temp,1) )                         \
)

#define P(a,b,c,d,e,x)                                  \
{                                                       \
    e += S(a,5) + F(b,c,d) + K + x; b = S(b,30);        \
}

    A = ctx->state[0];
    B = ctx->state[1];
    C = ctx->state[2];
    D = ctx->state[3];
    E = ctx->state[4];

#define F(x,y,z) (z ^ (x & (y ^ z)))
#define K 0x5A827999

    P( A, B, C, D, E, W[0]  );
    P( E, A, B, C, D, W[1]  );
    P( D, E, A, B, C, W[2]  );
    P( C, D, E, A, B, W[3]  );
    P( B, C, D, E, A, W[4]  );
    P( A, B, C, D, E, W[5]  );
    P( E, A, B, C, D, W[6]  );
    P( D, E, A, B, C, W[7]  );
    P( C, D, E, A, B, W[8]  );
    P( B, C, D, E, A, W[9]  );
    P( A, B, C, D, E, W[10] );
    P( E, A, B, C, D, W[11] );
    P( D, E, A, B, C, W[12] );
    P( C, D, E, A, B, W[13] );
    P( B, C, D, E, A, W[14] );
    P( A, B, C, D, E, W[15] );
    P( E, A, B, C, D, R(16) );
    P( D, E, A, B, C, R(17) );
    P( C, D, E, A, B, R(18) );
    P( B, C, D, E, A, R(19) );

#undef K
#undef F

#define F(x,y,z) (x ^ y ^ z)
#define K 0x6ED9EBA1

    P( A, B, C, D, E, R(20) );
    P( E, A, B, C, D, R(21) );
    P( D, E, A, B, C, R(22) );
    P( C, D, E, A, B, R(23) );
    P( B, C, D, E, A, R(24) );
    P( A, B, C, D, E, R(25) );
    P( E, A, B, C, D, R(26) );
    P( D, E, A, B, C, R(27) );
    P( C, D, E, A, B, R(28) );
    P( B, C, D, E, A, R(29) );
    P( A, B, C, D, E, R(30) );
    P( E, A, B, C, D, R(31) );
    P( D, E, A, B, C, R(32) );
    P( C, D, E, A, B, R(33) );
    P( B, C, D, E, A, R(34) );
    P( A, B, C, D, E, R(35) );
    P( E, A, B, C, D, R(36) );
    P( D, E, A, B, C, R(37) );
    P( C, D, E, A, B, R(38) );
    P( B, C, D, E, A, R(39) );

#undef K
#undef F

#define F(x,y,z) ((x & y) | (z & (x | y)))
#define K 0x8F1BBCDC

    P( A, B, C, D, E, R(40) );
    P( E, A, B, C, D, R(41) );
    P( D, E, A, B, C, R(42) );
    P( C, D, E, A, B, R(43) );
    P( B, C, D, E, A, R(44) );
    P( A, B, C, D, E, R(45) );
    P( E, A, B, C, D, R(46) );
    P( D, E, A, B, C, R(47) );
    P( C, D, E, A, B, R(48) );
    P( B, C, D, E, A, R(49) );
    P( A, B, C, D, E, R(50) );
    P( E, A, B, C, D, R(51) );
    P( D, E, A, B, C, R(52) );
    P( C, D, E, A, B, R(53) );
    P( B, C, D, E, A, R(54) );
    P( A, B, C, D, E, R(55) );
    P( E, A, B, C, D, R(56) );
    P( D, E, A, B, C, R(57) );
    P( C, D, E, A, B, R(58) );
    P( B, C, D, E, A, R(59) );

#undef K
#undef F

#define F(x,y,z) (x ^ y ^ z)
#define K 0xCA62C1D6

    P( A, B, C, D, E, R(60) );
    P( E, A, B, C, D, R(61) );
    P( D, E, A, B, C, R(62) );
    P( C, D, E, A, B, R(63) );
    P( B, C, D, E, A, R(64) );
    P( A, B, C, D, E, R(65) );
    P( E, A, B, C, D, R(66) );
    P( D, E, A, B, C, R(67) );
    P( C, D, E, A, B, R(68) );
    P( B, C, D, E, A, R(69) );
    P( A, B, C, D, E, R(70) );
    P( E, A, B, C, D, R(71) );
    P( D, E, A, B, C, R(72) );
    P( C, D, E, A, B, R(73) );
    P( B, C, D, E, A, R(74) );
    P( A, B, C, D, E, R(75) );
    P( E, A, B, C, D, R(76) );
    P( D, E, A, B, C, R(77) );
    P( C, D, E, A, B, R(78) );
    P( B, C, D, E, A, R(79) );

#undef K
#undef F

    ctx->state[0] += A;
    ctx->state[1] += B;
    ctx->state[2] += C;
    ctx->state[3] += D;
    ctx->state[4] += E;
}

void sha1_update( sha1_context *ctx, uint8 *input, uint32 length )
{
    uint32 left, fill;

    if( ! length ) return;

    left = ctx->total[0] & 0x3F;
    fill = 64 - left;

    ctx->total[0] += length;
    ctx->total[0] &= 0xFFFFFFFF;

    if( ctx->total[0] < length )
        ctx->total[1]++;

    if( left && length >= fill )
    {
        memcpy( (void *) (ctx->buffer + left),
                (void *) input, fill );
        sha1_process( ctx, ctx->buffer );
        length -= fill;
        input  += fill;
        left = 0;
    }

    while( length >= 64 )
    {
        sha1_process( ctx, input );
        length -= 64;
        input  += 64;
    }

    if( length )
    {
        memcpy( (void *) (ctx->buffer + left),
                (void *) input, length );
    }
}

static uint8 sha1_padding[64] =
{
 0x80, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
    0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
    0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
    0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
};

void sha1_finish( sha1_context *ctx, uint8 digest[20] )
{
    uint32 last, padn;
    uint32 high, low;
    uint8 msglen[8];

    high = ( ctx->total[0] >> 29 )
         | ( ctx->total[1] <<  3 );
    low  = ( ctx->total[0] <<  3 );

    PUT_UINT32( high, msglen, 0 );
    PUT_UINT32( low,  msglen, 4 );

    last = ctx->total[0] & 0x3F;
    padn = ( last < 56 ) ? ( 56 - last ) : ( 120 - last );

    sha1_update( ctx, sha1_padding, padn );
    sha1_update( ctx, msglen, 8 );

    PUT_UINT32( ctx->state[0], digest,  0 );
    PUT_UINT32( ctx->state[1], digest,  4 );
    PUT_UINT32( ctx->state[2], digest,  8 );
    PUT_UINT32( ctx->state[3], digest, 12 );
    PUT_UINT32( ctx->state[4], digest, 16 );
}

#ifdef TEST

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

/*
 * those are the standard FIPS-180-1 test vectors
 */

static char *msg[] = 
{
    "abc",
    "abcdbcdecdefdefgefghfghighijhijkijkljklmklmnlmnomnopnopq",
    NULL
};

static char *val[] =
{
    "a9993e364706816aba3e25717850c26c9cd0d89d",
    "84983e441c3bd26ebaae4aa1f95129e5e54670f1",
    "34aa973cd4c4daa4f61eeb2bdbad27316534016f"
};

int main( int argc, char *argv[] )
{
    FILE *f;
    int i, j;
    char output[41];
    sha1_context ctx;
    unsigned char buf[1000];
    unsigned char sha1sum[20];

    if( argc < 2 )
    {
        printf( "\n SHA-1 Validation Tests:\n\n" );

        for( i = 0; i < 3; i++ )
        {
            printf( " Test %d ", i + 1 );

            sha1_starts( &ctx );

            if( i < 2 )
            {
                sha1_update( &ctx, (uint8 *) msg[i],
                             strlen( msg[i] ) );
            }
            else
            {
                memset( buf, 'a', 1000 );

                for( j = 0; j < 1000; j++ )
                {
                    sha1_update( &ctx, (uint8 *) buf, 1000 );
                }
            }

            sha1_finish( &ctx, sha1sum );

            for( j = 0; j < 20; j++ )
            {
                sprintf( output + j * 2, "%02x", sha1sum[j] );
            }

            if( memcmp( output, val[i], 40 ) )
            {
                printf( "failed!\n" );
                return( 1 );
            }

            printf( "passed.\n" );
        }

        printf( "\n" );
    }
    else
    {
        if( ! ( f = fopen( argv[1], "rb" ) ) )
        {
            perror( "fopen" );
            return( 1 );
        }

        sha1_starts( &ctx );

        while( ( i = fread( buf, 1, sizeof( buf ), f ) ) > 0 )
        {
            sha1_update( &ctx, buf, i );
        }

        sha1_finish( &ctx, sha1sum );

        for( j = 0; j < 20; j++ )
        {
            printf( "%02x", sha1sum[j] );
        }

        printf( "  %s\n", argv[1] );
    }

    return( 0 );
}

#endif

Gracias

c encryption security 8051

pregunta John M.

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score 1 · Answer 1

Su mejor apuesta en términos de una implementación gratuita parece ser enlace Esto fue referenciado en el artículo de Albrecht et al. como la implementación genérica (es decir, C) de 8 bits. Probablemente sea un mejor punto de partida para una implementación 8051 que un código de 32 bits.

Observando brevemente el código parece que se han implementado como macros [que utilizan operaciones de 8 bits] la mayoría de las primitivas [32 bits] que necesitan.

8051 y la implementación de SHA-1

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