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 ##
  13
  14 import os
  15
  16 from sfa.util.faults import MissingAuthority
  17 from sfa.util.sfalogging import logger
  18 from sfa.util.xrn import get_leaf, get_authority, hrn_to_urn, urn_to_hrn
  19 from sfa.trust.certificate import Keypair
  20 from sfa.trust.credential import Credential
  21 from sfa.trust.gid import GID, create_uuid
  22 from sfa.util.config import Config
  23 from sfa.trust.sfaticket import SfaTicket
  24
  25 ##
  26 # The AuthInfo class contains the information for an authority. This information
  27 # includes the GID, private key, and database connection information.
  28
  29 class AuthInfo:
  30     hrn = None
  31     gid_object = None
  32     gid_filename = None
  33     privkey_filename = None
  34     ##
  35     # Initialize and authority object.
  36     #
  37     # @param xrn the human readable name of the authority (urn will be converted to hrn)
  38     # @param gid_filename the filename containing the GID
  39     # @param privkey_filename the filename containing the private key
  40
  41     def __init__(self, xrn, gid_filename, privkey_filename):
  42         hrn, type = urn_to_hrn(xrn)
  43         self.hrn = hrn
  44         self.set_gid_filename(gid_filename)
  45         self.privkey_filename = privkey_filename
  46
  47     ##
  48     # Set the filename of the GID
  49     #
  50     # @param fn filename of file containing GID
  51
  52     def set_gid_filename(self, fn):
  53         self.gid_filename = fn
  54         self.gid_object = None
  55
  56     def get_privkey_filename(self):
  57         return self.privkey_filename
  58
  59     def get_gid_filename(self):
  60         return self.gid_filename
  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     # Replace the GID with a new one. The file specified by gid_filename is
  78     # overwritten with the new GID object
  79     #
  80     # @param gid object containing new GID
  81
  82     def update_gid_object(self, gid):
  83         gid.save_to_file(self.gid_filename)
  84         self.gid_object = gid
  85
  86 ##
  87 # The Hierarchy class is responsible for managing the tree of authorities.
  88 # Each authority is a node in the tree and exists as an AuthInfo object.
  89 #
  90 # The tree is stored on disk in a hierarchical manner than reflects the
  91 # structure of the tree. Each authority is a subdirectory, and each subdirectory
  92 # contains the GID and pkey files for that authority (as well as
  93 # subdirectories for each sub-authority)
  94
  95 class Hierarchy:
  96     ##
  97     # Create the hierarchy object.
  98     #
  99     # @param basedir the base directory to store the hierarchy in
 100
 101     def __init__(self, basedir = None):
 102         self.config = Config()
 103         if not basedir:
 104             basedir = os.path.join(self.config.SFA_DATA_DIR, "authorities")
 105         self.basedir = basedir
 106     ##
 107     # Given a hrn, return the filenames of the GID, private key
 108     # files.
 109     #
 110     # @param xrn the human readable name of the authority (urn will be convertd to hrn)
 111
 112     def get_auth_filenames(self, xrn):
 113         hrn, type = urn_to_hrn(xrn)
 114         leaf = get_leaf(hrn)
 115         parent_hrn = get_authority(hrn)
 116         directory = os.path.join(self.basedir, hrn.replace(".", "/"))
 117
 118         gid_filename = os.path.join(directory, leaf+".gid")
 119         privkey_filename = os.path.join(directory, leaf+".pkey")
 120
 121         return (directory, gid_filename, privkey_filename)
 122
 123     ##
 124     # Check to see if an authority exists. An authority exists if it's disk
 125     # files exist.
 126     #
 127     # @param the human readable name of the authority to check
 128
 129     def auth_exists(self, xrn):
 130         hrn, type = urn_to_hrn(xrn)
 131         (directory, gid_filename, privkey_filename) = \
 132             self.get_auth_filenames(hrn)
 133
 134         return os.path.exists(gid_filename) and os.path.exists(privkey_filename)
 135
 136     ##
 137     # Create an authority. A private key for the authority and the associated
 138     # GID are created and signed by the parent authority.
 139     #
 140     # @param xrn the human readable name of the authority to create (urn will be converted to hrn)
 141     # @param create_parents if true, also create the parents if they do not exist
 142
 143     def create_auth(self, xrn, create_parents=False):
 144         hrn, type = urn_to_hrn(xrn)
 145         logger.debug("Hierarchy: creating authority: %s"% hrn)
 146
 147         # create the parent authority if necessary
 148         parent_hrn = get_authority(hrn)
 149         parent_urn = hrn_to_urn(parent_hrn, 'authority')
 150         if (parent_hrn) and (not self.auth_exists(parent_urn)) and (create_parents):
 151             self.create_auth(parent_urn, create_parents)
 152         (directory, gid_filename, privkey_filename,) = \
 153             self.get_auth_filenames(hrn)
 154
 155         # create the directory to hold the files
 156         try:
 157             os.makedirs(directory)
 158         # if the path already exists then pass
 159         except OSError, (errno, strerr):
 160             if errno == 17:
 161                 pass
 162
 163         if os.path.exists(privkey_filename):
 164             logger.debug("using existing key %r for authority %r"%(privkey_filename,hrn))
 165             pkey = Keypair(filename = privkey_filename)
 166         else:
 167             pkey = Keypair(create = True)
 168             pkey.save_to_file(privkey_filename)
 169
 170         gid = self.create_gid(xrn, create_uuid(), pkey)
 171         gid.save_to_file(gid_filename, save_parents=True)
 172
 173     def create_top_level_auth(self, hrn=None):
 174         """
 175         Create top level records (includes root and sub authorities (local/remote)
 176         """
 177         if not hrn:
 178             hrn = self.config.SFA_INTERFACE_HRN
 179         # make sure parent exists
 180         parent_hrn = get_authority(hrn)
 181         if not parent_hrn:
 182             parent_hrn = hrn
 183         if not parent_hrn == hrn:
 184             self.create_top_level_auth(parent_hrn)
 185
 186         # create the authority if it doesnt alrady exist
 187         if not self.auth_exists(hrn):
 188             self.create_auth(hrn)
 189
 190
 191     def get_interface_auth_info(self, create=True):
 192         hrn = self.config.SFA_INTERFACE_HRN
 193         if not self.auth_exists(hrn):
 194             if create==True:
 195                 self.create_top_level_auth(hrn)
 196             else:
 197                 raise MissingAuthority(hrn)
 198         return self.get_auth_info(hrn)
 199     ##
 200     # Return the AuthInfo object for the specified authority. If the authority
 201     # does not exist, then an exception is thrown. As a side effect, disk files
 202     # and a subdirectory may be created to store the authority.
 203     #
 204     # @param xrn the human readable name of the authority to create (urn will be converted to hrn).
 205
 206     def get_auth_info(self, xrn):
 207         hrn, type = urn_to_hrn(xrn)
 208         if not self.auth_exists(hrn):
 209             logger.warning("Hierarchy: missing authority - xrn=%s, hrn=%s"%(xrn,hrn))
 210             raise MissingAuthority(hrn)
 211
 212         (directory, gid_filename, privkey_filename, ) = \
 213             self.get_auth_filenames(hrn)
 214
 215         auth_info = AuthInfo(hrn, gid_filename, privkey_filename)
 216
 217         # check the GID and see if it needs to be refreshed
 218         gid = auth_info.get_gid_object()
 219         gid_refreshed = self.refresh_gid(gid)
 220         if gid != gid_refreshed:
 221             auth_info.update_gid_object(gid_refreshed)
 222
 223         return auth_info
 224
 225     ##
 226     # Create a new GID. The GID will be signed by the authority that is it's
 227     # immediate parent in the hierarchy (and recursively, the parents' GID
 228     # will be signed by its parent)
 229     #
 230     # @param hrn the human readable name to store in the GID
 231     # @param uuid the unique identifier to store in the GID
 232     # @param pkey the public key to store in the GID
 233
 234     def create_gid(self, xrn, uuid, pkey, CA=False):
 235         hrn, type = urn_to_hrn(xrn)
 236         if not type:
 237             type = 'authority'
 238         parent_hrn = get_authority(hrn)
 239         # Using hrn_to_urn() here to make sure the urn is in the right format
 240         # If xrn was a hrn instead of a urn, then the gid's urn will be
 241         # of type None
 242         urn = hrn_to_urn(hrn, type)
 243         gid = GID(subject=hrn, uuid=uuid, hrn=hrn, urn=urn)
 244         # is this a CA cert
 245         if hrn == self.config.SFA_INTERFACE_HRN or not parent_hrn:
 246             # root or sub authority
 247             gid.set_intermediate_ca(True)
 248         elif type and 'authority' in type:
 249             # authority type
 250             gid.set_intermediate_ca(True)
 251         elif CA:
 252             gid.set_intermediate_ca(True)
 253         else:
 254             gid.set_intermediate_ca(False)
 255
 256         # set issuer
 257         if not parent_hrn or hrn == self.config.SFA_INTERFACE_HRN:
 258             # if there is no parent hrn, then it must be self-signed. this
 259             # is where we terminate the recursion
 260             gid.set_issuer(pkey, hrn)
 261         else:
 262             # we need the parent's private key in order to sign this GID
 263             parent_auth_info = self.get_auth_info(parent_hrn)
 264             gid.set_issuer(parent_auth_info.get_pkey_object(), parent_auth_info.hrn)
 265             gid.set_parent(parent_auth_info.get_gid_object())
 266
 267         gid.set_pubkey(pkey)
 268         gid.encode()
 269         gid.sign()
 270
 271         return gid
 272
 273     ##
 274     # Refresh a GID. The primary use of this function is to refresh the
 275     # the expiration time of the GID. It may also be used to change the HRN,
 276     # UUID, or Public key of the GID.
 277     #
 278     # @param gid the GID to refresh
 279     # @param hrn if !=None, change the hrn
 280     # @param uuid if !=None, change the uuid
 281     # @param pubkey if !=None, change the public key
 282
 283     def refresh_gid(self, gid, xrn=None, uuid=None, pubkey=None):
 284         # TODO: compute expiration time of GID, refresh it if necessary
 285         gid_is_expired = False
 286
 287         # update the gid if we need to
 288         if gid_is_expired or xrn or uuid or pubkey:
 289
 290             if not xrn:
 291                 xrn = gid.get_urn()
 292             if not uuid:
 293                 uuid = gid.get_uuid()
 294             if not pubkey:
 295                 pubkey = gid.get_pubkey()
 296
 297             gid = self.create_gid(xrn, uuid, pubkey)
 298
 299         return gid
 300
 301     ##
 302     # Retrieve an authority credential for an authority. The authority
 303     # credential will contain the authority privilege and will be signed by
 304     # the authority's parent.
 305     #
 306     # @param hrn the human readable name of the authority (urn is converted to hrn)
 307     # @param authority type of credential to return (authority | sa | ma)
 308
 309     def get_auth_cred(self, xrn, kind="authority"):
 310         hrn, type = urn_to_hrn(xrn)
 311         auth_info = self.get_auth_info(hrn)
 312         gid = auth_info.get_gid_object()
 313
 314         cred = Credential(subject=hrn)
 315         cred.set_gid_caller(gid)
 316         cred.set_gid_object(gid)
 317         cred.set_privileges(kind)
 318         cred.get_privileges().delegate_all_privileges(True)
 319         #cred.set_pubkey(auth_info.get_gid_object().get_pubkey())
 320
 321         parent_hrn = get_authority(hrn)
 322         if not parent_hrn or hrn == self.config.SFA_INTERFACE_HRN:
 323             # if there is no parent hrn, then it must be self-signed. this
 324             # is where we terminate the recursion
 325             cred.set_issuer_keys(auth_info.get_privkey_filename(), auth_info.get_gid_filename())
 326         else:
 327             # we need the parent's private key in order to sign this GID
 328             parent_auth_info = self.get_auth_info(parent_hrn)
 329             cred.set_issuer_keys(parent_auth_info.get_privkey_filename(), parent_auth_info.get_gid_filename())
 330
 331
 332             cred.set_parent(self.get_auth_cred(parent_hrn, kind))
 333
 334         cred.encode()
 335         cred.sign()
 336
 337         return cred
 338     ##
 339     # Retrieve an authority ticket. An authority ticket is not actually a
 340     # redeemable ticket, but only serves the purpose of being included as the
 341     # parent of another ticket, in order to provide a chain of authentication
 342     # for a ticket.
 343     #
 344     # This looks almost the same as get_auth_cred, but works for tickets
 345     # XXX does similarity imply there should be more code re-use?
 346     #
 347     # @param xrn the human readable name of the authority (urn is converted to hrn)
 348
 349     def get_auth_ticket(self, xrn):
 350         hrn, type = urn_to_hrn(xrn)
 351         auth_info = self.get_auth_info(hrn)
 352         gid = auth_info.get_gid_object()
 353
 354         ticket = SfaTicket(subject=hrn)
 355         ticket.set_gid_caller(gid)
 356         ticket.set_gid_object(gid)
 357         ticket.set_delegate(True)
 358         ticket.set_pubkey(auth_info.get_gid_object().get_pubkey())
 359
 360         parent_hrn = get_authority(hrn)
 361         if not parent_hrn:
 362             # if there is no parent hrn, then it must be self-signed. this
 363             # is where we terminate the recursion
 364             ticket.set_issuer(auth_info.get_pkey_object(), hrn)
 365         else:
 366             # we need the parent's private key in order to sign this GID
 367             parent_auth_info = self.get_auth_info(parent_hrn)
 368             ticket.set_issuer(parent_auth_info.get_pkey_object(), parent_auth_info.hrn)
 369             ticket.set_parent(self.get_auth_cred(parent_hrn))
 370
 371         ticket.encode()
 372         ticket.sign()
 373
 374         return ticket
 375