src/kdm.cc

   1 /*
   2     Copyright (C) 2013-2014 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 /** @file  src/kdm.cc
  21  *  @brief KDM and KDMKey classes.
  22  */
  23
  24 #include "util.h"
  25 #include "kdm.h"
  26 #include "compose.hpp"
  27 #include "exceptions.h"
  28 #include "signer.h"
  29 #include "cpl.h"
  30 #include "mxf.h"
  31 #include "kdm_smpte_xml.h"
  32 #include "AS_DCP.h"
  33 #include "KM_util.h"
  34 #include <libcxml/cxml.h>
  35 #include <openssl/rsa.h>
  36 #include <openssl/pem.h>
  37 #include <openssl/err.h>
  38 #include <boost/algorithm/string.hpp>
  39 #include <iomanip>
  40 #include <algorithm>
  41
  42 using std::list;
  43 using std::string;
  44 using std::stringstream;
  45 using std::hex;
  46 using std::setw;
  47 using std::setfill;
  48 using std::cout;
  49 using boost::shared_ptr;
  50 using namespace dcp;
  51
  52 KDM::KDM (boost::filesystem::path kdm, boost::filesystem::path private_key)
  53         : _xml_kdm (new xml::DCinemaSecurityMessage (kdm))
  54 {
  55         /* Read the private key */
  56
  57         FILE* private_key_file = fopen_boost (private_key, "r");
  58         if (!private_key_file) {
  59                 throw FileError ("could not find RSA private key file", private_key, errno);
  60         }
  61
  62         RSA* rsa = PEM_read_RSAPrivateKey (private_key_file, 0, 0, 0);
  63         fclose (private_key_file);
  64         if (!rsa) {
  65                 throw FileError ("could not read RSA private key file", private_key, errno);
  66         }
  67
  68         /* Use it to decrypt the keys */
  69
  70         list<string> encrypted_keys = _xml_kdm->authenticated_private.encrypted_keys;
  71
  72         for (list<string>::iterator i = encrypted_keys.begin(); i != encrypted_keys.end(); ++i) {
  73
  74                 /* Decode the base-64-encoded cipher value from the KDM */
  75                 unsigned char cipher_value[256];
  76                 int const cipher_value_len = base64_decode (*i, cipher_value, sizeof (cipher_value));
  77
  78                 /* Decrypt it */
  79                 unsigned char* decrypted = new unsigned char[RSA_size(rsa)];
  80                 int const decrypted_len = RSA_private_decrypt (cipher_value_len, cipher_value, decrypted, rsa, RSA_PKCS1_OAEP_PADDING);
  81                 if (decrypted_len == -1) {
  82                         delete[] decrypted;
  83                         throw MiscError (String::compose ("Could not decrypt KDM (%1)", ERR_error_string (ERR_get_error(), 0)));
  84                 }
  85
  86                 _keys.push_back (KDMKey (decrypted, decrypted_len));
  87                 delete[] decrypted;
  88         }
  89
  90         RSA_free (rsa);
  91 }
  92
  93 KDM::KDM (
  94         boost::shared_ptr<const CPL> cpl,
  95         boost::shared_ptr<const Signer> signer,
  96         boost::shared_ptr<const Certificate> recipient_cert,
  97         boost::posix_time::ptime not_valid_before, boost::posix_time::ptime not_valid_after,
  98         string annotation_text, string issue_date
  99         )
 100         : _xml_kdm (new xml::DCinemaSecurityMessage)
 101 {
 102         xml::AuthenticatedPublic& apu = _xml_kdm->authenticated_public;
 103
 104         /* AuthenticatedPublic */
 105
 106         apu.message_id = "urn:uuid:" + make_uuid ();
 107         apu.message_type = "http://www.smpte-ra.org/430-1/2006/KDM#kdm-key-type";
 108         apu.annotation_text = annotation_text;
 109         apu.issue_date = issue_date;
 110         apu.signer.x509_issuer_name = signer->certificates().leaf()->issuer ();
 111         apu.signer.x509_serial_number = signer->certificates().leaf()->serial ();
 112         apu.recipient.x509_issuer_serial.x509_issuer_name = recipient_cert->issuer ();
 113         apu.recipient.x509_issuer_serial.x509_serial_number = recipient_cert->serial ();
 114         apu.recipient.x509_subject_name = recipient_cert->subject ();
 115         apu.composition_playlist_id = "urn:uuid:" + cpl->id ();
 116 //      apu.content_authenticator = signer->certificates().leaf()->thumbprint ();
 117         apu.content_title_text = cpl->content_title_text ();
 118         apu.content_keys_not_valid_before = ptime_to_string (not_valid_before);
 119         apu.content_keys_not_valid_after = ptime_to_string (not_valid_after);
 120         apu.authorized_device_info.device_list_identifier = "urn:uuid:" + make_uuid ();
 121         string n = recipient_cert->common_name ();
 122         if (n.find (".") != string::npos) {
 123                 n = n.substr (n.find (".") + 1);
 124         }
 125         apu.authorized_device_info.device_list_description = n;
 126 //      apu.authorized_device_info.device_list.push_back (recipient_cert->thumbprint ());
 127
 128         /* Sometimes digital_cinema_tools uses this magic thumbprint instead of that from an actual
 129            recipient certificate.  KDMs delivered to City Screen appear to use the same thing.
 130         */
 131         apu.authorized_device_info.device_list.push_back ("2jmj7l5rSw0yVb/vlWAYkK/YBwk=");
 132
 133         list<shared_ptr<const Content> > assets = cpl->assets ();
 134         for (list<shared_ptr<const Content> >::iterator i = assets.begin(); i != assets.end(); ++i) {
 135                 /* XXX: non-MXF assets? */
 136                 shared_ptr<const MXF> mxf = boost::dynamic_pointer_cast<const MXF> (*i);
 137                 if (mxf) {
 138                         apu.key_id_list.push_back (xml::TypedKeyId (mxf->key_type(), "urn:uuid:" + mxf->key_id()));
 139                 }
 140         }
 141
 142         apu.forensic_mark_flag_list.push_back ("http://www.smpte-ra.org/430-1/2006/KDM#mrkflg-picture-disable");
 143         apu.forensic_mark_flag_list.push_back ("http://www.smpte-ra.org/430-1/2006/KDM#mrkflg-audio-disable");
 144
 145         /* AuthenticatedPrivate */
 146
 147         for (list<shared_ptr<const Content> >::iterator i = assets.begin(); i != assets.end(); ++i) {
 148                 /* XXX: non-MXF assets? */
 149                 shared_ptr<const MXF> mxf = boost::dynamic_pointer_cast<const MXF> (*i);
 150                 if (mxf) {
 151                         KDMKey kkey (
 152                                         signer, cpl->id (), mxf->key_type (), mxf->key_id (),
 153                                         not_valid_before, not_valid_after, mxf->key().get()
 154                                 );
 155
 156                         _keys.push_back (kkey);
 157                         _xml_kdm->authenticated_private.encrypted_keys.push_back (kkey.encrypted_base64 (recipient_cert));
 158                 }
 159         }
 160
 161         /* Signature */
 162
 163         shared_ptr<xmlpp::Document> doc = _xml_kdm->as_xml ();
 164         shared_ptr<cxml::Node> root (new cxml::Node (doc->get_root_node ()));
 165         xmlpp::Node* signature = root->node_child("Signature")->node();
 166         signer->add_signature_value (signature, "ds");
 167         _xml_kdm->signature = xml::Signature (shared_ptr<cxml::Node> (new cxml::Node (signature)));
 168 }
 169
 170 KDM::KDM (KDM const & other)
 171         : _keys (other._keys)
 172         , _xml_kdm (new xml::DCinemaSecurityMessage (*other._xml_kdm.get()))
 173 {
 174
 175 }
 176
 177 KDM &
 178 KDM::operator= (KDM const & other)
 179 {
 180         if (this == &other) {
 181                 return *this;
 182         }
 183
 184         _keys = other._keys;
 185         _xml_kdm.reset (new xml::DCinemaSecurityMessage (*other._xml_kdm.get ()));
 186
 187         return *this;
 188 }
 189
 190 void
 191 KDM::as_xml (boost::filesystem::path path) const
 192 {
 193         shared_ptr<xmlpp::Document> doc = _xml_kdm->as_xml ();
 194         /* This must *not* be the _formatted version, otherwise the signature
 195            will be wrong.
 196         */
 197         doc->write_to_file (path.string(), "UTF-8");
 198 }
 199
 200 string
 201 KDM::as_xml () const
 202 {
 203         shared_ptr<xmlpp::Document> doc = _xml_kdm->as_xml ();
 204         /* This must *not* be the _formatted version, otherwise the signature
 205            will be wrong.
 206         */
 207         return doc->write_to_string ("UTF-8");
 208 }
 209
 210 KDMKey::KDMKey (
 211         boost::shared_ptr<const Signer> signer,
 212         string cpl_id,
 213         string key_type,
 214         string key_id,
 215         boost::posix_time::ptime from,
 216         boost::posix_time::ptime until,
 217         Key key
 218         )
 219         : _cpl_id (cpl_id)
 220         , _key_type (key_type)
 221         , _key_id (key_id)
 222         , _not_valid_before (ptime_to_string (from))
 223         , _not_valid_after (ptime_to_string (until))
 224         , _key (key)
 225 {
 226         base64_decode (signer->certificates().leaf()->thumbprint (), _signer_thumbprint, 20);
 227 }
 228
 229 KDMKey::KDMKey (uint8_t const * raw, int len)
 230 {
 231         switch (len) {
 232         case 134:
 233                 /* interop */
 234                 /* [0-15] is structure id (fixed sequence specified by standard) */
 235                 raw += 16;
 236                 get (_signer_thumbprint, &raw, 20);
 237                 _cpl_id = get_uuid (&raw);
 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         case 138:
 244                 /* SMPTE */
 245                 /* [0-15] is structure id (fixed sequence specified by standard) */
 246                 raw += 16;
 247                 get (_signer_thumbprint, &raw, 20);
 248                 _cpl_id = get_uuid (&raw);
 249                 _key_type = get (&raw, 4);
 250                 _key_id = get_uuid (&raw);
 251                 _not_valid_before = get (&raw, 25);
 252                 _not_valid_after = get (&raw, 25);
 253                 _key = Key (raw);
 254                 break;
 255         default:
 256                 assert (false);
 257         }
 258 }
 259
 260 KDMKey::KDMKey (KDMKey const & other)
 261         : _cpl_id (other._cpl_id)
 262         , _key_type (other._key_type)
 263         , _key_id (other._key_id)
 264         , _not_valid_before (other._not_valid_before)
 265         , _not_valid_after (other._not_valid_after)
 266         , _key (other._key)
 267 {
 268         memcpy (_signer_thumbprint, other._signer_thumbprint, 20);
 269 }
 270
 271 KDMKey &
 272 KDMKey::operator= (KDMKey const & other)
 273 {
 274         if (&other == this) {
 275                 return *this;
 276         }
 277
 278         _cpl_id = other._cpl_id;
 279         _key_type = other._key_type;
 280         _key_id = other._key_id;
 281         _not_valid_before = other._not_valid_before;
 282         _not_valid_after = other._not_valid_after;
 283         _key = other._key;
 284         memcpy (_signer_thumbprint, other._signer_thumbprint, 20);
 285
 286         return *this;
 287 }
 288
 289 string
 290 KDMKey::encrypted_base64 (boost::shared_ptr<const Certificate> recipient_cert) const
 291 {
 292         assert (_key_type.length() == 4);
 293         assert (_not_valid_before.length() == 25);
 294         assert (_not_valid_after.length() == 25);
 295
 296         /* XXX: SMPTE only */
 297         uint8_t block[138];
 298         uint8_t* p = block;
 299
 300         /* Magic value specified by SMPTE S430-1-2006 */
 301         uint8_t structure_id[] = { 0xf1, 0xdc, 0x12, 0x44, 0x60, 0x16, 0x9a, 0x0e, 0x85, 0xbc, 0x30, 0x06, 0x42, 0xf8, 0x66, 0xab };
 302         put (&p, structure_id, 16);
 303         put (&p, _signer_thumbprint, 20);
 304         put_uuid (&p, _cpl_id);
 305         put (&p, _key_type);
 306         put_uuid (&p, _key_id);
 307         put (&p, _not_valid_before);
 308         put (&p, _not_valid_after);
 309         put (&p, _key.value(), ASDCP::KeyLen);
 310
 311         /* Encrypt using the projector's public key */
 312         RSA* rsa = recipient_cert->public_key ();
 313         unsigned char encrypted[RSA_size(rsa)];
 314         int const encrypted_len = RSA_public_encrypt (p - block, block, encrypted, rsa, RSA_PKCS1_OAEP_PADDING);
 315         if (encrypted_len == -1) {
 316                 throw MiscError (String::compose ("Could not encrypt KDM (%1)", ERR_error_string (ERR_get_error(), 0)));
 317         }
 318
 319         /* Lazy overallocation */
 320         char out[encrypted_len * 2];
 321         Kumu::base64encode (encrypted, encrypted_len, out, encrypted_len * 2);
 322         int const N = strlen (out);
 323         stringstream lines;
 324         for (int i = 0; i < N; ++i) {
 325                 if (i > 0 && (i % 64) == 0) {
 326                         lines << "\n";
 327                 }
 328                 lines << out[i];
 329         }
 330
 331         return lines.str ();
 332 }
 333
 334 string
 335 KDMKey::get (uint8_t const ** p, int N) const
 336 {
 337         string g;
 338         for (int i = 0; i < N; ++i) {
 339                 g += **p;
 340                 (*p)++;
 341         }
 342
 343         return g;
 344 }
 345
 346 void
 347 KDMKey::get (uint8_t* o, uint8_t const ** p, int N) const
 348 {
 349         memcpy (o, *p, N);
 350         *p += N;
 351 }
 352
 353 string
 354 KDMKey::get_uuid (unsigned char const ** p) const
 355 {
 356         stringstream g;
 357
 358         for (int i = 0; i < 16; ++i) {
 359                 g << setw(2) << setfill('0') << hex << static_cast<int> (**p);
 360                 (*p)++;
 361                 if (i == 3 || i == 5 || i == 7 || i == 9) {
 362                         g << '-';
 363                 }
 364         }
 365
 366         return g.str ();
 367 }
 368
 369 void
 370 KDMKey::put (uint8_t ** d, uint8_t const * s, int N) const
 371 {
 372         memcpy (*d, s, N);
 373         (*d) += N;
 374 }
 375
 376 void
 377 KDMKey::put (uint8_t ** d, string s) const
 378 {
 379         memcpy (*d, s.c_str(), s.length());
 380         (*d) += s.length();
 381 }
 382
 383 void
 384 KDMKey::put_uuid (uint8_t ** d, string id) const
 385 {
 386         id.erase (std::remove (id.begin(), id.end(), '-'));
 387         for (int i = 0; i < 32; i += 2) {
 388                 stringstream s;
 389                 s << id[i] << id[i + 1];
 390                 int h;
 391                 s >> hex >> h;
 392                 **d = h;
 393                 (*d)++;
 394         }
 395 }
 396
 397 bool
 398 dcp::operator== (dcp::KDMKey const & a, dcp::KDMKey const & b)
 399 {
 400         if (memcmp (a._signer_thumbprint, b._signer_thumbprint, 20) != 0) {
 401                 return false;
 402         }
 403
 404         return (
 405                 a._cpl_id == b._cpl_id &&
 406                 a._key_type == b._key_type &&
 407                 a._key_id == b._key_id &&
 408                 a._not_valid_before == b._not_valid_before &&
 409                 a._not_valid_after == b._not_valid_after &&
 410                 a._key == b._key
 411                 );
 412 }