src/scrypt-generic.cpp

   1 /*-
   2  * Copyright 2009 Colin Percival, 2011 ArtForz, 2011 pooler, 2013 Balthazar
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  *
  14  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  15  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  16  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  17  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  18  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  19  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  20  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  21  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  22  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  23  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  24  * SUCH DAMAGE.
  25  *
  26  * This file was originally written by Colin Percival as part of the Tarsnap
  27  * online backup system.
  28  */
  29
  30 #include <string.h>
  31 #include <openssl/evp.h>
  32
  33 #include "scrypt.h"
  34
  35 #ifdef _MSC_VER
  36 #define INLINE __inline
  37 #else
  38 #define INLINE inline
  39 #endif
  40
  41 // Generic scrypt_core implementation
  42
  43 static INLINE void xor_salsa8(uint32_t B[16], const uint32_t Bx[16])
  44 {
  45     uint32_t x00,x01,x02,x03,x04,x05,x06,x07,x08,x09,x10,x11,x12,x13,x14,x15;
  46     int8_t i;
  47
  48     x00 = (B[0] ^= Bx[0]);
  49     x01 = (B[1] ^= Bx[1]);
  50     x02 = (B[2] ^= Bx[2]);
  51     x03 = (B[3] ^= Bx[3]);
  52     x04 = (B[4] ^= Bx[4]);
  53     x05 = (B[5] ^= Bx[5]);
  54     x06 = (B[6] ^= Bx[6]);
  55     x07 = (B[7] ^= Bx[7]);
  56     x08 = (B[8] ^= Bx[8]);
  57     x09 = (B[9] ^= Bx[9]);
  58     x10 = (B[10] ^= Bx[10]);
  59     x11 = (B[11] ^= Bx[11]);
  60     x12 = (B[12] ^= Bx[12]);
  61     x13 = (B[13] ^= Bx[13]);
  62     x14 = (B[14] ^= Bx[14]);
  63     x15 = (B[15] ^= Bx[15]);
  64     for (i = 0; i < 8; i += 2) {
  65 #define R(a, b) (((a) << (b)) | ((a) >> (32 - (b))))
  66         /* Operate on columns. */
  67         x04 ^= R(x00+x12, 7); x09 ^= R(x05+x01, 7);
  68         x14 ^= R(x10+x06, 7); x03 ^= R(x15+x11, 7);
  69
  70         x08 ^= R(x04+x00, 9); x13 ^= R(x09+x05, 9);
  71         x02 ^= R(x14+x10, 9); x07 ^= R(x03+x15, 9);
  72
  73         x12 ^= R(x08+x04,13); x01 ^= R(x13+x09,13);
  74         x06 ^= R(x02+x14,13); x11 ^= R(x07+x03,13);
  75
  76         x00 ^= R(x12+x08,18); x05 ^= R(x01+x13,18);
  77         x10 ^= R(x06+x02,18); x15 ^= R(x11+x07,18);
  78
  79         /* Operate on rows. */
  80         x01 ^= R(x00+x03, 7); x06 ^= R(x05+x04, 7);
  81         x11 ^= R(x10+x09, 7); x12 ^= R(x15+x14, 7);
  82
  83         x02 ^= R(x01+x00, 9); x07 ^= R(x06+x05, 9);
  84         x08 ^= R(x11+x10, 9); x13 ^= R(x12+x15, 9);
  85
  86         x03 ^= R(x02+x01,13); x04 ^= R(x07+x06,13);
  87         x09 ^= R(x08+x11,13); x14 ^= R(x13+x12,13);
  88
  89         x00 ^= R(x03+x02,18); x05 ^= R(x04+x07,18);
  90         x10 ^= R(x09+x08,18); x15 ^= R(x14+x13,18);
  91 #undef R
  92     }
  93     B[0] += x00;
  94     B[1] += x01;
  95     B[2] += x02;
  96     B[3] += x03;
  97     B[4] += x04;
  98     B[5] += x05;
  99     B[6] += x06;
 100     B[7] += x07;
 101     B[8] += x08;
 102     B[9] += x09;
 103     B[10] += x10;
 104     B[11] += x11;
 105     B[12] += x12;
 106     B[13] += x13;
 107     B[14] += x14;
 108     B[15] += x15;
 109 }
 110
 111 INLINE void scrypt_core(uint32_t *X, uint32_t *V)
 112 {
 113     uint16_t i, j, k;
 114
 115     for (i = 0; i < 1024; i++) {
 116         memcpy(&V[i * 32], X, 128);
 117         xor_salsa8(&X[0], &X[16]);
 118         xor_salsa8(&X[16], &X[0]);
 119     }
 120     for (i = 0; i < 1024; i++) {
 121         j = 32 * (X[16] & 1023);
 122         for (k = 0; k < 32; k++)
 123             X[k] ^= V[j + k];
 124         xor_salsa8(&X[0], &X[16]);
 125         xor_salsa8(&X[16], &X[0]);
 126     }
 127 }
 128
 129 /* cpu and memory intensive function to transform a 80 byte buffer into a 32 byte output
 130    scratchpad size needs to be at least 63 + (128 * r * p) + (256 * r + 64) + (128 * r * N) bytes
 131    r = 1, p = 1, N = 1024
 132  */
 133 uint256 scrypt_blockhash(const uint8_t* input)
 134 {
 135     uint8_t scratchpad[SCRYPT_BUFFER_SIZE];
 136     uint32_t X[32];
 137     uint256 result = 0;
 138
 139     uint32_t *V = (uint32_t *)(((uintptr_t)(scratchpad) + 63) & ~ (uintptr_t)(63));
 140
 141     PKCS5_PBKDF2_HMAC((const char*)input, 80, input, 80, 1, EVP_sha256(), 128, (unsigned char *)X);
 142     scrypt_core(X, V);
 143     PKCS5_PBKDF2_HMAC((const char*)input, 80, (const unsigned char*)X, 128, 1, EVP_sha256(), 32, (unsigned char*)&result);
 144
 145     return result;
 146 }