bertos/algo/randpool.c

   1 /**
   2  * \file
   3  * <!--
   4  * This file is part of BeRTOS.
   5  *
   6  * Bertos is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9  * (at your option) any later version.
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  * GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * along with this program; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  19  *
  20  * As a special exception, you may use this file as part of a free software
  21  * library without restriction.  Specifically, if other files instantiate
  22  * templates or use macros or inline functions from this file, or you compile
  23  * this file and link it with other files to produce an executable, this
  24  * file does not by itself cause the resulting executable to be covered by
  25  * the GNU General Public License.  This exception does not however
  26  * invalidate any other reasons why the executable file might be covered by
  27  * the GNU General Public License.
  28  *
  29  * Copyright 2007 Develer S.r.l. (http://www.develer.com/)
  30  *
  31  * -->
  32  *
  33  * \brief API function for to manage entropy pool.
  34  *
  35  * \author Daniele Basile <asterix@develer.com>
  36  */
  37
  38 #include "randpool.h"
  39 #include "md2.h"
  40
  41 #include <cfg/compiler.h>
  42 #include <cfg/debug.h>       //ASSERT()
  43 #include <cfg/macros.h>      //MIN(), ROUND_UP();
  44
  45 #include <stdio.h>           //sprintf();
  46 #include <string.h>          //memset(), memcpy();
  47
  48 #if CONFIG_RANDPOOL_TIMER
  49         #include <drv/timer.h>       //timer_clock();
  50 #endif
  51
  52
  53
  54 /*
  55  * Insert bytes in entropy pool, making a XOR of bytes present
  56  * in entropy pool.
  57  */
  58 static void randpool_push(EntropyPool *pool, void *_byte, size_t n_byte)
  59 {
  60         size_t i = pool->pos_add; // Current number of byte insert in entropy pool.
  61         uint8_t *byte;
  62
  63         byte = (uint8_t *)_byte;
  64
  65         /*
  66          * Insert a bytes in entropy pool.
  67          */
  68         for(size_t j = 0; j < n_byte; j++)
  69         {
  70                 pool->pool_entropy[i] = pool->pool_entropy[i] ^ byte[j];
  71                 i++;
  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 + 1]; //Temporary buffer.
  88
  89         md2_init(&context); //Init MD2 algorithm.
  90
  91         randpool_add(pool, NULL, 0);
  92
  93         for (int i = 0; i < (CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL / MD2_DIGEST_LEN); i++)
  94         {
  95                 sprintf((char *)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, sizeof(tmp_buf) - 1);
 103
 104                 /*Insert a message digest in entropy pool.*/
 105                 randpool_push(pool, md2_end(&context), MD2_DIGEST_LEN);
 106
 107                 pool->counter = pool->counter + 1;
 108
 109         }
 110
 111         /*Insert in pool the difference between a two call of this function (see above).*/
 112         randpool_add(pool, NULL, 0);
 113
 114         pool->entropy = entropy; //Restore old value of entropy. We haven't add entropy.
 115 }
 116
 117 /**
 118  * Add \param entropy bits from \param data buffer to the entropy \param pool
 119  */
 120 void randpool_add(EntropyPool *pool, void *data, size_t entropy)
 121 {
 122         uint8_t sep[] = "\xaa\xaa\xaa\xaa";  // ??
 123         size_t data_len = ROUND_UP(entropy, 8) / 8; //Number of entropy byte in input.
 124
 125         randpool_push(pool, data, data_len); //Insert data to entropy pool.
 126
 127 #if CONFIG_RANDPOOL_TIMER
 128
 129         ticks_t event = timer_clock();
 130         ticks_t delta;
 131
 132         /*Difference of time between a two accese to entropy pool.*/
 133         delta = event - pool->last_counter;
 134
 135         randpool_push(pool, &event, sizeof(ticks_t));
 136         randpool_push(pool, sep, sizeof(sep) - 1); // ??
 137         randpool_push(pool, &delta, sizeof(delta));
 138
 139         /*
 140          * Count of number entropy bit add with delta.
 141          */
 142         delta = delta & 0xff;
 143         while(delta)
 144         {
 145                 delta >>= 1;
 146                 entropy++;
 147         }
 148
 149         pool->last_counter = event;
 150
 151 #endif
 152
 153         pool->entropy += entropy;      //Update a entropy of the pool.
 154 }
 155
 156 /**
 157  * Randpool function initialization.
 158  * The entropy pool can be initialize also with
 159  * a previous entropy pool.
 160  */
 161 void randpool_init(EntropyPool *pool, void *_data, size_t len)
 162 {
 163         uint8_t *data;
 164
 165         data = (uint8_t *)_data;
 166
 167         memset(pool, 0, sizeof(EntropyPool));
 168         pool->pos_get = MD2_DIGEST_LEN;
 169
 170 #if CONFIG_RANDPOOL_TIMER
 171         pool->last_counter = timer_clock();
 172 #endif
 173
 174         if(data)
 175         {
 176                 /*
 177                  * Initialize a entropy pool with a
 178                  * previous pool, and assume all pool as
 179                  * entropy.
 180                  */
 181                 len = MIN(len,(size_t)CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL);
 182                 memcpy(pool->pool_entropy, data, len);
 183                 pool->entropy = len;
 184         }
 185
 186 }
 187
 188 /**
 189  * Get the actual value of entropy.
 190  */
 191 size_t randpool_size(EntropyPool *pool)
 192 {
 193         return pool->entropy;
 194 }
 195
 196 /**
 197  * Get \param n_byte from entropy pool. If n_byte is larger than number
 198  * byte of entropy in entropy pool, randpool_get continue
 199  * to generate pseudocasual value from previous state of
 200  * pool.
 201  * \param n_byte number fo bytes to read.
 202  * \param pool is the pool entropy context.
 203  * \param _data is the pointer to write the random data to.
 204  */
 205 void randpool_get(EntropyPool *pool, void *_data, size_t n_byte)
 206 {
 207         Md2Context context;
 208         size_t i = pool->pos_get;
 209         size_t n = n_byte;
 210         size_t pos_write = 0;  //Number of block has been written in data.
 211         size_t len = MIN((size_t)MD2_DIGEST_LEN, n_byte);
 212         uint8_t *data;
 213
 214         data = (uint8_t *)_data;
 215
 216         /* Test if i + CONFIG_MD2_BLOCK_LEN  is inside of entropy pool.*/
 217         ASSERT((MD2_DIGEST_LEN + i) <= CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL);
 218
 219         md2_init(&context);
 220
 221         while(n > 0)
 222         {
 223
 224                 /*Hash previous state of pool*/
 225                 md2_update(&context, &pool->pool_entropy[i], MD2_DIGEST_LEN);
 226
 227                 memcpy(&data[pos_write], md2_end(&context), len);
 228
 229                 pos_write += len;   //Update number of block has been written in data.
 230                 n -= len;           //Number of byte copied in data.
 231
 232                 len = MIN(n,(size_t)MD2_DIGEST_LEN);
 233
 234                 i = (i + MD2_DIGEST_LEN) % CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL;
 235
 236                 /* If we haven't more entropy pool to hash, we stir it.*/
 237                 if(i < MD2_DIGEST_LEN)
 238                 {
 239                         randpool_stir(pool);
 240                         i = pool->pos_get;
 241                 }
 242
 243         }
 244
 245         pool->pos_get = i; //Current number of byte we get from pool.
 246         pool->entropy -= n_byte; //Update a entropy.
 247
 248 }
 249
 250 /**
 251  * Return a pointer to entropy pool.
 252  */
 253 uint8_t *randpool_pool(EntropyPool *pool)
 254 {
 255         return pool->pool_entropy;
 256 }
 257