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 1.20  2007/06/07 16:06:39  batt
  17  *#* Fix some doxygen errors.
  18  *#*
  19  *#* Revision 1.19  2007/02/15 13:54:26  asterix
  20  *#* Rename randpool_getN in randpool_get. Fix bug in randpool_get.
  21  *#*
  22  *#* Revision 1.17  2007/02/15 13:40:42  asterix
  23  *#* Fix bug in randpool_add and randpool_strir.
  24  *#*
  25  *#* Revision 1.16  2007/02/13 15:11:37  asterix
  26  *#* Typo.
  27  *#*
  28  *#* Revision 1.14  2007/02/13 09:57:12  asterix
  29  *#* Add directive #if in struct EntropyPool, and remove #else in randpool_add.
  30  *#*
  31  *#* Revision 1.13  2007/02/12 18:25:34  asterix
  32  *#* Fix bug in randpool_getN.
  33  *#*
  34  *#* Revision 1.12  2007/02/12 09:47:39  asterix
  35  *#* Remove randpool_save. Add randpool_pool.
  36  *#*
  37  *#* Revision 1.10  2007/02/12 09:03:32  asterix
  38  *#* Add CONFIG_RANDPOOL_TIMER macro to swich on or off timer support
  39  *#*
  40  *#* Revision 1.9  2007/02/09 17:58:09  asterix
  41  *#* Add macro CONFIG_RANDPOOL_TIMER.
  42  *#*
  43  *#* Revision 1.6  2007/02/09 09:24:38  asterix
  44  *#* Typos. Add data_len in randpool_add and n_byte in randpool_push pototypes.
  45  *#*
  46  *#* Revision 1.3  2007/02/08 14:25:29  asterix
  47  *#* Write static funcion push_byte.
  48  *#*
  49  *#*/
  50
  51 #include "randpool.h"
  52 #include "md2.h"
  53
  54 #include <stdio.h>           //sprintf();
  55 #include <string.h>          //memset(), memcpy();
  56
  57 #include <cfg/compiler.h>
  58 #include <cfg/debug.h>       //ASSERT()
  59 #include <cfg/macros.h>      //MIN(), ROUND_UP();
  60
  61 #if CONFIG_RANDPOOL_TIMER
  62         #include <drv/timer.h>       //timer_clock();
  63 #endif
  64
  65
  66
  67 /*
  68  * Insert bytes in entropy pool, making a XOR of bytes present
  69  * in entropy pool.
  70  */
  71 static void randpool_push(EntropyPool *pool, void *_byte, size_t n_byte)
  72 {
  73         size_t i = pool->pos_add; // Current number of byte insert in entropy pool.
  74         uint8_t *byte;
  75
  76         byte = (uint8_t *)_byte;
  77
  78         /*
  79          * Insert a bytes in entropy pool.
  80          */
  81         for(int j = 0; j < n_byte; j++)
  82         {
  83                 pool->pool_entropy[i] = pool->pool_entropy[i] ^ byte[j];
  84                 i = (++i) % CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL;
  85         }
  86
  87         pool->pos_add  =  i; // Update a insert bytes.
  88 }
  89
  90
  91 /*
  92  * This function stir entropy pool with MD2 function hash.
  93  *
  94  */
  95 static void randpool_stir(EntropyPool *pool)
  96 {
  97         size_t entropy = pool->entropy; //Save current calue of entropy.
  98         Md2Context context;
  99         uint8_t tmp_buf[((sizeof(size_t) * 2) + sizeof(int)) * 2 + 1]; //Temporary buffer.
 100
 101         md2_init(&context); //Init MD2 algorithm.
 102
 103         randpool_add(pool, NULL, 0);
 104
 105         for (int i = 0; i < (CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL / MD2_DIGEST_LEN); i++)
 106         {
 107                 sprintf(tmp_buf, "%0x%0x%0x",pool->counter, i, pool->pos_add);
 108
 109                 /*
 110                  * Hash with MD2 algorithm the entropy pool.
 111                  */
 112                 md2_update(&context, pool->pool_entropy, CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL);
 113
 114                 md2_update(&context, tmp_buf, sizeof(tmp_buf) - 1);
 115
 116                 /*Insert a message digest in entropy pool.*/
 117                 randpool_push(pool, md2_end(&context), MD2_DIGEST_LEN);
 118
 119                 pool->counter = pool->counter + 1;
 120
 121         }
 122
 123         /*Insert in pool the difference between a two call of this function (see above).*/
 124         randpool_add(pool, NULL, 0);
 125
 126         pool->entropy = entropy; //Restore old value of entropy. We haven't add entropy.
 127 }
 128
 129 /**
 130  * Add \param entropy bits from \param data buffer to the entropy \param pool
 131  */
 132 void randpool_add(EntropyPool *pool, void *data, size_t entropy)
 133 {
 134         uint8_t sep[] = "\xaa\xaa\xaa\xaa";  // ??
 135         size_t data_len = ROUND_UP(entropy, 8) / 8; //Number of entropy byte in input.
 136
 137         randpool_push(pool, data, data_len); //Insert data to entropy pool.
 138
 139 #if CONFIG_RANDPOOL_TIMER
 140
 141         ticks_t event = timer_clock();
 142         ticks_t delta;
 143
 144         /*Difference of time between a two accese to entropy pool.*/
 145         delta = event - pool->last_counter;
 146
 147         randpool_push(pool, &event, sizeof(ticks_t));
 148         randpool_push(pool, sep, sizeof(sep) - 1); // ??
 149         randpool_push(pool, &delta, sizeof(delta));
 150
 151         /*
 152          * Count of number entropy bit add with delta.
 153          */
 154         delta = delta & 0xff;
 155         while(delta)
 156         {
 157                 delta >>= 1;
 158                 entropy++;
 159         }
 160
 161         pool->last_counter = event;
 162
 163 #endif
 164
 165         pool->entropy += entropy;      //Update a entropy of the pool.
 166 }
 167
 168 /**
 169  * Randpool function initialization.
 170  * The entropy pool can be initialize also with
 171  * a previous entropy pool.
 172  */
 173 void randpool_init(EntropyPool *pool, void *_data, size_t len)
 174 {
 175         uint8_t *data;
 176
 177         data = (uint8_t *)_data;
 178
 179         memset(pool, 0, sizeof(EntropyPool));
 180         pool->pos_get = MD2_DIGEST_LEN;
 181
 182 #if CONFIG_RANDPOOL_TIMER
 183         pool->last_counter = timer_clock();
 184 #endif
 185
 186         if(data)
 187         {
 188                 /*
 189                  * Initialize a entropy pool with a
 190                  * previous pool, and assume all pool as
 191                  * entropy.
 192                  */
 193                 len = MIN(len,(size_t)CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL);
 194                 memcpy(pool->pool_entropy, data, len);
 195                 pool->entropy = len;
 196         }
 197
 198 }
 199
 200 /**
 201  * Get the actual value of entropy.
 202  */
 203 size_t randpool_size(EntropyPool *pool)
 204 {
 205         return pool->entropy;
 206 }
 207
 208 /**
 209  * Get \param n_byte from entropy pool. If n_byte is larger than number
 210  * byte of entropy in entropy pool, randpool_get continue
 211  * to generate pseudocasual value from previous state of
 212  * pool.
 213  * \param n_byte number fo bytes to read.
 214  * \param pool is the pool entropy context.
 215  * \param _data is the pointer to write the random data to.
 216  */
 217 void randpool_get(EntropyPool *pool, void *_data, size_t n_byte)
 218 {
 219         Md2Context context;
 220         size_t i = pool->pos_get;
 221         size_t n = n_byte;
 222         size_t pos_write = 0;  //Number of block has been written in data.
 223         size_t len = MIN((size_t)MD2_DIGEST_LEN, n_byte);
 224         uint8_t *data;
 225
 226         data = (uint8_t *)_data;
 227
 228         /* Test if i + CONFIG_MD2_BLOCK_LEN  is inside of entropy pool.*/
 229         ASSERT((MD2_DIGEST_LEN + i) < CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL);
 230
 231         md2_init(&context);
 232
 233         while(n > 0)
 234         {
 235
 236                 /*Hash previous state of pool*/
 237                 md2_update(&context, &pool->pool_entropy[i], MD2_DIGEST_LEN);
 238
 239                 memcpy(&data[pos_write], md2_end(&context), len);
 240
 241                 pos_write += len;   //Update number of block has been written in data.
 242                 n -= len;           //Number of byte copied in data.
 243
 244                 len = MIN(n,(size_t)MD2_DIGEST_LEN);
 245
 246                 i = (i + MD2_DIGEST_LEN) % CONFIG_SIZE_ENTROPY_POOL;
 247
 248                 /* If we haven't more entropy pool to hash, we stir it.*/
 249                 if(i < MD2_DIGEST_LEN)
 250                 {
 251                         randpool_stir(pool);
 252                         i = pool->pos_get;
 253                 }
 254
 255         }
 256
 257         pool->pos_get = i; //Current number of byte we get from pool.
 258         pool->entropy -= n_byte; //Update a entropy.
 259
 260         /*If we get all entropy entropy is 0*/
 261         if(pool->entropy < 0)
 262                 pool->entropy = 0;
 263
 264 }
 265
 266 /**
 267  * Return a pointer to entropy pool.
 268  */
 269 uint8_t *randpool_pool(EntropyPool *pool)
 270 {
 271         return pool->pool_entropy;
 272 }
 273