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 1.14  2007/02/13 09:57:12  asterix
  17  *#* Add directive #if in struct EntropyPool, and remove #else in randpool_add.
  18  *#*
  19  *#* Revision 1.13  2007/02/12 18:25:34  asterix
  20  *#* Fix bug in randpool_getN.
  21  *#*
  22  *#* Revision 1.12  2007/02/12 09:47:39  asterix
  23  *#* Remove randpool_save. Add randpool_pool.
  24  *#*
  25  *#* Revision 1.10  2007/02/12 09:03:32  asterix
  26  *#* Add CONFIG_RANDPOOL_TIMER macro to swich on or off timer support
  27  *#*
  28  *#* Revision 1.9  2007/02/09 17:58:09  asterix
  29  *#* Add macro CONFIG_RANDPOOL_TIMER.
  30  *#*
  31  *#* Revision 1.6  2007/02/09 09:24:38  asterix
  32  *#* Typos. Add data_len in randpool_add and n_byte in randpool_push pototypes.
  33  *#*
  34  *#* Revision 1.3  2007/02/08 14:25:29  asterix
  35  *#* Write static funcion push_byte.
  36  *#*
  37  *#*/
  38
  39 #include "randpool.h"
  40 #include "md2.h"
  41
  42 #include <stdio.h>           //sprintf();
  43 #include <string.h>          //memset(), memcpy();
  44
  45 #include <cfg/compiler.h>
  46 #include <cfg/debug.h>       //ASSERT()
  47 #include <cfg/macros.h>      //MIN()
  48
  49 #if CONFIG_RANDPOOL_TIMER
  50         #include <drv/timer.h>       //timer_clock();
  51 #endif
  52
  53
  54
  55 /*
  56  * Insert bytes in entropy pool, making a XOR of bytes present
  57  * in entropy pool.
  58  */
  59 static void randpool_push(EntropyPool *pool, void *_byte, size_t n_byte)
  60 {
  61         size_t i = pool->pos_add; // Current number of byte insert in entropy pool.
  62         uint8_t *byte;
  63
  64         byte = (uint8_t *)_byte;
  65
  66         /*
  67          * Insert a bytes in entropy pool.
  68          */
  69         for(int j = 0; j < n_byte; j++)
  70         {
  71                 pool->pool_entropy[i] = pool->pool_entropy[i] ^ byte[j];
  72                 i = (i++) % CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL;
  73         }
  74
  75         pool->pos_add  =  i; // Update a insert bytes.
  76 }
  77
  78
  79 /*
  80  * This function stir entropy pool with MD2 function hash.
  81  *
  82  */
  83 static void randpool_stir(EntropyPool *pool)
  84 {
  85         size_t entropy = pool->entropy; //Save current calue of entropy.
  86         Md2Context context;
  87         uint8_t tmp_buf[((sizeof(size_t) * 2) + sizeof(int)) * 2]; //Temporary buffer.
  88
  89         md2_init(&context); //Init MD2 algorithm.
  90
  91         randpool_add(pool, "", 0, 0);
  92
  93         for (int i = 0; i < NUM_STIR_LOOP; i++)
  94         {
  95                 sprintf(tmp_buf, "%0x%0x%0x",pool->counter, i, pool->pos_add);
  96
  97                 /*
  98                  * Hash with MD2 algorithm the entropy pool.
  99                  */
 100                 md2_update(&context, pool->pool_entropy, CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL);
 101
 102                 md2_update(&context, tmp_buf, strlen(tmp_buf));
 103
 104                 /*Insert a message digest in entropy pool.*/
 105                 randpool_push(pool, md2_end(&context), CONFIG_MD2_BLOCK_LEN);
 106
 107                 pool->counter = (pool->counter + 1) & 0xFFFFFFFF; //Clamp a counter to 4 byte.
 108
 109         }
 110
 111         /*Insert in pool the difference between a two call of this function (see above).*/
 112         randpool_add(pool, "", 0, 0);
 113
 114         pool->entropy = entropy; //Restore old value of entropy. We haven't add entropy.
 115 }
 116
 117 /**
 118  * Add n_bit of  entropy in entropy pool.
 119  */
 120 void randpool_add(EntropyPool *pool, void *data, size_t data_len, size_t entropy)
 121 {
 122         uint8_t sep[] = "\xaa\xaa\xaa\xaa";  // ??
 123
 124         randpool_push(pool, data, data_len); //Insert data to entropy pool.
 125
 126         randpool_push(pool, sep, strlen(sep)); // ??
 127
 128 #if CONFIG_RANDPOOL_TIMER
 129
 130         ticks_t event = timer_clock();
 131         uint32_t delta;
 132
 133         /*Difference of time between a two accese to entropy pool.*/
 134         delta = event - pool->last_counter;
 135
 136
 137         randpool_push(pool, &delta, sizeof(delta));
 138
 139         delta = delta & 0xff;
 140
 141         randpool_push(pool, &delta, sizeof(delta));
 142
 143         /*
 144          * Count of number entropy bit add with delta.
 145          */
 146         while(delta)
 147         {
 148                 delta >>= 1;
 149                 entropy++;
 150         }
 151
 152         pool->last_counter = event;
 153
 154 #endif
 155
 156         pool->entropy += entropy;      //Update a entropy of the pool.
 157 }
 158
 159 /**
 160  * Randpool function initialization.
 161  * The entropy pool can be initialize also with
 162  * a previous entropy pool.
 163  */
 164 void randpool_init(EntropyPool *pool, void *_data, size_t len)
 165 {
 166         uint8_t *data;
 167
 168         data = (uint8_t *)_data;
 169
 170         memset(pool, 0, sizeof(EntropyPool));
 171         pool->pos_get = CONFIG_MD2_BLOCK_LEN;
 172
 173 #if CONFIG_RANDPOOL_TIMER
 174         pool->last_counter = timer_clock();
 175 #endif
 176
 177         ASSERT(len < CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL);
 178
 179         if(len > 0)
 180         {
 181                 /*
 182                  * Initialize a entropy pool with a
 183                  * previous pool, and assume all pool as
 184                  * entropy.
 185                  */
 186                 memcpy(pool->pool_entropy, data, len);
 187                 pool->entropy = len;
 188         }
 189
 190 }
 191
 192 /**
 193  * Get the actual value of entropy.
 194  */
 195 size_t randpool_size(EntropyPool *pool)
 196 {
 197         return pool->entropy;
 198 }
 199
 200 void randpool_get(EntropyPool *pool, void *data, size_t n_byte)
 201 {
 202
 203 }
 204
 205 /**
 206  * Get n_byte from entropy pool. If n_byte is larger than number
 207  * byte of entropy in entropy pool, rand_pool_getN continue
 208  * to generate pseudocasual value from previous state of
 209  * pool.
 210  */
 211 void randpool_getN(EntropyPool *pool, void *_data, size_t n_byte)
 212 {
 213         Md2Context context;
 214         size_t i = pool->pos_get;
 215         int n = n_byte;
 216         size_t len = MIN((size_t)CONFIG_MD2_BLOCK_LEN, n_byte);
 217         uint8_t *data;
 218
 219         data = (uint8_t *)_data;
 220
 221         /* Test if i + CONFIG_MD2_BLOCK_LEN  is inside of entropy pool.*/
 222         ASSERT((CONFIG_MD2_BLOCK_LEN + i) < CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL);
 223
 224         md2_init(&context);
 225
 226         while(n > 0)
 227         {
 228
 229                 /*Hash previous state of pool*/
 230                 md2_update(&context, &pool->pool_entropy[i], CONFIG_MD2_BLOCK_LEN);
 231
 232                 memcpy(data, md2_end(&context), len);
 233
 234                 n -= len; //Number of byte copied in data.
 235
 236                 len = MIN(n, CONFIG_MD2_BLOCK_LEN);
 237
 238                 i = (i + CONFIG_MD2_BLOCK_LEN) % CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL;
 239
 240                 /* If we haven't more entropy pool to hash, we stir it.*/
 241                 if(i < CONFIG_MD2_BLOCK_LEN)
 242                 {
 243                         randpool_stir(pool);
 244                         i = pool->pos_get;
 245                 }
 246         }
 247
 248         pool->pos_get = i; //Current number of byte we get from pool.
 249
 250         pool->entropy -= n_byte; //Update a entropy.
 251
 252         /*If we get all entropy entropy is 0*/
 253         if(pool->entropy < 0)
 254                 pool->entropy = 0;
 255
 256 }
 257
 258 /**
 259  * Return a pointer to entropy pool.
 260  */
 261 uint8_t *randpool_pool(EntropyPool *pool)
 262 {
 263         return pool->pool_entropy;
 264 }
 265