sfa/trust/hierarchy.py

   1 ##
   2 # This module implements a hierarchy of authorities and performs a similar
   3 # function as the "tree" module of the original SFA prototype. An HRN
   4 # is assumed to be a string of authorities separated by dots. For example,
   5 # "planetlab.us.arizona.bakers". Each component of the HRN is a different
   6 # authority, with the last component being a leaf in the tree.
   7 #
   8 # Each authority is stored in a subdirectory on the registry. Inside this
   9 # subdirectory are several files:
  10 #      *.GID - GID file
  11 #      *.PKEY - private key file
  12 #      *.DBINFO - database info
  13 ##
  14
  15 ### $Id$
  16 ### $URL$
  17
  18 import os
  19
  20 from sfa.util.report import *
  21 from sfa.trust.certificate import Keypair
  22 from sfa.trust.credential import *
  23 from sfa.trust.gid import GID, create_uuid
  24 from sfa.util.namespace import *
  25 from sfa.util.config import Config
  26 from sfa.util.sfaticket import SfaTicket
  27
  28 ##
  29 # The AuthInfo class contains the information for an authority. This information
  30 # includes the GID, private key, and database connection information.
  31
  32 class AuthInfo:
  33     hrn = None
  34     gid_object = None
  35     gid_filename = None
  36     privkey_filename = None
  37     dbinfo_filename = None
  38
  39     ##
  40     # Initialize and authority object.
  41     #
  42     # @param hrn the human readable name of the authority
  43     # @param gid_filename the filename containing the GID
  44     # @param privkey_filename the filename containing the private key
  45     # @param dbinfo_filename the filename containing the database info
  46
  47     def __init__(self, hrn, gid_filename, privkey_filename, dbinfo_filename):
  48         self.hrn = hrn
  49         self.set_gid_filename(gid_filename)
  50         self.privkey_filename = privkey_filename
  51         self.dbinfo_filename = dbinfo_filename
  52
  53     ##
  54     # Set the filename of the GID
  55     #
  56     # @param fn filename of file containing GID
  57
  58     def set_gid_filename(self, fn):
  59         self.gid_filename = fn
  60         self.gid_object = None
  61
  62     ##
  63     # Get the GID in the form of a GID object
  64
  65     def get_gid_object(self):
  66         if not self.gid_object:
  67             self.gid_object = GID(filename = self.gid_filename)
  68         return self.gid_object
  69
  70     ##
  71     # Get the private key in the form of a Keypair object
  72
  73     def get_pkey_object(self):
  74         return Keypair(filename = self.privkey_filename)
  75
  76     ##
  77     # Get the dbinfo in the form of a dictionary
  78
  79     def get_dbinfo(self):
  80         f = file(self.dbinfo_filename)
  81         dict = eval(f.read())
  82         f.close()
  83         return dict
  84
  85     ##
  86     # Replace the GID with a new one. The file specified by gid_filename is
  87     # overwritten with the new GID object
  88     #
  89     # @param gid object containing new GID
  90
  91     def update_gid_object(self, gid):
  92         gid.save_to_file(self.gid_filename)
  93         self.gid_object = gid
  94
  95 ##
  96 # The Hierarchy class is responsible for managing the tree of authorities.
  97 # Each authority is a node in the tree and exists as an AuthInfo object.
  98 #
  99 # The tree is stored on disk in a hierarchical manner than reflects the
 100 # structure of the tree. Each authority is a subdirectory, and each subdirectory
 101 # contains the GID, pkey, and dbinfo files for that authority (as well as
 102 # subdirectories for each sub-authority)
 103
 104 class Hierarchy:
 105     ##
 106     # Create the hierarchy object.
 107     #
 108     # @param basedir the base directory to store the hierarchy in
 109
 110     def __init__(self, basedir = None):
 111         if not basedir:
 112             self.config = Config()
 113             basedir = os.path.join(self.config.SFA_DATA_DIR, "authorities")
 114         self.basedir = basedir
 115     ##
 116     # Given a hrn, return the filenames of the GID, private key, and dbinfo
 117     # files.
 118     #
 119     # @param hrn the human readable name of the authority
 120
 121     def get_auth_filenames(self, hrn):
 122         leaf = get_leaf(hrn)
 123         parent_hrn = get_authority(hrn)
 124         directory = os.path.join(self.basedir, hrn.replace(".", "/"))
 125
 126         gid_filename = os.path.join(directory, leaf+".gid")
 127         privkey_filename = os.path.join(directory, leaf+".pkey")
 128         dbinfo_filename = os.path.join(directory, leaf+".dbinfo")
 129
 130         return (directory, gid_filename, privkey_filename, dbinfo_filename)
 131
 132     ##
 133     # Check to see if an authority exists. An authority exists if it's disk
 134     # files exist.
 135     #
 136     # @param the human readable name of the authority to check
 137
 138     def auth_exists(self, hrn):
 139         (directory, gid_filename, privkey_filename, dbinfo_filename) = \
 140             self.get_auth_filenames(hrn)
 141
 142         return os.path.exists(gid_filename) and \
 143                os.path.exists(privkey_filename) and \
 144                os.path.exists(dbinfo_filename)
 145
 146     ##
 147     # Create an authority. A private key for the authority and the associated
 148     # GID are created and signed by the parent authority.
 149     #
 150     # @param hrn the human readable name of the authority to create
 151     # @param create_parents if true, also create the parents if they do not exist
 152
 153     def create_auth(self, hrn, create_parents=False):
 154         trace("Hierarchy: creating authority: " + hrn)
 155
 156         # create the parent authority if necessary
 157         parent_hrn = get_authority(hrn)
 158         if (parent_hrn) and (not self.auth_exists(parent_hrn)) and (create_parents):
 159             self.create_auth(parent_hrn, create_parents)
 160
 161         (directory, gid_filename, privkey_filename, dbinfo_filename) = \
 162             self.get_auth_filenames(hrn)
 163
 164         # create the directory to hold the files
 165         try:
 166             os.makedirs(directory)
 167         # if the path already exists then pass
 168         except OSError, (errno, strerr):
 169             if errno == 17:
 170                 pass
 171
 172         if os.path.exists(privkey_filename):
 173             print "using existing key", privkey_filename, "for authority", hrn
 174             pkey = Keypair(filename = privkey_filename)
 175         else:
 176             pkey = Keypair(create = True)
 177             pkey.save_to_file(privkey_filename)
 178
 179         gid = self.create_gid(hrn, create_uuid(), pkey)
 180         gid.save_to_file(gid_filename, save_parents=True)
 181
 182         # XXX TODO: think up a better way for the dbinfo to work
 183
 184         dbinfo = Config().get_plc_dbinfo()
 185         dbinfo_file = file(dbinfo_filename, "w")
 186         dbinfo_file.write(str(dbinfo))
 187         dbinfo_file.close()
 188
 189     ##
 190     # Return the AuthInfo object for the specified authority. If the authority
 191     # does not exist, then an exception is thrown. As a side effect, disk files
 192     # and a subdirectory may be created to store the authority.
 193     #
 194     # @param hrn the human readable name of the authority to create.
 195
 196     def get_auth_info(self, hrn):
 197         #trace("Hierarchy: getting authority: " + hrn)
 198
 199         if not self.auth_exists(hrn):
 200             raise MissingAuthority(hrn)
 201
 202         (directory, gid_filename, privkey_filename, dbinfo_filename) = \
 203             self.get_auth_filenames(hrn)
 204
 205         auth_info = AuthInfo(hrn, gid_filename, privkey_filename, dbinfo_filename)
 206
 207         # check the GID and see if it needs to be refreshed
 208         gid = auth_info.get_gid_object()
 209         gid_refreshed = self.refresh_gid(gid)
 210         if gid != gid_refreshed:
 211             auth_info.update_gid_object(gid_refreshed)
 212
 213         return auth_info
 214
 215     ##
 216     # Create a new GID. The GID will be signed by the authority that is it's
 217     # immediate parent in the hierarchy (and recursively, the parents' GID
 218     # will be signed by its parent)
 219     #
 220     # @param hrn the human readable name to store in the GID
 221     # @param uuid the unique identifier to store in the GID
 222     # @param pkey the public key to store in the GID
 223
 224     def create_gid(self, hrn, uuid, pkey):
 225         gid = GID(subject=hrn, uuid=uuid, hrn=hrn)
 226
 227         parent_hrn = get_authority(hrn)
 228         if not parent_hrn or hrn == self.config.SFA_INTERFACE_HRN:
 229             # if there is no parent hrn, then it must be self-signed. this
 230             # is where we terminate the recursion
 231             gid.set_issuer(pkey, hrn)
 232         else:
 233             # we need the parent's private key in order to sign this GID
 234             parent_auth_info = self.get_auth_info(parent_hrn)
 235             gid.set_issuer(parent_auth_info.get_pkey_object(), parent_auth_info.hrn)
 236             gid.set_parent(parent_auth_info.get_gid_object())
 237
 238         gid.set_pubkey(pkey)
 239         gid.encode()
 240         gid.sign()
 241
 242         return gid
 243
 244     ##
 245     # Refresh a GID. The primary use of this function is to refresh the
 246     # the expiration time of the GID. It may also be used to change the HRN,
 247     # UUID, or Public key of the GID.
 248     #
 249     # @param gid the GID to refresh
 250     # @param hrn if !=None, change the hrn
 251     # @param uuid if !=None, change the uuid
 252     # @param pubkey if !=None, change the public key
 253
 254     def refresh_gid(self, gid, hrn=None, uuid=None, pubkey=None):
 255         # TODO: compute expiration time of GID, refresh it if necessary
 256         gid_is_expired = False
 257
 258         # update the gid if we need to
 259         if gid_is_expired or hrn or uuid or pubkey:
 260             if not hrn:
 261                 hrn = gid.get_hrn()
 262             if not uuid:
 263                 uuid = gid.get_uuid()
 264             if not pubkey:
 265                 pubkey = gid.get_pubkey()
 266
 267             gid = self.create_gid(hrn, uuid, pubkey)
 268
 269         return gid
 270
 271     ##
 272     # Retrieve an authority credential for an authority. The authority
 273     # credential will contain the authority privilege and will be signed by
 274     # the authority's parent.
 275     #
 276     # @param hrn the human readable name of the authority
 277     # @param authority type of credential to return (authority | sa | ma)
 278
 279     def get_auth_cred(self, hrn, kind="authority"):
 280         auth_info = self.get_auth_info(hrn)
 281         gid = auth_info.get_gid_object()
 282
 283         cred = Credential(subject=hrn)
 284         cred.set_gid_caller(gid)
 285         cred.set_gid_object(gid)
 286         cred.set_privileges(kind)
 287         cred.set_delegate(True)
 288         cred.set_pubkey(auth_info.get_gid_object().get_pubkey())
 289
 290         parent_hrn = get_authority(hrn)
 291         if not parent_hrn or hrn == self.config.SFA_INTERFACE_HRN:
 292             # if there is no parent hrn, then it must be self-signed. this
 293             # is where we terminate the recursion
 294             cred.set_issuer(auth_info.get_pkey_object(), hrn)
 295         else:
 296             # we need the parent's private key in order to sign this GID
 297             parent_auth_info = self.get_auth_info(parent_hrn)
 298             cred.set_issuer(parent_auth_info.get_pkey_object(), parent_auth_info.hrn)
 299             cred.set_parent(self.get_auth_cred(parent_hrn, kind))
 300
 301         cred.encode()
 302         cred.sign()
 303
 304         return cred
 305     ##
 306     # Retrieve an authority ticket. An authority ticket is not actually a
 307     # redeemable ticket, but only serves the purpose of being included as the
 308     # parent of another ticket, in order to provide a chain of authentication
 309     # for a ticket.
 310     #
 311     # This looks almost the same as get_auth_cred, but works for tickets
 312     # XXX does similarity imply there should be more code re-use?
 313     #
 314     # @param hrn the human readable name of the authority
 315
 316     def get_auth_ticket(self, hrn):
 317         auth_info = self.get_auth_info(hrn)
 318         gid = auth_info.get_gid_object()
 319
 320         ticket = SfaTicket(subject=hrn)
 321         ticket.set_gid_caller(gid)
 322         ticket.set_gid_object(gid)
 323         ticket.set_delegate(True)
 324         ticket.set_pubkey(auth_info.get_gid_object().get_pubkey())
 325
 326         parent_hrn = get_authority(hrn)
 327         if not parent_hrn:
 328             # if there is no parent hrn, then it must be self-signed. this
 329             # is where we terminate the recursion
 330             ticket.set_issuer(auth_info.get_pkey_object(), hrn)
 331         else:
 332             # we need the parent's private key in order to sign this GID
 333             parent_auth_info = self.get_auth_info(parent_hrn)
 334             ticket.set_issuer(parent_auth_info.get_pkey_object(), parent_auth_info.hrn)
 335             ticket.set_parent(self.get_auth_cred(parent_hrn))
 336
 337         ticket.encode()
 338         ticket.sign()
 339
 340         return ticket
 341