]> git.ipfire.org Git - thirdparty/linux.git/commitdiff
lib/crypto: sha1: Add HMAC support
authorEric Biggers <ebiggers@kernel.org>
Sat, 12 Jul 2025 23:22:55 +0000 (16:22 -0700)
committerEric Biggers <ebiggers@kernel.org>
Mon, 14 Jul 2025 15:59:20 +0000 (08:59 -0700)
Add HMAC support to the SHA-1 library, again following what was done for
SHA-2.  Besides providing the basis for a more streamlined "hmac(sha1)"
shash, this will also be useful for multiple in-kernel users such as
net/sctp/auth.c, net/ipv6/seg6_hmac.c, and
security/keys/trusted-keys/trusted_tpm1.c.  Those are currently using
crypto_shash, but using the library functions would be much simpler.

Reviewed-by: Ard Biesheuvel <ardb@kernel.org>
Link: https://lore.kernel.org/r/20250712232329.818226-5-ebiggers@kernel.org
Signed-off-by: Eric Biggers <ebiggers@kernel.org>
include/crypto/sha1.h
lib/crypto/sha1.c

index 387f6123a05e855930ae8786a4016b1c7a56448f..162a529ec8413e404ad8a5504b92715729b42818 100644 (file)
@@ -96,4 +96,122 @@ void sha1_final(struct sha1_ctx *ctx, u8 out[SHA1_DIGEST_SIZE]);
  */
 void sha1(const u8 *data, size_t len, u8 out[SHA1_DIGEST_SIZE]);
 
+/**
+ * struct hmac_sha1_key - Prepared key for HMAC-SHA1
+ * @istate: private
+ * @ostate: private
+ */
+struct hmac_sha1_key {
+       struct sha1_block_state istate;
+       struct sha1_block_state ostate;
+};
+
+/**
+ * struct hmac_sha1_ctx - Context for computing HMAC-SHA1 of a message
+ * @sha_ctx: private
+ * @ostate: private
+ */
+struct hmac_sha1_ctx {
+       struct sha1_ctx sha_ctx;
+       struct sha1_block_state ostate;
+};
+
+/**
+ * hmac_sha1_preparekey() - Prepare a key for HMAC-SHA1
+ * @key: (output) the key structure to initialize
+ * @raw_key: the raw HMAC-SHA1 key
+ * @raw_key_len: the key length in bytes.  All key lengths are supported.
+ *
+ * Note: the caller is responsible for zeroizing both the struct hmac_sha1_key
+ * and the raw key once they are no longer needed.
+ *
+ * Context: Any context.
+ */
+void hmac_sha1_preparekey(struct hmac_sha1_key *key,
+                         const u8 *raw_key, size_t raw_key_len);
+
+/**
+ * hmac_sha1_init() - Initialize an HMAC-SHA1 context for a new message
+ * @ctx: (output) the HMAC context to initialize
+ * @key: the prepared HMAC key
+ *
+ * If you don't need incremental computation, consider hmac_sha1() instead.
+ *
+ * Context: Any context.
+ */
+void hmac_sha1_init(struct hmac_sha1_ctx *ctx, const struct hmac_sha1_key *key);
+
+/**
+ * hmac_sha1_init_usingrawkey() - Initialize an HMAC-SHA1 context for a new
+ *                               message, using a raw key
+ * @ctx: (output) the HMAC context to initialize
+ * @raw_key: the raw HMAC-SHA1 key
+ * @raw_key_len: the key length in bytes.  All key lengths are supported.
+ *
+ * If you don't need incremental computation, consider hmac_sha1_usingrawkey()
+ * instead.
+ *
+ * Context: Any context.
+ */
+void hmac_sha1_init_usingrawkey(struct hmac_sha1_ctx *ctx,
+                               const u8 *raw_key, size_t raw_key_len);
+
+/**
+ * hmac_sha1_update() - Update an HMAC-SHA1 context with message data
+ * @ctx: the HMAC context to update; must have been initialized
+ * @data: the message data
+ * @data_len: the data length in bytes
+ *
+ * This can be called any number of times.
+ *
+ * Context: Any context.
+ */
+static inline void hmac_sha1_update(struct hmac_sha1_ctx *ctx,
+                                   const u8 *data, size_t data_len)
+{
+       sha1_update(&ctx->sha_ctx, data, data_len);
+}
+
+/**
+ * hmac_sha1_final() - Finish computing an HMAC-SHA1 value
+ * @ctx: the HMAC context to finalize; must have been initialized
+ * @out: (output) the resulting HMAC-SHA1 value
+ *
+ * After finishing, this zeroizes @ctx.  So the caller does not need to do it.
+ *
+ * Context: Any context.
+ */
+void hmac_sha1_final(struct hmac_sha1_ctx *ctx, u8 out[SHA1_DIGEST_SIZE]);
+
+/**
+ * hmac_sha1() - Compute HMAC-SHA1 in one shot, using a prepared key
+ * @key: the prepared HMAC key
+ * @data: the message data
+ * @data_len: the data length in bytes
+ * @out: (output) the resulting HMAC-SHA1 value
+ *
+ * If you're using the key only once, consider using hmac_sha1_usingrawkey().
+ *
+ * Context: Any context.
+ */
+void hmac_sha1(const struct hmac_sha1_key *key,
+              const u8 *data, size_t data_len, u8 out[SHA1_DIGEST_SIZE]);
+
+/**
+ * hmac_sha1_usingrawkey() - Compute HMAC-SHA1 in one shot, using a raw key
+ * @raw_key: the raw HMAC-SHA1 key
+ * @raw_key_len: the key length in bytes.  All key lengths are supported.
+ * @data: the message data
+ * @data_len: the data length in bytes
+ * @out: (output) the resulting HMAC-SHA1 value
+ *
+ * If you're using the key multiple times, prefer to use hmac_sha1_preparekey()
+ * followed by multiple calls to hmac_sha1() instead.
+ *
+ * Context: Any context.
+ */
+void hmac_sha1_usingrawkey(const u8 *raw_key, size_t raw_key_len,
+                          const u8 *data, size_t data_len,
+                          u8 out[SHA1_DIGEST_SIZE]);
+
 #endif /* _CRYPTO_SHA1_H */
index 0fe9ca8d0653b861aa5f69dae590d1f0c7681c42..5904e4ae85d2407f022aba83c7e1f4ce007ee40d 100644 (file)
@@ -1,8 +1,9 @@
 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
 /*
- * SHA-1 library functions
+ * SHA-1 and HMAC-SHA1 library functions
  */
 
+#include <crypto/hmac.h>
 #include <crypto/sha1.h>
 #include <linux/bitops.h>
 #include <linux/export.h>
@@ -10,6 +11,7 @@
 #include <linux/module.h>
 #include <linux/string.h>
 #include <linux/unaligned.h>
+#include <linux/wordpart.h>
 
 static const struct sha1_block_state sha1_iv = {
        .h = { SHA1_H0, SHA1_H1, SHA1_H2, SHA1_H3, SHA1_H4 },
@@ -197,7 +199,7 @@ void sha1_update(struct sha1_ctx *ctx, const u8 *data, size_t len)
 }
 EXPORT_SYMBOL_GPL(sha1_update);
 
-void sha1_final(struct sha1_ctx *ctx, u8 out[SHA1_DIGEST_SIZE])
+static void __sha1_final(struct sha1_ctx *ctx, u8 out[SHA1_DIGEST_SIZE])
 {
        u64 bitcount = ctx->bytecount << 3;
        size_t partial = ctx->bytecount % SHA1_BLOCK_SIZE;
@@ -214,6 +216,11 @@ void sha1_final(struct sha1_ctx *ctx, u8 out[SHA1_DIGEST_SIZE])
 
        for (size_t i = 0; i < SHA1_DIGEST_SIZE; i += 4)
                put_unaligned_be32(ctx->state.h[i / 4], out + i);
+}
+
+void sha1_final(struct sha1_ctx *ctx, u8 out[SHA1_DIGEST_SIZE])
+{
+       __sha1_final(ctx, out);
        memzero_explicit(ctx, sizeof(*ctx));
 }
 EXPORT_SYMBOL_GPL(sha1_final);
@@ -228,6 +235,101 @@ void sha1(const u8 *data, size_t len, u8 out[SHA1_DIGEST_SIZE])
 }
 EXPORT_SYMBOL_GPL(sha1);
 
+static void __hmac_sha1_preparekey(struct sha1_block_state *istate,
+                                  struct sha1_block_state *ostate,
+                                  const u8 *raw_key, size_t raw_key_len)
+{
+       union {
+               u8 b[SHA1_BLOCK_SIZE];
+               unsigned long w[SHA1_BLOCK_SIZE / sizeof(unsigned long)];
+       } derived_key = { 0 };
+
+       if (unlikely(raw_key_len > SHA1_BLOCK_SIZE))
+               sha1(raw_key, raw_key_len, derived_key.b);
+       else
+               memcpy(derived_key.b, raw_key, raw_key_len);
+
+       for (size_t i = 0; i < ARRAY_SIZE(derived_key.w); i++)
+               derived_key.w[i] ^= REPEAT_BYTE(HMAC_IPAD_VALUE);
+       *istate = sha1_iv;
+       sha1_blocks(istate, derived_key.b, 1);
+
+       for (size_t i = 0; i < ARRAY_SIZE(derived_key.w); i++)
+               derived_key.w[i] ^= REPEAT_BYTE(HMAC_OPAD_VALUE ^
+                                               HMAC_IPAD_VALUE);
+       *ostate = sha1_iv;
+       sha1_blocks(ostate, derived_key.b, 1);
+
+       memzero_explicit(&derived_key, sizeof(derived_key));
+}
+
+void hmac_sha1_preparekey(struct hmac_sha1_key *key,
+                         const u8 *raw_key, size_t raw_key_len)
+{
+       __hmac_sha1_preparekey(&key->istate, &key->ostate,
+                              raw_key, raw_key_len);
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(hmac_sha1_preparekey);
+
+void hmac_sha1_init(struct hmac_sha1_ctx *ctx, const struct hmac_sha1_key *key)
+{
+       ctx->sha_ctx.state = key->istate;
+       ctx->sha_ctx.bytecount = SHA1_BLOCK_SIZE;
+       ctx->ostate = key->ostate;
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(hmac_sha1_init);
+
+void hmac_sha1_init_usingrawkey(struct hmac_sha1_ctx *ctx,
+                               const u8 *raw_key, size_t raw_key_len)
+{
+       __hmac_sha1_preparekey(&ctx->sha_ctx.state, &ctx->ostate,
+                              raw_key, raw_key_len);
+       ctx->sha_ctx.bytecount = SHA1_BLOCK_SIZE;
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(hmac_sha1_init_usingrawkey);
+
+void hmac_sha1_final(struct hmac_sha1_ctx *ctx, u8 out[SHA1_DIGEST_SIZE])
+{
+       /* Generate the padded input for the outer hash in ctx->sha_ctx.buf. */
+       __sha1_final(&ctx->sha_ctx, ctx->sha_ctx.buf);
+       memset(&ctx->sha_ctx.buf[SHA1_DIGEST_SIZE], 0,
+              SHA1_BLOCK_SIZE - SHA1_DIGEST_SIZE);
+       ctx->sha_ctx.buf[SHA1_DIGEST_SIZE] = 0x80;
+       *(__be32 *)&ctx->sha_ctx.buf[SHA1_BLOCK_SIZE - 4] =
+               cpu_to_be32(8 * (SHA1_BLOCK_SIZE + SHA1_DIGEST_SIZE));
+
+       /* Compute the outer hash, which gives the HMAC value. */
+       sha1_blocks(&ctx->ostate, ctx->sha_ctx.buf, 1);
+       for (size_t i = 0; i < SHA1_DIGEST_SIZE; i += 4)
+               put_unaligned_be32(ctx->ostate.h[i / 4], out + i);
+
+       memzero_explicit(ctx, sizeof(*ctx));
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(hmac_sha1_final);
+
+void hmac_sha1(const struct hmac_sha1_key *key,
+              const u8 *data, size_t data_len, u8 out[SHA1_DIGEST_SIZE])
+{
+       struct hmac_sha1_ctx ctx;
+
+       hmac_sha1_init(&ctx, key);
+       hmac_sha1_update(&ctx, data, data_len);
+       hmac_sha1_final(&ctx, out);
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(hmac_sha1);
+
+void hmac_sha1_usingrawkey(const u8 *raw_key, size_t raw_key_len,
+                          const u8 *data, size_t data_len,
+                          u8 out[SHA1_DIGEST_SIZE])
+{
+       struct hmac_sha1_ctx ctx;
+
+       hmac_sha1_init_usingrawkey(&ctx, raw_key, raw_key_len);
+       hmac_sha1_update(&ctx, data, data_len);
+       hmac_sha1_final(&ctx, out);
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(hmac_sha1_usingrawkey);
+
 #ifdef sha1_mod_init_arch
 static int __init sha1_mod_init(void)
 {
@@ -242,5 +344,5 @@ static void __exit sha1_mod_exit(void)
 module_exit(sha1_mod_exit);
 #endif
 
-MODULE_DESCRIPTION("SHA-1 library functions");
+MODULE_DESCRIPTION("SHA-1 and HMAC-SHA1 library functions");
 MODULE_LICENSE("GPL");