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 1.17  2007/02/15 13:40:42  asterix
  17  *#* Fix bug in randpool_add and randpool_strir.
  18  *#*
  19  *#* Revision 1.16  2007/02/13 15:11:37  asterix
  20  *#* Typo.
  21  *#*
  22  *#* Revision 1.14  2007/02/13 09:57:12  asterix
  23  *#* Add directive #if in struct EntropyPool, and remove #else in randpool_add.
  24  *#*
  25  *#* Revision 1.13  2007/02/12 18:25:34  asterix
  26  *#* Fix bug in randpool_getN.
  27  *#*
  28  *#* Revision 1.12  2007/02/12 09:47:39  asterix
  29  *#* Remove randpool_save. Add randpool_pool.
  30  *#*
  31  *#* Revision 1.10  2007/02/12 09:03:32  asterix
  32  *#* Add CONFIG_RANDPOOL_TIMER macro to swich on or off timer support
  33  *#*
  34  *#* Revision 1.9  2007/02/09 17:58:09  asterix
  35  *#* Add macro CONFIG_RANDPOOL_TIMER.
  36  *#*
  37  *#* Revision 1.6  2007/02/09 09:24:38  asterix
  38  *#* Typos. Add data_len in randpool_add and n_byte in randpool_push pototypes.
  39  *#*
  40  *#* Revision 1.3  2007/02/08 14:25:29  asterix
  41  *#* Write static funcion push_byte.
  42  *#*
  43  *#*/
  44
  45 #include "randpool.h"
  46 #include "md2.h"
  47
  48 #include <stdio.h>           //sprintf();
  49 #include <string.h>          //memset(), memcpy();
  50
  51 #include <cfg/compiler.h>
  52 #include <cfg/debug.h>       //ASSERT()
  53 #include <cfg/macros.h>      //MIN(), ROUND_UP();
  54
  55 #if CONFIG_RANDPOOL_TIMER
  56         #include <drv/timer.h>       //timer_clock();
  57 #endif
  58
  59
  60
  61 /*
  62  * Insert bytes in entropy pool, making a XOR of bytes present
  63  * in entropy pool.
  64  */
  65 static void randpool_push(EntropyPool *pool, void *_byte, size_t n_byte)
  66 {
  67         size_t i = pool->pos_add; // Current number of byte insert in entropy pool.
  68         uint8_t *byte;
  69
  70         byte = (uint8_t *)_byte;
  71
  72         /*
  73          * Insert a bytes in entropy pool.
  74          */
  75         for(int j = 0; j < n_byte; j++)
  76         {
  77                 pool->pool_entropy[i] = pool->pool_entropy[i] ^ byte[j];
  78                 i = (++i) % CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL;
  79         }
  80
  81         pool->pos_add  =  i; // Update a insert bytes.
  82 }
  83
  84
  85 /*
  86  * This function stir entropy pool with MD2 function hash.
  87  *
  88  */
  89 static void randpool_stir(EntropyPool *pool)
  90 {
  91         size_t entropy = pool->entropy; //Save current calue of entropy.
  92         Md2Context context;
  93         uint8_t tmp_buf[((sizeof(size_t) * 2) + sizeof(int)) * 2 + 1]; //Temporary buffer.
  94
  95         md2_init(&context); //Init MD2 algorithm.
  96
  97         randpool_add(pool, NULL, 0);
  98
  99         for (int i = 0; i < (CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL / MD2_DIGEST_LEN); i++)
 100         {
 101                 sprintf(tmp_buf, "%0x%0x%0x",pool->counter, i, pool->pos_add);
 102
 103                 /*
 104                  * Hash with MD2 algorithm the entropy pool.
 105                  */
 106                 md2_update(&context, pool->pool_entropy, CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL);
 107
 108                 md2_update(&context, tmp_buf, sizeof(tmp_buf) - 1);
 109
 110                 /*Insert a message digest in entropy pool.*/
 111                 randpool_push(pool, md2_end(&context), MD2_DIGEST_LEN);
 112
 113                 pool->counter = pool->counter + 1;
 114
 115         }
 116
 117         /*Insert in pool the difference between a two call of this function (see above).*/
 118         randpool_add(pool, NULL, 0);
 119
 120         pool->entropy = entropy; //Restore old value of entropy. We haven't add entropy.
 121 }
 122
 123 /**
 124  * Add \param entropy bits from \param data buffer to the entropy \param pool.
 125  */
 126 void randpool_add(EntropyPool *pool, void *data, size_t entropy)
 127 {
 128         uint8_t sep[] = "\xaa\xaa\xaa\xaa";  // ??
 129         size_t data_len = ROUND_UP(entropy, 8) / 8; //Number of entropy byte in input.
 130
 131         randpool_push(pool, data, data_len); //Insert data to entropy pool.
 132
 133 #if CONFIG_RANDPOOL_TIMER
 134
 135         ticks_t event = timer_clock();
 136         ticks_t delta;
 137
 138         /*Difference of time between a two accese to entropy pool.*/
 139         delta = event - pool->last_counter;
 140
 141         randpool_push(pool, &event, sizeof(ticks_t));
 142         randpool_push(pool, sep, sizeof(sep) - 1); // ??
 143         randpool_push(pool, &delta, sizeof(delta));
 144
 145         /*
 146          * Count of number entropy bit add with delta.
 147          */
 148         delta = delta & 0xff;
 149         while(delta)
 150         {
 151                 delta >>= 1;
 152                 entropy++;
 153         }
 154
 155         pool->last_counter = event;
 156
 157 #endif
 158
 159         pool->entropy += entropy;      //Update a entropy of the pool.
 160 }
 161
 162 /**
 163  * Randpool function initialization.
 164  * The entropy pool can be initialize also with
 165  * a previous entropy pool.
 166  */
 167 void randpool_init(EntropyPool *pool, void *_data, size_t len)
 168 {
 169         uint8_t *data;
 170
 171         data = (uint8_t *)_data;
 172
 173         memset(pool, 0, sizeof(EntropyPool));
 174         pool->pos_get = CONFIG_MD2_BLOCK_LEN;
 175
 176 #if CONFIG_RANDPOOL_TIMER
 177         pool->last_counter = timer_clock();
 178 #endif
 179
 180         ASSERT(len < CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL);
 181
 182         if(len > 0)
 183         {
 184                 /*
 185                  * Initialize a entropy pool with a
 186                  * previous pool, and assume all pool as
 187                  * entropy.
 188                  */
 189                 memcpy(pool->pool_entropy, data, len);
 190                 pool->entropy = len;
 191         }
 192
 193 }
 194
 195 /**
 196  * Get the actual value of entropy.
 197  */
 198 size_t randpool_size(EntropyPool *pool)
 199 {
 200         return pool->entropy;
 201 }
 202
 203 void randpool_get(EntropyPool *pool, void *data, size_t n_byte)
 204 {
 205
 206 }
 207
 208 /**
 209  * Get n_byte from entropy pool. If n_byte is larger than number
 210  * byte of entropy in entropy pool, rand_pool_getN continue
 211  * to generate pseudocasual value from previous state of
 212  * pool.
 213  */
 214 void randpool_getN(EntropyPool *pool, void *_data, size_t n_byte)
 215 {
 216         Md2Context context;
 217         size_t i = pool->pos_get;
 218         size_t n = n_byte;
 219         size_t pos_write = 0;  //Number of block has been written in data.
 220         size_t len = MIN((size_t)CONFIG_MD2_BLOCK_LEN, n_byte);
 221         uint8_t *data;
 222
 223         data = (uint8_t *)_data;
 224
 225         /* Test if i + CONFIG_MD2_BLOCK_LEN  is inside of entropy pool.*/
 226         ASSERT((CONFIG_MD2_BLOCK_LEN + i) < CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL);
 227
 228         md2_init(&context);
 229
 230         while(n > 0)
 231         {
 232
 233                 /*Hash previous state of pool*/
 234                 md2_update(&context, &pool->pool_entropy[i], CONFIG_MD2_BLOCK_LEN);
 235
 236                 memcpy(&data[pos_write], md2_end(&context), len);
 237
 238                 pos_write += len;   //Update number of block has been written in data.
 239                 n -= len;           //Number of byte copied in data.
 240
 241                 len = MIN(n,(size_t)CONFIG_MD2_BLOCK_LEN);
 242
 243                 i = (i + CONFIG_MD2_BLOCK_LEN) % CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL;
 244
 245                 /* If we haven't more entropy pool to hash, we stir it.*/
 246                 if(i < CONFIG_MD2_BLOCK_LEN)
 247                 {
 248                         randpool_stir(pool);
 249                         i = pool->pos_get;
 250                 }
 251
 252         }
 253
 254
 255         pool->pos_get = i; //Current number of byte we get from pool.
 256
 257         pool->entropy -= n_byte; //Update a entropy.
 258
 259         /*If we get all entropy entropy is 0*/
 260         if(pool->entropy < 0)
 261                 pool->entropy = 0;
 262
 263 }
 264
 265 /**
 266  * Return a pointer to entropy pool.
 267  */
 268 uint8_t *randpool_pool(EntropyPool *pool)
 269 {
 270         return pool->pool_entropy;
 271 }
 272