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  * \version $Id$
  36  * \author Daniele Basile <asterix@develer.com>
  37  */
  38
  39 #include "randpool.h"
  40 #include "md2.h"
  41
  42 #include <cfg/compiler.h>
  43 #include <cfg/debug.h>       //ASSERT()
  44 #include <cfg/macros.h>      //MIN(), ROUND_UP();
  45
  46 #include <stdio.h>           //sprintf();
  47 #include <string.h>          //memset(), memcpy();
  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(size_t j = 0; j < n_byte; j++)
  70         {
  71                 pool->pool_entropy[i] = pool->pool_entropy[i] ^ byte[j];
  72                 i++;
  73                 i = i % CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL;
  74         }
  75
  76         pool->pos_add  =  i; // Update a insert bytes.
  77 }
  78
  79
  80 /*
  81  * This function stir entropy pool with MD2 function hash.
  82  *
  83  */
  84 static void randpool_stir(EntropyPool *pool)
  85 {
  86         size_t entropy = pool->entropy; //Save current calue of entropy.
  87         Md2Context context;
  88         uint8_t tmp_buf[((sizeof(size_t) * 2) + sizeof(int)) * 2 + 1]; //Temporary buffer.
  89
  90         md2_init(&context); //Init MD2 algorithm.
  91
  92         randpool_add(pool, NULL, 0);
  93
  94         for (int i = 0; i < (CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL / MD2_DIGEST_LEN); i++)
  95         {
  96                 sprintf((char *)tmp_buf, "%0x%0x%0x", pool->counter, i, pool->pos_add);
  97
  98                 /*
  99                  * Hash with MD2 algorithm the entropy pool.
 100                  */
 101                 md2_update(&context, pool->pool_entropy, CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL);
 102
 103                 md2_update(&context, tmp_buf, sizeof(tmp_buf) - 1);
 104
 105                 /*Insert a message digest in entropy pool.*/
 106                 randpool_push(pool, md2_end(&context), MD2_DIGEST_LEN);
 107
 108                 pool->counter = pool->counter + 1;
 109
 110         }
 111
 112         /*Insert in pool the difference between a two call of this function (see above).*/
 113         randpool_add(pool, NULL, 0);
 114
 115         pool->entropy = entropy; //Restore old value of entropy. We haven't add entropy.
 116 }
 117
 118 /**
 119  * Add \param entropy bits from \param data buffer to the entropy \param pool
 120  */
 121 void randpool_add(EntropyPool *pool, void *data, size_t entropy)
 122 {
 123         uint8_t sep[] = "\xaa\xaa\xaa\xaa";  // ??
 124         size_t data_len = ROUND_UP(entropy, 8) / 8; //Number of entropy byte in input.
 125
 126         randpool_push(pool, data, data_len); //Insert data to entropy pool.
 127
 128 #if CONFIG_RANDPOOL_TIMER
 129
 130         ticks_t event = timer_clock();
 131         ticks_t delta;
 132
 133         /*Difference of time between a two accese to entropy pool.*/
 134         delta = event - pool->last_counter;
 135
 136         randpool_push(pool, &event, sizeof(ticks_t));
 137         randpool_push(pool, sep, sizeof(sep) - 1); // ??
 138         randpool_push(pool, &delta, sizeof(delta));
 139
 140         /*
 141          * Count of number entropy bit add with delta.
 142          */
 143         delta = delta & 0xff;
 144         while(delta)
 145         {
 146                 delta >>= 1;
 147                 entropy++;
 148         }
 149
 150         pool->last_counter = event;
 151
 152 #endif
 153
 154         pool->entropy += entropy;      //Update a entropy of the pool.
 155 }
 156
 157 /**
 158  * Randpool function initialization.
 159  * The entropy pool can be initialize also with
 160  * a previous entropy pool.
 161  */
 162 void randpool_init(EntropyPool *pool, void *_data, size_t len)
 163 {
 164         uint8_t *data;
 165
 166         data = (uint8_t *)_data;
 167
 168         memset(pool, 0, sizeof(EntropyPool));
 169         pool->pos_get = MD2_DIGEST_LEN;
 170
 171 #if CONFIG_RANDPOOL_TIMER
 172         pool->last_counter = timer_clock();
 173 #endif
 174
 175         if(data)
 176         {
 177                 /*
 178                  * Initialize a entropy pool with a
 179                  * previous pool, and assume all pool as
 180                  * entropy.
 181                  */
 182                 len = MIN(len,(size_t)CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL);
 183                 memcpy(pool->pool_entropy, data, len);
 184                 pool->entropy = len;
 185         }
 186
 187 }
 188
 189 /**
 190  * Get the actual value of entropy.
 191  */
 192 size_t randpool_size(EntropyPool *pool)
 193 {
 194         return pool->entropy;
 195 }
 196
 197 /**
 198  * Get \param n_byte from entropy pool. If n_byte is larger than number
 199  * byte of entropy in entropy pool, randpool_get continue
 200  * to generate pseudocasual value from previous state of
 201  * pool.
 202  * \param n_byte number fo bytes to read.
 203  * \param pool is the pool entropy context.
 204  * \param _data is the pointer to write the random data to.
 205  */
 206 void randpool_get(EntropyPool *pool, void *_data, size_t n_byte)
 207 {
 208         Md2Context context;
 209         size_t i = pool->pos_get;
 210         size_t n = n_byte;
 211         size_t pos_write = 0;  //Number of block has been written in data.
 212         size_t len = MIN((size_t)MD2_DIGEST_LEN, n_byte);
 213         uint8_t *data;
 214
 215         data = (uint8_t *)_data;
 216
 217         /* Test if i + CONFIG_MD2_BLOCK_LEN  is inside of entropy pool.*/
 218         ASSERT((MD2_DIGEST_LEN + i) <= CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL);
 219
 220         md2_init(&context);
 221
 222         while(n > 0)
 223         {
 224
 225                 /*Hash previous state of pool*/
 226                 md2_update(&context, &pool->pool_entropy[i], MD2_DIGEST_LEN);
 227
 228                 memcpy(&data[pos_write], md2_end(&context), len);
 229
 230                 pos_write += len;   //Update number of block has been written in data.
 231                 n -= len;           //Number of byte copied in data.
 232
 233                 len = MIN(n,(size_t)MD2_DIGEST_LEN);
 234
 235                 i = (i + MD2_DIGEST_LEN) % CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL;
 236
 237                 /* If we haven't more entropy pool to hash, we stir it.*/
 238                 if(i < MD2_DIGEST_LEN)
 239                 {
 240                         randpool_stir(pool);
 241                         i = pool->pos_get;
 242                 }
 243
 244         }
 245
 246         pool->pos_get = i; //Current number of byte we get from pool.
 247         pool->entropy -= n_byte; //Update a entropy.
 248
 249 }
 250
 251 /**
 252  * Return a pointer to entropy pool.
 253  */
 254 uint8_t *randpool_pool(EntropyPool *pool)
 255 {
 256         return pool->pool_entropy;
 257 }
 258