src/kdm.cc

   1 /*
   2     Copyright (C) 2013 Carl Hetherington <cth@carlh.net>
   3
   4     This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5     it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6     the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   7     (at your option) any later version.
   8
   9     This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12     GNU General Public License for more details.
  13
  14     You should have received a copy of the GNU General Public License
  15     along with this program; if not, write to the Free Software
  16     Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  17
  18 */
  19
  20 #include <iomanip>
  21 #include <algorithm>
  22 #include <boost/algorithm/string.hpp>
  23 #include <openssl/rsa.h>
  24 #include <openssl/pem.h>
  25 #include <openssl/err.h>
  26 #include <libcxml/cxml.h>
  27 #include "AS_DCP.h"
  28 #include "KM_util.h"
  29 #include "util.h"
  30 #include "kdm.h"
  31 #include "compose.hpp"
  32 #include "exceptions.h"
  33 #include "signer.h"
  34 #include "cpl.h"
  35 #include "mxf_asset.h"
  36 #include "xml/kdm_smpte.h"
  37
  38 using std::list;
  39 using std::string;
  40 using std::stringstream;
  41 using std::hex;
  42 using std::setw;
  43 using std::setfill;
  44 using std::cout;
  45 using boost::shared_ptr;
  46 using namespace libdcp;
  47
  48 KDM::KDM (boost::filesystem::path kdm, boost::filesystem::path private_key)
  49         : _xml_kdm (new xml::DCinemaSecurityMessage (kdm))
  50 {
  51         /* Read the private key */
  52
  53         FILE* private_key_file = fopen (private_key.string().c_str(), "r");
  54         if (!private_key_file) {
  55                 throw FileError ("could not find RSA private key file", private_key);
  56         }
  57
  58         RSA* rsa = PEM_read_RSAPrivateKey (private_key_file, 0, 0, 0);
  59         fclose (private_key_file);
  60         if (!rsa) {
  61                 throw FileError ("could not read RSA private key file", private_key);
  62         }
  63
  64         /* Use it to decrypt the keys */
  65
  66         list<string> encrypted_keys = _xml_kdm->authenticated_private.encrypted_keys;
  67
  68         for (list<string>::iterator i = encrypted_keys.begin(); i != encrypted_keys.end(); ++i) {
  69
  70                 /* Decode the base-64-encoded cipher value from the KDM */
  71                 unsigned char cipher_value[256];
  72                 int const cipher_value_len = base64_decode (*i, cipher_value, sizeof (cipher_value));
  73
  74                 /* Decrypt it */
  75                 unsigned char* decrypted = new unsigned char[RSA_size(rsa)];
  76                 int const decrypted_len = RSA_private_decrypt (cipher_value_len, cipher_value, decrypted, rsa, RSA_PKCS1_OAEP_PADDING);
  77                 if (decrypted_len == -1) {
  78                         delete[] decrypted;
  79                         throw MiscError (String::compose ("Could not decrypt KDM (%1)", ERR_error_string (ERR_get_error(), 0)));
  80                 }
  81
  82                 _keys.push_back (KDMKey (decrypted, decrypted_len));
  83                 delete[] decrypted;
  84         }
  85
  86         RSA_free (rsa);
  87 }
  88
  89 KDM::KDM (
  90         shared_ptr<const CPL> cpl, shared_ptr<const Signer> signer, shared_ptr<const Certificate> recipient_cert,
  91         boost::posix_time::ptime not_valid_before, boost::posix_time::ptime not_valid_after,
  92         string annotation_text, string issue_date
  93         )
  94         : _xml_kdm (new xml::DCinemaSecurityMessage)
  95 {
  96         xml::AuthenticatedPublic& apu = _xml_kdm->authenticated_public;
  97
  98         /* AuthenticatedPublic */
  99
 100         apu.message_id = "urn:uuid:" + make_uuid ();
 101         apu.message_type = "http://www.smpte-ra.org/430-1/2006/KDM#kdm-key-type";
 102         apu.annotation_text = annotation_text;
 103         apu.issue_date = issue_date;
 104         apu.signer.x509_issuer_name = signer->certificates().leaf()->issuer ();
 105         apu.signer.x509_serial_number = signer->certificates().leaf()->serial ();
 106         apu.recipient.x509_issuer_serial.x509_issuer_name = recipient_cert->issuer ();
 107         apu.recipient.x509_issuer_serial.x509_serial_number = recipient_cert->serial ();
 108         apu.recipient.x509_subject_name = recipient_cert->subject ();
 109         apu.composition_playlist_id = "urn:uuid:" + cpl->id ();
 110 //      apu.content_authenticator = signer->certificates().leaf()->thumbprint ();
 111         apu.content_title_text = cpl->name ();
 112         apu.content_keys_not_valid_before = ptime_to_string (not_valid_before);
 113         apu.content_keys_not_valid_after = ptime_to_string (not_valid_after);
 114         apu.authorized_device_info.device_list_identifier = "urn:uuid:" + make_uuid ();
 115         string n = recipient_cert->common_name ();
 116         if (n.find (".") != string::npos) {
 117                 n = n.substr (n.find (".") + 1);
 118         }
 119         apu.authorized_device_info.device_list_description = n;
 120         apu.authorized_device_info.device_list.push_back (recipient_cert->thumbprint ());
 121
 122         list<shared_ptr<const Asset> > assets = cpl->assets ();
 123         for (list<shared_ptr<const Asset> >::iterator i = assets.begin(); i != assets.end(); ++i) {
 124                 /* XXX: non-MXF assets? */
 125                 shared_ptr<const MXFAsset> mxf = boost::dynamic_pointer_cast<const MXFAsset> (*i);
 126                 if (mxf) {
 127                         apu.key_id_list.push_back (xml::TypedKeyId (mxf->key_type(), "urn:uuid:" + mxf->key_id()));
 128                 }
 129         }
 130
 131         apu.forensic_mark_flag_list.push_back ("http://www.smpte-ra.org/430-1/2006/KDM#mrkflg-picture-disable");
 132         apu.forensic_mark_flag_list.push_back ("http://www.smpte-ra.org/430-1/2006/KDM#mrkflg-audio-disable");
 133
 134         /* AuthenticatedPrivate */
 135
 136         for (list<shared_ptr<const Asset> >::iterator i = assets.begin(); i != assets.end(); ++i) {
 137                 /* XXX: non-MXF assets? */
 138                 shared_ptr<const MXFAsset> mxf = boost::dynamic_pointer_cast<const MXFAsset> (*i);
 139                 if (mxf) {
 140                         KDMKey kkey (
 141                                         signer, cpl->id (), mxf->key_type (), mxf->key_id (),
 142                                         not_valid_before, not_valid_after, mxf->key().get()
 143                                 );
 144
 145                         _keys.push_back (kkey);
 146                         _xml_kdm->authenticated_private.encrypted_keys.push_back (kkey.encrypted_base64 (recipient_cert));
 147                 }
 148         }
 149
 150         /* Signature */
 151
 152         shared_ptr<xmlpp::Document> doc = _xml_kdm->as_xml ();
 153         shared_ptr<cxml::Node> root (new cxml::Node (doc->get_root_node ()));
 154         xmlpp::Node* signature = root->node_child("Signature")->node();
 155         signer->add_signature_value (signature, "ds");
 156         doc->write_to_file_formatted ("/home/carl/foo.xml", "UTF-8");
 157         _xml_kdm->signature = xml::Signature (shared_ptr<cxml::Node> (new cxml::Node (signature)));
 158 }
 159
 160 KDM::KDM (KDM const & other)
 161         : _keys (other._keys)
 162         , _xml_kdm (new xml::DCinemaSecurityMessage (*other._xml_kdm.get()))
 163 {
 164
 165 }
 166
 167 KDM &
 168 KDM::operator= (KDM const & other)
 169 {
 170         if (this == &other) {
 171                 return *this;
 172         }
 173
 174         _keys = other._keys;
 175         _xml_kdm.reset (new xml::DCinemaSecurityMessage (*other._xml_kdm.get ()));
 176
 177         return *this;
 178 }
 179
 180 void
 181 KDM::as_xml (boost::filesystem::path path) const
 182 {
 183         shared_ptr<xmlpp::Document> doc = _xml_kdm->as_xml ();
 184         doc->write_to_file_formatted (path.string(), "UTF-8");
 185 }
 186
 187 string
 188 KDM::as_xml () const
 189 {
 190         shared_ptr<xmlpp::Document> doc = _xml_kdm->as_xml ();
 191         return doc->write_to_string_formatted ("UTF-8");
 192 }
 193
 194 KDMKey::KDMKey (
 195         shared_ptr<const Signer> signer, string cpl_id, string key_type, string key_id, boost::posix_time::ptime from, boost::posix_time::ptime until, Key key
 196         )
 197         : _cpl_id (cpl_id)
 198         , _key_type (key_type)
 199         , _key_id (key_id)
 200         , _not_valid_before (ptime_to_string (from))
 201         , _not_valid_after (ptime_to_string (until))
 202         , _key (key)
 203 {
 204         base64_decode (signer->certificates().leaf()->thumbprint (), _signer_thumbprint, 20);
 205 }
 206
 207 KDMKey::KDMKey (uint8_t const * raw, int len)
 208 {
 209         switch (len) {
 210         case 134:
 211                 /* interop */
 212                 /* [0-15] is structure id (fixed sequence specified by standard) */
 213                 raw += 16;
 214                 get (_signer_thumbprint, &raw, 20);
 215                 _cpl_id = get_uuid (&raw);
 216                 _key_id = get_uuid (&raw);
 217                 _not_valid_before = get (&raw, 25);
 218                 _not_valid_after = get (&raw, 25);
 219                 _key = Key (raw);
 220                 break;
 221         case 138:
 222                 /* SMPTE */
 223                 /* [0-15] is structure id (fixed sequence specified by standard) */
 224                 raw += 16;
 225                 get (_signer_thumbprint, &raw, 20);
 226                 _cpl_id = get_uuid (&raw);
 227                 _key_type = get (&raw, 4);
 228                 _key_id = get_uuid (&raw);
 229                 _not_valid_before = get (&raw, 25);
 230                 _not_valid_after = get (&raw, 25);
 231                 _key = Key (raw);
 232                 break;
 233         default:
 234                 assert (false);
 235         }
 236 }
 237
 238 KDMKey::KDMKey (KDMKey const & other)
 239         : _cpl_id (other._cpl_id)
 240         , _key_type (other._key_type)
 241         , _key_id (other._key_id)
 242         , _not_valid_before (other._not_valid_before)
 243         , _not_valid_after (other._not_valid_after)
 244         , _key (other._key)
 245 {
 246         memcpy (_signer_thumbprint, other._signer_thumbprint, 20);
 247 }
 248
 249 KDMKey &
 250 KDMKey::operator= (KDMKey const & other)
 251 {
 252         if (&other == this) {
 253                 return *this;
 254         }
 255
 256         _cpl_id = other._cpl_id;
 257         _key_type = other._key_type;
 258         _key_id = other._key_id;
 259         _not_valid_before = other._not_valid_before;
 260         _not_valid_after = other._not_valid_after;
 261         _key = other._key;
 262         memcpy (_signer_thumbprint, other._signer_thumbprint, 20);
 263
 264         return *this;
 265 }
 266
 267 string
 268 KDMKey::encrypted_base64 (shared_ptr<const Certificate> recipient_cert) const
 269 {
 270         assert (_key_type.length() == 4);
 271         assert (_not_valid_before.length() == 25);
 272         assert (_not_valid_after.length() == 25);
 273
 274         /* XXX: SMPTE only */
 275         uint8_t block[138];
 276         uint8_t* p = block;
 277
 278         /* Magic value specified by SMPTE S430-1-2006 */
 279         uint8_t structure_id[] = { 0xf1, 0xdc, 0x12, 0x44, 0x60, 0x16, 0x9a, 0x0e, 0x85, 0xbc, 0x30, 0x06, 0x42, 0xf8, 0x66, 0xab };
 280         put (&p, structure_id, 16);
 281         put (&p, _signer_thumbprint, 20);
 282         put_uuid (&p, _cpl_id);
 283         put (&p, _key_type);
 284         put_uuid (&p, _key_id);
 285         put (&p, _not_valid_before);
 286         put (&p, _not_valid_after);
 287         put (&p, _key.value(), ASDCP::KeyLen);
 288
 289         /* Encrypt using the projector's public key */
 290         RSA* rsa = recipient_cert->public_key ();
 291         unsigned char encrypted[RSA_size(rsa)];
 292         int const encrypted_len = RSA_public_encrypt (p - block, block, encrypted, rsa, RSA_PKCS1_OAEP_PADDING);
 293         if (encrypted_len == -1) {
 294                 throw MiscError (String::compose ("Could not encrypt KDM (%1)", ERR_error_string (ERR_get_error(), 0)));
 295         }
 296
 297         /* Lazy overallocation */
 298         char out[encrypted_len * 2];
 299         Kumu::base64encode (encrypted, encrypted_len, out, encrypted_len * 2);
 300         int const N = strlen (out);
 301         stringstream lines;
 302         for (int i = 0; i < N; ++i) {
 303                 if (i > 0 && (i % 64) == 0) {
 304                         lines << "\n";
 305                 }
 306                 lines << out[i];
 307         }
 308
 309         return lines.str ();
 310 }
 311
 312 string
 313 KDMKey::get (uint8_t const ** p, int N) const
 314 {
 315         string g;
 316         for (int i = 0; i < N; ++i) {
 317                 g += **p;
 318                 (*p)++;
 319         }
 320
 321         return g;
 322 }
 323
 324 void
 325 KDMKey::get (uint8_t* o, uint8_t const ** p, int N) const
 326 {
 327         memcpy (o, *p, N);
 328         *p += N;
 329 }
 330
 331 string
 332 KDMKey::get_uuid (unsigned char const ** p) const
 333 {
 334         stringstream g;
 335
 336         for (int i = 0; i < 16; ++i) {
 337                 g << setw(2) << setfill('0') << hex << static_cast<int> (**p);
 338                 (*p)++;
 339                 if (i == 3 || i == 5 || i == 7 || i == 9) {
 340                         g << '-';
 341                 }
 342         }
 343
 344         return g.str ();
 345 }
 346
 347 void
 348 KDMKey::put (uint8_t ** d, uint8_t const * s, int N) const
 349 {
 350         memcpy (*d, s, N);
 351         (*d) += N;
 352 }
 353
 354 void
 355 KDMKey::put (uint8_t ** d, string s) const
 356 {
 357         memcpy (*d, s.c_str(), s.length());
 358         (*d) += s.length();
 359 }
 360
 361 void
 362 KDMKey::put_uuid (uint8_t ** d, string id) const
 363 {
 364         id.erase (std::remove (id.begin(), id.end(), '-'));
 365         for (int i = 0; i < 32; i += 2) {
 366                 stringstream s;
 367                 s << id[i] << id[i + 1];
 368                 int h;
 369                 s >> hex >> h;
 370                 **d = h;
 371                 (*d)++;
 372         }
 373 }
 374
 375 bool
 376 libdcp::operator== (libdcp::KDMKey const & a, libdcp::KDMKey const & b)
 377 {
 378         if (memcmp (a._signer_thumbprint, b._signer_thumbprint, 20) != 0) {
 379                 return false;
 380         }
 381
 382         return (
 383                 a._cpl_id == b._cpl_id &&
 384                 a._key_type == b._key_type &&
 385                 a._key_id == b._key_id &&
 386                 a._not_valid_before == b._not_valid_before &&
 387                 a._not_valid_after == b._not_valid_after &&
 388                 a._key == b._key
 389                 );
 390 }