plugins/OStatus/classes/Magicsig.php

   1 <?php
   2 /**
   3  * StatusNet - the distributed open-source microblogging tool
   4  * Copyright (C) 2010, StatusNet, Inc.
   5  *
   6  * A sample module to show best practices for StatusNet plugins
   7  *
   8  * PHP version 5
   9  *
  10  * This program is free software: you can redistribute it and/or modify
  11  * it under the terms of the GNU Affero General Public License as published by
  12  * the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
  13  * (at your option) any later version.
  14  *
  15  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  16  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  18  * GNU Affero General Public License for more details.
  19  *
  20  * You should have received a copy of the GNU Affero General Public License
  21  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  22  *
  23  * @package   StatusNet
  24  * @author    James Walker <james@status.net>
  25  * @copyright 2010 StatusNet, Inc.
  26  * @license   http://www.fsf.org/licensing/licenses/agpl-3.0.html AGPL 3.0
  27  * @link      http://status.net/
  28  */
  29
  30 if (!defined('STATUSNET')) {
  31     exit(1);
  32 }
  33
  34 require_once 'Crypt/RSA.php';
  35
  36 class Magicsig extends Managed_DataObject
  37 {
  38     const PUBLICKEYREL = 'magic-public-key';
  39
  40     const DEFAULT_KEYLEN = 1024;
  41     const DEFAULT_SIGALG = 'RSA-SHA256';
  42
  43     public $__table = 'magicsig';
  44
  45     /**
  46      * Key to user.id/profile.id for the local user whose key we're storing.
  47      *
  48      * @var int
  49      */
  50     public $user_id;
  51
  52     /**
  53      * Flattened string representation of the key pair; callers should
  54      * usually use $this->publicKey and $this->privateKey directly,
  55      * which hold live Crypt_RSA key objects.
  56      *
  57      * @var string
  58      */
  59     public $keypair;
  60
  61     /**
  62      * Crypto algorithm used for this key; currently only RSA-SHA256 is supported.
  63      *
  64      * @var string
  65      */
  66     public $alg;
  67
  68     /**
  69      * Public RSA key; gets serialized in/out via $this->keypair string.
  70      *
  71      * @var Crypt_RSA
  72      */
  73     public $publicKey;
  74
  75     /**
  76      * PrivateRSA key; gets serialized in/out via $this->keypair string.
  77      *
  78      * @var Crypt_RSA
  79      */
  80     public $privateKey;
  81
  82     public function __construct($alg=self::DEFAULT_SIGALG)
  83     {
  84         $this->alg = $alg;
  85     }
  86
  87     /**
  88      * Fetch a Magicsig object from the cache or database on a field match.
  89      *
  90      * @param string $k
  91      * @param mixed $v
  92      * @return Magicsig
  93      */
  94     static function getKV($k, $v=null)
  95     {
  96         $obj =  parent::getKV($k, $v);
  97         if ($obj instanceof Magicsig) {
  98             $obj->importKeys(); // Loads Crypt_RSA objects etc.
  99
 100             // Throw out a big fat warning for keys of less than 1024 bits. (
 101             // The only case these show up in would be imported or
 102             // legacy very-old-StatusNet generated keypairs.
 103             if (strlen($obj->publicKey->modulus->toBits()) < 1024) {
 104                 common_log(LOG_WARNING, sprintf('Salmon key with <1024 bits (%d) belongs to profile with id==%d',
 105                                             strlen($obj->publicKey->modulus->toBits()),
 106                                             $obj->user_id));
 107             }
 108         }
 109
 110         return $obj;
 111     }
 112
 113     public static function schemaDef()
 114     {
 115         return array(
 116             'fields' => array(
 117                 'user_id' => array('type' => 'int', 'not null' => true, 'description' => 'user id'),
 118                 'keypair' => array('type' => 'text', 'description' => 'keypair text representation'),
 119                 'alg' => array('type' => 'varchar', 'length' => 64, 'description' => 'algorithm'),
 120             ),
 121             'primary key' => array('user_id'),
 122             'foreign keys' => array(
 123                 'magicsig_user_id_fkey' => array('profile', array('user_id' => 'id')),
 124             ),
 125         );
 126     }
 127
 128     /**
 129      * Save this keypair into the database.
 130      *
 131      * Overloads default insert behavior to encode the live key objects
 132      * as a flat string for storage.
 133      *
 134      * @return mixed
 135      */
 136     function insert()
 137     {
 138         $this->keypair = $this->toString(true);
 139
 140         return parent::insert();
 141     }
 142
 143     /**
 144      * Generate a new keypair for a local user and store in the database.
 145      *
 146      * Warning: this can be very slow on systems without the GMP module.
 147      * Runtimes of 20-30 seconds are not unheard-of.
 148      *
 149      * FIXME: More than 1024 bits please. But StatusNet _discards_ non-1024 bits,
 150      *        so we'll have to wait the last mohican out before switching defaults.
 151      *
 152      * @param User $user the local user (since we don't have remote private keys)
 153      */
 154     public static function generate(User $user, $bits=self::DEFAULT_KEYLEN, $alg=self::DEFAULT_SIGALG)
 155     {
 156         $magicsig = new Magicsig($alg);
 157         $magicsig->user_id = $user->id;
 158
 159         $rsa = new Crypt_RSA();
 160
 161         $keypair = $rsa->createKey($bits);
 162
 163         $magicsig->privateKey = new Crypt_RSA();
 164         $magicsig->privateKey->loadKey($keypair['privatekey']);
 165
 166         $magicsig->publicKey = new Crypt_RSA();
 167         $magicsig->publicKey->loadKey($keypair['publickey']);
 168
 169         $magicsig->insert();        // will do $this->keypair = $this->toString(true);
 170         $magicsig->importKeys();    // seems it's necessary to re-read keys from text keypair
 171
 172         return $magicsig;
 173     }
 174
 175     /**
 176      * Encode the keypair or public key as a string.
 177      *
 178      * @param boolean $full_pair set to true to include the private key.
 179      * @return string
 180      */
 181     public function toString($full_pair=false, $base64url=true)
 182     {
 183         $base64_func = $base64url ? 'Magicsig::base64_url_encode' : 'base64_encode';
 184         $mod = call_user_func($base64_func, $this->publicKey->modulus->toBytes());
 185         $exp = call_user_func($base64_func, $this->publicKey->exponent->toBytes());
 186
 187         $private_exp = '';
 188         if ($full_pair && $this->privateKey instanceof Crypt_RSA && $this->privateKey->exponent->toBytes()) {
 189             $private_exp = '.' . call_user_func($base64_func, $this->privateKey->exponent->toBytes());
 190         }
 191
 192         return 'RSA.' . $mod . '.' . $exp . $private_exp;
 193     }
 194
 195     public function toFingerprint()
 196     {
 197         // This assumes a specific behaviour from toString, to format as such:
 198         //    "RSA." + base64(pubkey.modulus_as_bytes) + "." + base64(pubkey.exponent_as_bytes)
 199         // We don't want the base64 string to be the "url encoding" version because it is not
 200         // as common in programming libraries. And we want it to be base64 encoded since ASCII
 201         // representation avoids any problems with NULL etc. in less forgiving languages.
 202         return strtolower(hash('sha256', $this->toString(false, false)));
 203     }
 204
 205     public function exportPublicKey($format=CRYPT_RSA_PUBLIC_FORMAT_PKCS1)
 206     {
 207         $this->publicKey->setPublicKey();
 208         return $this->publicKey->getPublicKey($format);
 209     }
 210
 211     /**
 212      * importKeys will load the object's keypair string, which initiates
 213      * loadKey() and configures Crypt_RSA objects.
 214      *
 215      * @param string $keypair optional, otherwise the object's "keypair" property will be used
 216      */
 217     public function importKeys($keypair=null)
 218     {
 219         $this->keypair = $keypair===null ? $this->keypair : preg_replace('/\s+/', '', $keypair);
 220
 221         // parse components
 222         if (!preg_match('/RSA\.([^\.]+)\.([^\.]+)(\.([^\.]+))?/', $this->keypair, $matches)) {
 223             common_debug('Magicsig error: RSA key not found in provided string.');
 224             throw new ServerException('RSA key not found in keypair string.');
 225         }
 226
 227         $mod = $matches[1];
 228         $exp = $matches[2];
 229         if (!empty($matches[4])) {
 230             $private_exp = $matches[4];
 231         } else {
 232             $private_exp = false;
 233         }
 234
 235         $this->loadKey($mod, $exp, 'public');
 236         if ($private_exp) {
 237             $this->loadKey($mod, $private_exp, 'private');
 238         }
 239     }
 240
 241     /**
 242      * Fill out $this->privateKey or $this->publicKey with a Crypt_RSA object
 243      * representing the give key (as mod/exponent pair).
 244      *
 245      * @param string $mod base64-encoded
 246      * @param string $exp base64-encoded exponent
 247      * @param string $type one of 'public' or 'private'
 248      */
 249     public function loadKey($mod, $exp, $type = 'public')
 250     {
 251         $rsa = new Crypt_RSA();
 252         $rsa->setSignatureMode(CRYPT_RSA_SIGNATURE_PKCS1);
 253         $rsa->setHash($this->getHash());
 254         $rsa->modulus = new Math_BigInteger(Magicsig::base64_url_decode($mod), 256);
 255         $rsa->k = strlen($rsa->modulus->toBytes());
 256         $rsa->exponent = new Math_BigInteger(Magicsig::base64_url_decode($exp), 256);
 257
 258         if ($type == 'private') {
 259             $this->privateKey = $rsa;
 260         } else {
 261             $this->publicKey = $rsa;
 262         }
 263     }
 264
 265     /**
 266      * Returns the name of the crypto algorithm used for this key.
 267      *
 268      * @return string
 269      */
 270     public function getName()
 271     {
 272         return $this->alg;
 273     }
 274
 275     /**
 276      * Returns the name of a hash function to use for signing with this key.
 277      *
 278      * @return string
 279      */
 280     public function getHash()
 281     {
 282         switch ($this->alg) {
 283         case 'RSA-SHA256':
 284             return 'sha256';
 285         }
 286         throw new ServerException('Unknown or unsupported hash algorithm for Salmon');
 287     }
 288
 289     /**
 290      * Generate base64-encoded signature for the given byte string
 291      * using our private key.
 292      *
 293      * @param string $bytes as raw byte string
 294      * @return string base64url-encoded signature
 295      */
 296     public function sign($bytes)
 297     {
 298         $sig = $this->privateKey->sign($bytes);
 299         if ($sig === false) {
 300             throw new ServerException('Could not sign data');
 301         }
 302         return Magicsig::base64_url_encode($sig);
 303     }
 304
 305     /**
 306      *
 307      * @param string $signed_bytes as raw byte string
 308      * @param string $signature as base64url encoded
 309      * @return boolean
 310      */
 311     public function verify($signed_bytes, $signature)
 312     {
 313         $signature = self::base64_url_decode($signature);
 314         return $this->publicKey->verify($signed_bytes, $signature);
 315     }
 316
 317     /**
 318      * URL-encoding-friendly base64 variant encoding.
 319      *
 320      * @param string $input
 321      * @return string
 322      */
 323     public static function base64_url_encode($input)
 324     {
 325         return strtr(base64_encode($input), '+/', '-_');
 326     }
 327
 328     /**
 329      * URL-encoding-friendly base64 variant decoding.
 330      *
 331      * @param string $input
 332      * @return string
 333      */
 334     public static function base64_url_decode($input)
 335     {
 336         return base64_decode(strtr($input, '-_', '+/'));
 337     }
 338 }