Novacoin/ScryptHash256.cs

   1 \feff/**
   2  *
   3  * This program is free software: you can redistribute it and/or modify
   4  * it under the terms of the GNU Affero General Public License as
   5  * published by the Free Software Foundation, either version 3 of the
   6  * License, or (at your option) any later version.
   7  *
   8  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
   9  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  11  * GNU Affero General Public License for more details.
  12  *
  13  * You should have received a copy of the GNU Affero General Public License
  14  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  15  */
  16
  17 using System;
  18 using System.Collections.Generic;
  19 using System.Linq;
  20
  21 namespace Novacoin
  22 {
  23     /// <summary>
  24     /// Representation of scrypt hash
  25     /// </summary>
  26     public class ScryptHash256 : Hash
  27     {
  28         // 32 bytes
  29         public override int hashSize
  30         {
  31             get { return 32; }
  32         }
  33
  34         public ScryptHash256() : base() { }
  35         public ScryptHash256(byte[] bytes, int offset = 0) : base(bytes, offset) { }
  36         public ScryptHash256(IEnumerable<byte> bytes, int skip = 0) : base(bytes, skip) { }
  37         public ScryptHash256(ScryptHash256 h) : base(h) { }
  38
  39         /// <summary>
  40         /// Calculate scrypt hash and return new instance of ScryptHash256 class
  41         /// </summary>
  42         /// <param name="inputBytes">Byte sequence to hash</param>
  43         /// <returns>Hashing result instance</returns>
  44         public static ScryptHash256 Compute256(IEnumerable<byte> inputBytes)
  45         {
  46             var V = new uint[(131072 + 63) / sizeof(uint)];
  47
  48             var dataBytes = inputBytes.ToArray();
  49             var keyBytes1 = CryptoUtils.PBKDF2_Sha256(128, dataBytes, dataBytes, 1);
  50             var X = Interop.ToUInt32Array(keyBytes1);
  51
  52             for (var i = 0; i < 1024; i++)
  53             {
  54                 Array.Copy(X, 0, V, i * 32, 32);
  55
  56                 xor_salsa8(ref X, 0, ref X, 16);
  57                 xor_salsa8(ref X, 16, ref X, 0);
  58             }
  59             for (var i = 0; i < 1024; i++)
  60             {
  61                 var j = 32 * (X[16] & 1023);
  62                 for (var k = 0; k < 32; k++)
  63                 {
  64                     X[k] ^= V[j + k];
  65                 }
  66                 xor_salsa8(ref X, 0, ref X, 16);
  67                 xor_salsa8(ref X, 16, ref X, 0);
  68             }
  69
  70             var xBytes = Interop.LEBytes(X);
  71             var keyBytes2 = CryptoUtils.PBKDF2_Sha256(32, dataBytes, xBytes, 1);
  72
  73             return new ScryptHash256(keyBytes2);
  74         }
  75
  76         private static void xor_salsa8(ref uint[] B, int indexB, ref uint[] Bx, int indexBx)
  77         {
  78             uint x00, x01, x02, x03, x04, x05, x06, x07, x08, x09, x10, x11, x12, x13, x14, x15;
  79             byte i;
  80
  81             x00 = (B[indexB + 0] ^= Bx[indexBx + 0]);
  82             x01 = (B[indexB + 1] ^= Bx[indexBx + 1]);
  83             x02 = (B[indexB + 2] ^= Bx[indexBx + 2]);
  84             x03 = (B[indexB + 3] ^= Bx[indexBx + 3]);
  85             x04 = (B[indexB + 4] ^= Bx[indexBx + 4]);
  86             x05 = (B[indexB + 5] ^= Bx[indexBx + 5]);
  87             x06 = (B[indexB + 6] ^= Bx[indexBx + 6]);
  88             x07 = (B[indexB + 7] ^= Bx[indexBx + 7]);
  89             x08 = (B[indexB + 8] ^= Bx[indexBx + 8]);
  90             x09 = (B[indexB + 9] ^= Bx[indexBx + 9]);
  91             x10 = (B[indexB + 10] ^= Bx[indexBx + 10]);
  92             x11 = (B[indexB + 11] ^= Bx[indexBx + 11]);
  93             x12 = (B[indexB + 12] ^= Bx[indexBx + 12]);
  94             x13 = (B[indexB + 13] ^= Bx[indexBx + 13]);
  95             x14 = (B[indexB + 14] ^= Bx[indexBx + 14]);
  96             x15 = (B[indexB + 15] ^= Bx[indexBx + 15]);
  97
  98             Func<uint, int, uint> R = (a, b) => (((a) << (b)) | ((a) >> (32 - (b))));
  99
 100             for (i = 0; i < 8; i += 2)
 101             {
 102                 /* Operate on columns. */
 103                 x04 ^= R(x00 + x12, 7); x09 ^= R(x05 + x01, 7);
 104                 x14 ^= R(x10 + x06, 7); x03 ^= R(x15 + x11, 7);
 105
 106                 x08 ^= R(x04 + x00, 9); x13 ^= R(x09 + x05, 9);
 107                 x02 ^= R(x14 + x10, 9); x07 ^= R(x03 + x15, 9);
 108
 109                 x12 ^= R(x08 + x04, 13); x01 ^= R(x13 + x09, 13);
 110                 x06 ^= R(x02 + x14, 13); x11 ^= R(x07 + x03, 13);
 111
 112                 x00 ^= R(x12 + x08, 18); x05 ^= R(x01 + x13, 18);
 113                 x10 ^= R(x06 + x02, 18); x15 ^= R(x11 + x07, 18);
 114
 115                 /* Operate on rows. */
 116                 x01 ^= R(x00 + x03, 7); x06 ^= R(x05 + x04, 7);
 117                 x11 ^= R(x10 + x09, 7); x12 ^= R(x15 + x14, 7);
 118
 119                 x02 ^= R(x01 + x00, 9); x07 ^= R(x06 + x05, 9);
 120                 x08 ^= R(x11 + x10, 9); x13 ^= R(x12 + x15, 9);
 121
 122                 x03 ^= R(x02 + x01, 13); x04 ^= R(x07 + x06, 13);
 123                 x09 ^= R(x08 + x11, 13); x14 ^= R(x13 + x12, 13);
 124
 125                 x00 ^= R(x03 + x02, 18); x05 ^= R(x04 + x07, 18);
 126                 x10 ^= R(x09 + x08, 18); x15 ^= R(x14 + x13, 18);
 127             }
 128
 129             B[indexB + 0] += x00;
 130             B[indexB + 1] += x01;
 131             B[indexB + 2] += x02;
 132             B[indexB + 3] += x03;
 133             B[indexB + 4] += x04;
 134             B[indexB + 5] += x05;
 135             B[indexB + 6] += x06;
 136             B[indexB + 7] += x07;
 137             B[indexB + 8] += x08;
 138             B[indexB + 9] += x09;
 139             B[indexB + 10] += x10;
 140             B[indexB + 11] += x11;
 141             B[indexB + 12] += x12;
 142             B[indexB + 13] += x13;
 143             B[indexB + 14] += x14;
 144             B[indexB + 15] += x15;
 145         }
 146     }
 147 }