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.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 dcp;
  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_boost (private_key, "r");
  54         if (!private_key_file) {
  55                 throw FileError ("could not find RSA private key file", private_key, errno);
  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, errno);
  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         /* Sometimes digital_cinema_tools uses this magic thumbprint instead of that from an actual
 123            recipient certificate.  KDMs delivered to City Screen appear to use the same thing.
 124         */
 125         apu.authorized_device_info.device_list.push_back ("2jmj7l5rSw0yVb/vlWAYkK/YBwk=");
 126
 127         list<shared_ptr<const ContentAsset> > assets = cpl->assets ();
 128         for (list<shared_ptr<const ContentAsset> >::iterator i = assets.begin(); i != assets.end(); ++i) {
 129                 /* XXX: non-MXF assets? */
 130                 shared_ptr<const MXF> mxf = boost::dynamic_pointer_cast<const MXF> (*i);
 131                 if (mxf) {
 132                         apu.key_id_list.push_back (xml::TypedKeyId (mxf->key_type(), "urn:uuid:" + mxf->key_id()));
 133                 }
 134         }
 135
 136         apu.forensic_mark_flag_list.push_back ("http://www.smpte-ra.org/430-1/2006/KDM#mrkflg-picture-disable");
 137         apu.forensic_mark_flag_list.push_back ("http://www.smpte-ra.org/430-1/2006/KDM#mrkflg-audio-disable");
 138
 139         /* AuthenticatedPrivate */
 140
 141         for (list<shared_ptr<const ContentAsset> >::iterator i = assets.begin(); i != assets.end(); ++i) {
 142                 /* XXX: non-MXF assets? */
 143                 shared_ptr<const MXF> mxf = boost::dynamic_pointer_cast<const MXF> (*i);
 144                 if (mxf) {
 145                         KDMKey kkey (
 146                                         signer, cpl->id (), mxf->key_type (), mxf->key_id (),
 147                                         not_valid_before, not_valid_after, mxf->key().get()
 148                                 );
 149
 150                         _keys.push_back (kkey);
 151                         _xml_kdm->authenticated_private.encrypted_keys.push_back (kkey.encrypted_base64 (recipient_cert));
 152                 }
 153         }
 154
 155         /* Signature */
 156
 157         shared_ptr<xmlpp::Document> doc = _xml_kdm->as_xml ();
 158         shared_ptr<cxml::Node> root (new cxml::Node (doc->get_root_node ()));
 159         xmlpp::Node* signature = root->node_child("Signature")->node();
 160         signer->add_signature_value (signature, "ds");
 161         _xml_kdm->signature = xml::Signature (shared_ptr<cxml::Node> (new cxml::Node (signature)));
 162 }
 163
 164 KDM::KDM (KDM const & other)
 165         : _keys (other._keys)
 166         , _xml_kdm (new xml::DCinemaSecurityMessage (*other._xml_kdm.get()))
 167 {
 168
 169 }
 170
 171 KDM &
 172 KDM::operator= (KDM const & other)
 173 {
 174         if (this == &other) {
 175                 return *this;
 176         }
 177
 178         _keys = other._keys;
 179         _xml_kdm.reset (new xml::DCinemaSecurityMessage (*other._xml_kdm.get ()));
 180
 181         return *this;
 182 }
 183
 184 void
 185 KDM::as_xml (boost::filesystem::path path) const
 186 {
 187         shared_ptr<xmlpp::Document> doc = _xml_kdm->as_xml ();
 188         /* This must *not* be the _formatted version, otherwise the signature
 189            will be wrong.
 190         */
 191         doc->write_to_file (path.string(), "UTF-8");
 192 }
 193
 194 string
 195 KDM::as_xml () const
 196 {
 197         shared_ptr<xmlpp::Document> doc = _xml_kdm->as_xml ();
 198         /* This must *not* be the _formatted version, otherwise the signature
 199            will be wrong.
 200         */
 201         return doc->write_to_string ("UTF-8");
 202 }
 203
 204 KDMKey::KDMKey (
 205         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
 206         )
 207         : _cpl_id (cpl_id)
 208         , _key_type (key_type)
 209         , _key_id (key_id)
 210         , _not_valid_before (ptime_to_string (from))
 211         , _not_valid_after (ptime_to_string (until))
 212         , _key (key)
 213 {
 214         base64_decode (signer->certificates().leaf()->thumbprint (), _signer_thumbprint, 20);
 215 }
 216
 217 KDMKey::KDMKey (uint8_t const * raw, int len)
 218 {
 219         switch (len) {
 220         case 134:
 221                 /* interop */
 222                 /* [0-15] is structure id (fixed sequence specified by standard) */
 223                 raw += 16;
 224                 get (_signer_thumbprint, &raw, 20);
 225                 _cpl_id = get_uuid (&raw);
 226                 _key_id = get_uuid (&raw);
 227                 _not_valid_before = get (&raw, 25);
 228                 _not_valid_after = get (&raw, 25);
 229                 _key = Key (raw);
 230                 break;
 231         case 138:
 232                 /* SMPTE */
 233                 /* [0-15] is structure id (fixed sequence specified by standard) */
 234                 raw += 16;
 235                 get (_signer_thumbprint, &raw, 20);
 236                 _cpl_id = get_uuid (&raw);
 237                 _key_type = get (&raw, 4);
 238                 _key_id = get_uuid (&raw);
 239                 _not_valid_before = get (&raw, 25);
 240                 _not_valid_after = get (&raw, 25);
 241                 _key = Key (raw);
 242                 break;
 243         default:
 244                 assert (false);
 245         }
 246 }
 247
 248 KDMKey::KDMKey (KDMKey const & other)
 249         : _cpl_id (other._cpl_id)
 250         , _key_type (other._key_type)
 251         , _key_id (other._key_id)
 252         , _not_valid_before (other._not_valid_before)
 253         , _not_valid_after (other._not_valid_after)
 254         , _key (other._key)
 255 {
 256         memcpy (_signer_thumbprint, other._signer_thumbprint, 20);
 257 }
 258
 259 KDMKey &
 260 KDMKey::operator= (KDMKey const & other)
 261 {
 262         if (&other == this) {
 263                 return *this;
 264         }
 265
 266         _cpl_id = other._cpl_id;
 267         _key_type = other._key_type;
 268         _key_id = other._key_id;
 269         _not_valid_before = other._not_valid_before;
 270         _not_valid_after = other._not_valid_after;
 271         _key = other._key;
 272         memcpy (_signer_thumbprint, other._signer_thumbprint, 20);
 273
 274         return *this;
 275 }
 276
 277 string
 278 KDMKey::encrypted_base64 (shared_ptr<const Certificate> recipient_cert) const
 279 {
 280         assert (_key_type.length() == 4);
 281         assert (_not_valid_before.length() == 25);
 282         assert (_not_valid_after.length() == 25);
 283
 284         /* XXX: SMPTE only */
 285         uint8_t block[138];
 286         uint8_t* p = block;
 287
 288         /* Magic value specified by SMPTE S430-1-2006 */
 289         uint8_t structure_id[] = { 0xf1, 0xdc, 0x12, 0x44, 0x60, 0x16, 0x9a, 0x0e, 0x85, 0xbc, 0x30, 0x06, 0x42, 0xf8, 0x66, 0xab };
 290         put (&p, structure_id, 16);
 291         put (&p, _signer_thumbprint, 20);
 292         put_uuid (&p, _cpl_id);
 293         put (&p, _key_type);
 294         put_uuid (&p, _key_id);
 295         put (&p, _not_valid_before);
 296         put (&p, _not_valid_after);
 297         put (&p, _key.value(), ASDCP::KeyLen);
 298
 299         /* Encrypt using the projector's public key */
 300         RSA* rsa = recipient_cert->public_key ();
 301         unsigned char encrypted[RSA_size(rsa)];
 302         int const encrypted_len = RSA_public_encrypt (p - block, block, encrypted, rsa, RSA_PKCS1_OAEP_PADDING);
 303         if (encrypted_len == -1) {
 304                 throw MiscError (String::compose ("Could not encrypt KDM (%1)", ERR_error_string (ERR_get_error(), 0)));
 305         }
 306
 307         /* Lazy overallocation */
 308         char out[encrypted_len * 2];
 309         Kumu::base64encode (encrypted, encrypted_len, out, encrypted_len * 2);
 310         int const N = strlen (out);
 311         stringstream lines;
 312         for (int i = 0; i < N; ++i) {
 313                 if (i > 0 && (i % 64) == 0) {
 314                         lines << "\n";
 315                 }
 316                 lines << out[i];
 317         }
 318
 319         return lines.str ();
 320 }
 321
 322 string
 323 KDMKey::get (uint8_t const ** p, int N) const
 324 {
 325         string g;
 326         for (int i = 0; i < N; ++i) {
 327                 g += **p;
 328                 (*p)++;
 329         }
 330
 331         return g;
 332 }
 333
 334 void
 335 KDMKey::get (uint8_t* o, uint8_t const ** p, int N) const
 336 {
 337         memcpy (o, *p, N);
 338         *p += N;
 339 }
 340
 341 string
 342 KDMKey::get_uuid (unsigned char const ** p) const
 343 {
 344         stringstream g;
 345
 346         for (int i = 0; i < 16; ++i) {
 347                 g << setw(2) << setfill('0') << hex << static_cast<int> (**p);
 348                 (*p)++;
 349                 if (i == 3 || i == 5 || i == 7 || i == 9) {
 350                         g << '-';
 351                 }
 352         }
 353
 354         return g.str ();
 355 }
 356
 357 void
 358 KDMKey::put (uint8_t ** d, uint8_t const * s, int N) const
 359 {
 360         memcpy (*d, s, N);
 361         (*d) += N;
 362 }
 363
 364 void
 365 KDMKey::put (uint8_t ** d, string s) const
 366 {
 367         memcpy (*d, s.c_str(), s.length());
 368         (*d) += s.length();
 369 }
 370
 371 void
 372 KDMKey::put_uuid (uint8_t ** d, string id) const
 373 {
 374         id.erase (std::remove (id.begin(), id.end(), '-'));
 375         for (int i = 0; i < 32; i += 2) {
 376                 stringstream s;
 377                 s << id[i] << id[i + 1];
 378                 int h;
 379                 s >> hex >> h;
 380                 **d = h;
 381                 (*d)++;
 382         }
 383 }
 384
 385 bool
 386 dcp::operator== (dcp::KDMKey const & a, dcp::KDMKey const & b)
 387 {
 388         if (memcmp (a._signer_thumbprint, b._signer_thumbprint, 20) != 0) {
 389                 return false;
 390         }
 391
 392         return (
 393                 a._cpl_id == b._cpl_id &&
 394                 a._key_type == b._key_type &&
 395                 a._key_id == b._key_id &&
 396                 a._not_valid_before == b._not_valid_before &&
 397                 a._not_valid_after == b._not_valid_after &&
 398                 a._key == b._key
 399                 );
 400 }