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 1.19  2007/02/15 13:54:26  asterix
  17  *#* Rename randpool_getN in randpool_get. Fix bug in randpool_get.
  18  *#*
  19  *#* Revision 1.17  2007/02/15 13:40:42  asterix
  20  *#* Fix bug in randpool_add and randpool_strir.
  21  *#*
  22  *#* Revision 1.16  2007/02/13 15:11:37  asterix
  23  *#* Typo.
  24  *#*
  25  *#* Revision 1.14  2007/02/13 09:57:12  asterix
  26  *#* Add directive #if in struct EntropyPool, and remove #else in randpool_add.
  27  *#*
  28  *#* Revision 1.13  2007/02/12 18:25:34  asterix
  29  *#* Fix bug in randpool_getN.
  30  *#*
  31  *#* Revision 1.12  2007/02/12 09:47:39  asterix
  32  *#* Remove randpool_save. Add randpool_pool.
  33  *#*
  34  *#* Revision 1.10  2007/02/12 09:03:32  asterix
  35  *#* Add CONFIG_RANDPOOL_TIMER macro to swich on or off timer support
  36  *#*
  37  *#* Revision 1.9  2007/02/09 17:58:09  asterix
  38  *#* Add macro CONFIG_RANDPOOL_TIMER.
  39  *#*
  40  *#* Revision 1.6  2007/02/09 09:24:38  asterix
  41  *#* Typos. Add data_len in randpool_add and n_byte in randpool_push pototypes.
  42  *#*
  43  *#* Revision 1.3  2007/02/08 14:25:29  asterix
  44  *#* Write static funcion push_byte.
  45  *#*
  46  *#*/
  47
  48 #include "randpool.h"
  49 #include "md2.h"
  50
  51 #include <stdio.h>           //sprintf();
  52 #include <string.h>          //memset(), memcpy();
  53
  54 #include <cfg/compiler.h>
  55 #include <cfg/debug.h>       //ASSERT()
  56 #include <cfg/macros.h>      //MIN(), ROUND_UP();
  57
  58 #if CONFIG_RANDPOOL_TIMER
  59         #include <drv/timer.h>       //timer_clock();
  60 #endif
  61
  62
  63
  64 /*
  65  * Insert bytes in entropy pool, making a XOR of bytes present
  66  * in entropy pool.
  67  */
  68 static void randpool_push(EntropyPool *pool, void *_byte, size_t n_byte)
  69 {
  70         size_t i = pool->pos_add; // Current number of byte insert in entropy pool.
  71         uint8_t *byte;
  72
  73         byte = (uint8_t *)_byte;
  74
  75         /*
  76          * Insert a bytes in entropy pool.
  77          */
  78         for(int j = 0; j < n_byte; j++)
  79         {
  80                 pool->pool_entropy[i] = pool->pool_entropy[i] ^ byte[j];
  81                 i = (++i) % CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL;
  82         }
  83
  84         pool->pos_add  =  i; // Update a insert bytes.
  85 }
  86
  87
  88 /*
  89  * This function stir entropy pool with MD2 function hash.
  90  *
  91  */
  92 static void randpool_stir(EntropyPool *pool)
  93 {
  94         size_t entropy = pool->entropy; //Save current calue of entropy.
  95         Md2Context context;
  96         uint8_t tmp_buf[((sizeof(size_t) * 2) + sizeof(int)) * 2 + 1]; //Temporary buffer.
  97
  98         md2_init(&context); //Init MD2 algorithm.
  99
 100         randpool_add(pool, NULL, 0);
 101
 102         for (int i = 0; i < (CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL / MD2_DIGEST_LEN); i++)
 103         {
 104                 sprintf(tmp_buf, "%0x%0x%0x",pool->counter, i, pool->pos_add);
 105
 106                 /*
 107                  * Hash with MD2 algorithm the entropy pool.
 108                  */
 109                 md2_update(&context, pool->pool_entropy, CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL);
 110
 111                 md2_update(&context, tmp_buf, sizeof(tmp_buf) - 1);
 112
 113                 /*Insert a message digest in entropy pool.*/
 114                 randpool_push(pool, md2_end(&context), MD2_DIGEST_LEN);
 115
 116                 pool->counter = pool->counter + 1;
 117
 118         }
 119
 120         /*Insert in pool the difference between a two call of this function (see above).*/
 121         randpool_add(pool, NULL, 0);
 122
 123         pool->entropy = entropy; //Restore old value of entropy. We haven't add entropy.
 124 }
 125
 126 /**
 127  * Add \param entropy bits from \param data buffer to the entropy \param pool.
 128  */
 129 void randpool_add(EntropyPool *pool, void *data, size_t entropy)
 130 {
 131         uint8_t sep[] = "\xaa\xaa\xaa\xaa";  // ??
 132         size_t data_len = ROUND_UP(entropy, 8) / 8; //Number of entropy byte in input.
 133
 134         randpool_push(pool, data, data_len); //Insert data to entropy pool.
 135
 136 #if CONFIG_RANDPOOL_TIMER
 137
 138         ticks_t event = timer_clock();
 139         ticks_t delta;
 140
 141         /*Difference of time between a two accese to entropy pool.*/
 142         delta = event - pool->last_counter;
 143
 144         randpool_push(pool, &event, sizeof(ticks_t));
 145         randpool_push(pool, sep, sizeof(sep) - 1); // ??
 146         randpool_push(pool, &delta, sizeof(delta));
 147
 148         /*
 149          * Count of number entropy bit add with delta.
 150          */
 151         delta = delta & 0xff;
 152         while(delta)
 153         {
 154                 delta >>= 1;
 155                 entropy++;
 156         }
 157
 158         pool->last_counter = event;
 159
 160 #endif
 161
 162         pool->entropy += entropy;      //Update a entropy of the pool.
 163 }
 164
 165 /**
 166  * Randpool function initialization.
 167  * The entropy pool can be initialize also with
 168  * a previous entropy pool.
 169  */
 170 void randpool_init(EntropyPool *pool, void *_data, size_t len)
 171 {
 172         uint8_t *data;
 173
 174         data = (uint8_t *)_data;
 175
 176         memset(pool, 0, sizeof(EntropyPool));
 177         pool->pos_get = MD2_DIGEST_LEN;
 178
 179 #if CONFIG_RANDPOOL_TIMER
 180         pool->last_counter = timer_clock();
 181 #endif
 182
 183         if(data)
 184         {
 185                 /*
 186                  * Initialize a entropy pool with a
 187                  * previous pool, and assume all pool as
 188                  * entropy.
 189                  */
 190                 len = MIN(len,(size_t)CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL);
 191                 memcpy(pool->pool_entropy, data, len);
 192                 pool->entropy = len;
 193         }
 194
 195 }
 196
 197 /**
 198  * Get the actual value of entropy.
 199  */
 200 size_t randpool_size(EntropyPool *pool)
 201 {
 202         return pool->entropy;
 203 }
 204
 205 /**
 206  * Get \param n_byte from entropy pool. If n_byte is larger than number
 207  * byte of entropy in entropy pool, randpool_get continue
 208  * to generate pseudocasual value from previous state of
 209  * pool.
 210  */
 211 void randpool_get(EntropyPool *pool, void *_data, size_t n_byte)
 212 {
 213         Md2Context context;
 214         size_t i = pool->pos_get;
 215         size_t n = n_byte;
 216         size_t pos_write = 0;  //Number of block has been written in data.
 217         size_t len = MIN((size_t)MD2_DIGEST_LEN, n_byte);
 218         uint8_t *data;
 219
 220         data = (uint8_t *)_data;
 221
 222         /* Test if i + CONFIG_MD2_BLOCK_LEN  is inside of entropy pool.*/
 223         ASSERT((MD2_DIGEST_LEN + i) < CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL);
 224
 225         md2_init(&context);
 226
 227         while(n > 0)
 228         {
 229
 230                 /*Hash previous state of pool*/
 231                 md2_update(&context, &pool->pool_entropy[i], MD2_DIGEST_LEN);
 232
 233                 memcpy(&data[pos_write], md2_end(&context), len);
 234
 235                 pos_write += len;   //Update number of block has been written in data.
 236                 n -= len;           //Number of byte copied in data.
 237
 238                 len = MIN(n,(size_t)MD2_DIGEST_LEN);
 239
 240                 i = (i + MD2_DIGEST_LEN) % CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL;
 241
 242                 /* If we haven't more entropy pool to hash, we stir it.*/
 243                 if(i < MD2_DIGEST_LEN)
 244                 {
 245                         randpool_stir(pool);
 246                         i = pool->pos_get;
 247                 }
 248
 249         }
 250
 251
 252         pool->pos_get = i; //Current number of byte we get from pool.
 253
 254         pool->entropy -= n_byte; //Update a entropy.
 255
 256         /*If we get all entropy entropy is 0*/
 257         if(pool->entropy < 0)
 258                 pool->entropy = 0;
 259
 260 }
 261
 262 /**
 263  * Return a pointer to entropy pool.
 264  */
 265 uint8_t *randpool_pool(EntropyPool *pool)
 266 {
 267         return pool->pool_entropy;
 268 }
 269