algos/randpool.c

   1 /**
   2  * \file
   3  * <!--
   4  * Copyright 2007 Develer S.r.l. (http://www.develer.com/)
   5  * This file is part of DevLib - See README.devlib for information.
   6  * -->
   7  *
   8  * \brief API function for to manage entropy pool.
   9  *
  10  * \version $Id$
  11  * \author Daniele Basile <asterix@develer.com>
  12  */
  13
  14 /*#*
  15  *#* $Log$
  16  *#* Revision 1.13  2007/02/12 18:25:34  asterix
  17  *#* Fix bug in randpool_getN.
  18  *#*
  19  *#* Revision 1.12  2007/02/12 09:47:39  asterix
  20  *#* Remove randpool_save. Add randpool_pool.
  21  *#*
  22  *#* Revision 1.10  2007/02/12 09:03:32  asterix
  23  *#* Add CONFIG_RANDPOOL_TIMER macro to swich on or off timer support
  24  *#*
  25  *#* Revision 1.9  2007/02/09 17:58:09  asterix
  26  *#* Add macro CONFIG_RANDPOOL_TIMER.
  27  *#*
  28  *#* Revision 1.6  2007/02/09 09:24:38  asterix
  29  *#* Typos. Add data_len in randpool_add and n_byte in randpool_push pototypes.
  30  *#*
  31  *#* Revision 1.3  2007/02/08 14:25:29  asterix
  32  *#* Write static funcion push_byte.
  33  *#*
  34  *#*/
  35
  36 #include "randpool.h"
  37 #include "md2.h"
  38
  39 #include <stdio.h>           //sprintf();
  40 #include <string.h>          //memset(), memcpy();
  41
  42 #include <cfg/compiler.h>
  43 #include <cfg/debug.h>       //ASSERT()
  44 #include <cfg/macros.h>      //MIN()
  45
  46 #if CONFIG_RANDPOOL_TIMER
  47         #include <drv/timer.h>       //timer_clock();
  48 #endif
  49
  50
  51
  52 /*
  53  * Insert bytes in entropy pool, making a XOR of bytes present
  54  * in entropy pool.
  55  */
  56 static void randpool_push(EntropyPool *pool, void *_byte, size_t n_byte)
  57 {
  58         size_t i = pool->pos_add; // Current number of byte insert in entropy pool.
  59         uint8_t *byte;
  60
  61         byte = (uint8_t *)_byte;
  62
  63         /*
  64          * Insert a bytes in entropy pool.
  65          */
  66         for(int j = 0; j < n_byte; j++)
  67         {
  68                 pool->pool_entropy[i] = pool->pool_entropy[i] ^ byte[j];
  69                 i = (i++) % CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL;
  70         }
  71
  72         pool->pos_add  =  i; // Update a insert bytes.
  73 }
  74
  75
  76 /*
  77  * This function stir entropy pool with MD2 function hash.
  78  *
  79  */
  80 static void randpool_stir(EntropyPool *pool)
  81 {
  82         size_t entropy = pool->entropy; //Save current calue of entropy.
  83         Md2Context context;
  84         uint8_t tmp_buf[((sizeof(size_t) * 2) + sizeof(int)) * 2]; //Temporary buffer.
  85
  86         md2_init(&context); //Init MD2 algorithm.
  87
  88         randpool_add(pool, "", 0, 0);
  89
  90         for (int i = 0; i < NUM_STIR_LOOP; i++)
  91         {
  92                 sprintf(tmp_buf, "%0x%0x%0x",pool->counter, i, pool->pos_add);
  93
  94                 /*
  95                  * Hash with MD2 algorithm the entropy pool.
  96                  */
  97                 md2_update(&context, pool->pool_entropy, CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL);
  98
  99                 md2_update(&context, tmp_buf, strlen(tmp_buf));
 100
 101                 /*Insert a message digest in entropy pool.*/
 102                 randpool_push(pool, md2_end(&context), CONFIG_MD2_BLOCK_LEN);
 103
 104                 pool->counter = (pool->counter + 1) & 0xFFFFFFFF; //Clamp a counter to 4 byte.
 105
 106         }
 107
 108         /*Insert in pool the difference between a two call of this function (see above).*/
 109         randpool_add(pool, "", 0, 0);
 110
 111         pool->entropy = entropy; //Restore old value of entropy. We haven't add entropy.
 112 }
 113
 114 /**
 115  * Add n_bit of  entropy in entropy pool.
 116  */
 117 void randpool_add(EntropyPool *pool, void *data, size_t data_len, size_t entropy)
 118 {
 119         uint8_t sep[] = "\xaa\xaa\xaa\xaa";  // ??
 120
 121         randpool_push(pool, data, data_len); //Insert data to entropy pool.
 122
 123         randpool_push(pool, sep, strlen(sep)); // ??
 124
 125 #if CONFIG_RANDPOOL_TIMER
 126
 127         ticks_t event = timer_clock();
 128         uint32_t delta;
 129
 130         /*Difference of time between a two accese to entropy pool.*/
 131         delta = event - pool->last_counter;
 132
 133
 134         randpool_push(pool, &delta, sizeof(delta));
 135
 136         delta = delta & 0xff;
 137
 138         randpool_push(pool, &delta, sizeof(delta));
 139
 140         /*
 141          * Count of number entropy bit add with delta.
 142          */
 143         while(delta)
 144         {
 145                 delta >>= 1;
 146                 entropy++;
 147         }
 148
 149 #else
 150         size_t event = 0;
 151
 152         /*Difference of time between a two accese to entropy pool.*/
 153         event = pool->last_counter++;
 154
 155 #endif
 156
 157         pool->entropy += entropy;      //Update a entropy of the pool.
 158         pool->last_counter = event;
 159 }
 160
 161 /**
 162  * Randpool function initialization.
 163  * The entropy pool can be initialize also with
 164  * a previous entropy pool.
 165  */
 166 void randpool_init(EntropyPool *pool, void *_data, size_t len)
 167 {
 168         uint8_t *data;
 169
 170         data = (uint8_t *)_data;
 171
 172         memset(pool, 0, sizeof(EntropyPool));
 173         pool->pos_get = CONFIG_MD2_BLOCK_LEN;
 174
 175 #if CONFIG_RANDPOOL_TIMER
 176         pool->last_counter = timer_clock();
 177 #endif
 178
 179         ASSERT(len < CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL);
 180
 181         if(len > 0)
 182         {
 183                 /*
 184                  * Initialize a entropy pool with a
 185                  * previous pool, and assume all pool as
 186                  * entropy.
 187                  */
 188                 memcpy(pool->pool_entropy, data, len);
 189                 pool->entropy = len;
 190         }
 191
 192 }
 193
 194 /**
 195  * Get the actual value of entropy.
 196  */
 197 size_t randpool_size(EntropyPool *pool)
 198 {
 199         return pool->entropy;
 200 }
 201
 202 void randpool_get(EntropyPool *pool, void *data, size_t n_byte)
 203 {
 204
 205 }
 206
 207 /**
 208  * Get n_byte from entropy pool. If n_byte is larger than number
 209  * byte of entropy in entropy pool, rand_pool_getN continue
 210  * to generate pseudocasual value from previous state of
 211  * pool.
 212  */
 213 void randpool_getN(EntropyPool *pool, void *_data, size_t n_byte)
 214 {
 215         Md2Context context;
 216         size_t i = pool->pos_get;
 217         int n = n_byte;
 218         size_t len = MIN((size_t)CONFIG_MD2_BLOCK_LEN, n_byte);
 219         uint8_t *data;
 220
 221         data = (uint8_t *)_data;
 222
 223         /* Test if i + CONFIG_MD2_BLOCK_LEN  is inside of entropy pool.*/
 224         ASSERT((CONFIG_MD2_BLOCK_LEN + i) < CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL);
 225
 226         md2_init(&context);
 227
 228         while(n > 0)
 229         {
 230
 231                 /*Hash previous state of pool*/
 232                 md2_update(&context, &pool->pool_entropy[i], CONFIG_MD2_BLOCK_LEN);
 233
 234                 memcpy(data, md2_end(&context), len);
 235
 236                 n -= len; //Number of byte copied in data.
 237
 238                 len = MIN(n, CONFIG_MD2_BLOCK_LEN);
 239
 240                 i = (i + CONFIG_MD2_BLOCK_LEN) % CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL;
 241
 242                 /* If we haven't more entropy pool to hash, we stir it.*/
 243                 if(i < CONFIG_MD2_BLOCK_LEN)
 244                 {
 245                         randpool_stir(pool);
 246                         i = pool->pos_get;
 247                 }
 248         }
 249
 250         pool->pos_get = i; //Current number of byte we get from pool.
 251
 252         pool->entropy -= n_byte; //Update a entropy.
 253
 254         /*If we get all entropy entropy is 0*/
 255         if(pool->entropy < 0)
 256                 pool->entropy = 0;
 257
 258 }
 259
 260 /**
 261  * Return a pointer to entropy pool.
 262  */
 263 uint8_t *randpool_pool(EntropyPool *pool)
 264 {
 265         return pool->pool_entropy;
 266 }
 267