userdir_gpg.py

   1 #   Copyright (c) 1999-2001  Jason Gunthorpe <jgg@debian.org>
   2 #   Copyright (c) 2005       Joey Schulze <joey@infodrom.org>
   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 # GPG issues -
  19 #  - gpgm with a status FD being fed keymaterial and other interesting
  20 #    things does nothing.. If it could ID the keys and stuff over the
  21 #    status-fd I could decide what to do with them. I would also like it
  22 #    to report which key it selected for encryption (also if there
  23 #    were multi-matches..) Being able to detect a key-revoke cert would be
  24 #    good too.
  25 #  - I would like to be able to fetch the comment and version fields from the
  26 #    packets so I can tell if a signature is made by pgp2 to enable the
  27 #    pgp2 encrypting mode.
  28
  29 import mimetools, multifile, sys, StringIO, os, tempfile, re;
  30 import rfc822, time, fcntl, anydbm
  31
  32 # General GPG options
  33 GPGPath = "gpg"
  34 # "--load-extension","rsa",
  35 GPGBasicOptions = [
  36    "--no-options",
  37    "--batch",
  38    "--no-default-keyring",
  39    "--secret-keyring", "/dev/null",
  40    "--always-trust"];
  41 GPGKeyRings = [];
  42 GPGSigOptions = ["--output","-"];
  43 GPGSearchOptions = ["--dry-run","--with-colons","--fingerprint"];
  44 GPGEncryptOptions = ["--output","-","--quiet","--always-trust",\
  45                      "--armor","--encrypt"];
  46 GPGEncryptPGP2Options = ["--set-filename","","--rfc1991",\
  47                          "--load-extension","idea",\
  48                          "--cipher-algo","idea"] + GPGEncryptOptions;
  49
  50 # Replay cutoff times in seconds
  51 CleanCutOff = 7*24*60*60;
  52 AgeCutOff = 4*24*60*60;
  53 FutureCutOff = 3*24*60*60;
  54
  55 def ClearKeyrings():
  56    del GPGKeyRings[:]
  57
  58 # Set the keyrings, the input is a list of keyrings
  59 def SetKeyrings(Rings):
  60    for x in Rings:
  61       GPGKeyRings.append("--keyring");
  62       GPGKeyRings.append(x);
  63
  64 # GetClearSig takes an un-seekable email message stream (mimetools.Message)
  65 # and returns a standard PGP '---BEGIN PGP SIGNED MESSAGE---' bounded
  66 # clear signed text.
  67 # If this is fed to gpg/pgp it will verify the signature and spit out the
  68 # signed text component. Email headers and PGP mime (RFC 2015) is understood
  69 # but no effort is made to cull any information outside the PGP boundaries
  70 # Please note that in the event of a mime decode the mime headers will be
  71 # present in the signature text! The return result is a tuple, the first
  72 # element is the text itself the second is a mime flag indicating if the
  73 # result should be mime processed after sig checking.
  74 #
  75 # Paranoid will check the message text to make sure that all the plaintext is
  76 # in fact signed (bounded by a PGP packet)
  77 def GetClearSig(Msg,Paranoid = 0):
  78    Error = 'MIME Error';
  79    # See if this is a MIME encoded multipart signed message
  80    if Msg.gettype() == "multipart/signed":
  81       Boundary = Msg.getparam("boundary");
  82       if not Boundary:
  83          raise Error, "multipart/* without a boundary parameter";
  84
  85       # Create the multipart handler. Regrettably their implementation
  86       # Needs seeking..
  87       SkMessage = StringIO.StringIO();
  88       SkMessage.write(Msg.fp.read());
  89       SkMessage.seek(0);
  90       mf = multifile.MultiFile(SkMessage)
  91       mf.push(Msg.getparam("boundary"));
  92
  93       # Check the first bit of the message..
  94       if Paranoid != 0:
  95          Pos = mf.tell();
  96          while 1:
  97              x = mf.readline();
  98              if not x: break;
  99              if len(x.strip()) != 0:
 100                 raise Error,"Unsigned text in message (at start)";
 101          mf.seek(Pos);
 102
 103       # Get the first part of the multipart message
 104       if not mf.next():
 105          raise Error, "Invalid pgp/mime encoding [no section]";
 106
 107       # Get the part as a safe seekable stream
 108       Signed = StringIO.StringIO();
 109       Signed.write(mf.read());
 110       InnerMsg = mimetools.Message(Signed);
 111
 112       # Make sure it is the right type
 113       if InnerMsg.gettype() != "text/plain":
 114          raise Error, "Invalid pgp/mime encoding [wrong plaintext type]";
 115
 116       # Get the next part of the multipart message
 117       if not mf.next():
 118          raise Error, "Invalid pgp/mime encoding [no section]";
 119       InnerMsg = mimetools.Message(mf);
 120       if InnerMsg.gettype() != "application/pgp-signature":
 121          raise Error, "Invalid pgp/mime encoding [wrong signature type]";
 122       Signature = ''.join(mf.readlines())
 123
 124       # Check the last bit of the message..
 125       if Paranoid != 0:
 126          mf.pop();
 127          Pos = mf.tell();
 128          while 1:
 129              x = mf.readline();
 130              if not x: break;
 131              if len(x.strip()) != 0:
 132                 raise Error,"Unsigned text in message (at end)";
 133          mf.seek(Pos);
 134
 135       # Append the PGP boundary header and the signature text to re-form the
 136       # original signed block [needs to convert to \r\n]
 137       Output = "-----BEGIN PGP SIGNED MESSAGE-----\r\n";
 138       # Semi-evil hack to get the proper hash type inserted in the message
 139       if Msg.getparam('micalg') != None:
 140           Output = Output + "Hash: MD5,SHA1,%s\r\n"%(Msg.getparam('micalg')[4:].upper())
 141       Output = Output + "\r\n";
 142       Output = Output + Signed.getvalue().replace("\n-","\n- -") + Signature
 143       return (Output,1);
 144    else:
 145       if Paranoid == 0:
 146          # Just return the message body
 147          return (''.join(Msg.fp.readlines()),0);
 148
 149       Body = "";
 150       State = 1;
 151       for x in Msg.fp.readlines():
 152           Body = Body + x;
 153           Tmp = x.strip()
 154           if len(Tmp) == 0:
 155              continue;
 156
 157           # Leading up to the signature
 158           if State == 1:
 159              if Tmp == "-----BEGIN PGP SIGNED MESSAGE-----":
 160                 State = 2;
 161              else:
 162                 raise Error,"Unsigned text in message (at start)";
 163              continue;
 164
 165           # In the signature plain text
 166           if State == 2:
 167              if Tmp == "-----BEGIN PGP SIGNATURE-----":
 168                 State = 3;
 169              continue;
 170
 171           # In the signature
 172           if State == 3:
 173              if Tmp == "-----END PGP SIGNATURE-----":
 174                 State = 4;
 175              continue;
 176
 177           # Past the end
 178           if State == 4:
 179              raise Error,"Unsigned text in message (at end)";
 180       return (Body,0);
 181
 182 # This opens GPG in 'write filter' mode. It takes Message and sends it
 183 # to GPGs standard input, pipes the standard output to a temp file along
 184 # with the status FD. The two tempfiles are passed to GPG by fd and are
 185 # accessible from the filesystem for only a short period. Message may be
 186 # None in which case GPGs stdin is closed directly after forking. This
 187 # is best used for sig checking and encryption.
 188 # The return result is a tuple (Exit,StatusFD,OutputFD), both fds are
 189 # fully rewound and readable.
 190 def GPGWriteFilter(Program,Options,Message):
 191    # Make sure the tmp files we open are unreadable, there is a short race
 192    # between when the temp file is opened and unlinked that some one else
 193    # could open it or hard link it. This is not important however as no
 194    # Secure data is fed through the temp files.
 195    OldMask = os.umask(0777);
 196    try:
 197       Output = tempfile.TemporaryFile("w+b");
 198       GPGText = tempfile.TemporaryFile("w+b");
 199       InPipe = os.pipe();
 200       InPipe = [InPipe[0],InPipe[1]];
 201    finally:
 202       os.umask(OldMask);
 203
 204    try:
 205       # Fork off GPG in a horrible way, we redirect most of its FDs
 206       # Input comes from a pipe and its two outputs are spooled to unlinked
 207       # temp files (ie private)
 208       Child = os.fork();
 209       if Child == 0:
 210          try:
 211             os.dup2(InPipe[0],0);
 212             os.close(InPipe[1]);
 213             os.dup2(Output.fileno(),1);
 214             os.dup2(os.open("/dev/null",os.O_WRONLY),2);
 215             os.dup2(GPGText.fileno(),3);
 216
 217             Args = [Program,"--status-fd","3"] + GPGBasicOptions + GPGKeyRings + Options
 218             os.execvp(Program,Args);
 219          finally:
 220             os._exit(100);
 221
 222       # Get rid of the other end of the pipe
 223       os.close(InPipe[0])
 224       InPipe[0] = -1;
 225
 226       # Send the message
 227       if Message != None:
 228          try:
 229             os.write(InPipe[1],Message);
 230          except:
 231            pass;
 232       os.close(InPipe[1]);
 233       InPipe[1] = -1;
 234
 235       # Wait for GPG to finish
 236       Exit = os.waitpid(Child,0);
 237
 238       # Create the result including the new readable file descriptors
 239       Result = (Exit,os.fdopen(os.dup(GPGText.fileno()),"r"), \
 240                 os.fdopen(os.dup(Output.fileno()),"r"));
 241       Result[1].seek(0);
 242       Result[2].seek(0);
 243
 244       Output.close();
 245       GPGText.close();
 246       return Result;
 247    finally:
 248       if InPipe[0] != -1:
 249          os.close(InPipe[0]);
 250       if InPipe[1] != -1:
 251          os.close(InPipe[1]);
 252       Output.close();
 253       GPGText.close();
 254
 255 # This takes a text passage, a destination and a flag indicating the
 256 # compatibility to use and returns an encrypted message to the recipient.
 257 # It is best if the recipient is specified using the hex key fingerprint
 258 # of the target, ie 0x64BE1319CCF6D393BF87FF9358A6D4EE
 259 def GPGEncrypt(Message,To,PGP2):
 260    Error = "KeyringError"
 261    # Encrypt using the PGP5 block encoding and with the PGP5 option set.
 262    # This will handle either RSA or DSA/DH asymetric keys.
 263    # In PGP2 compatible mode IDEA and rfc1991 encoding are used so that
 264    # PGP2 can read the result. RSA keys do not need PGP2 to be set, as GPG
 265    # can read a message encrypted with blowfish and RSA.
 266    searchkey = GPGKeySearch(To);
 267    if len(searchkey) == 0:
 268       raise Error, "No key found matching %s"%(To);
 269    elif len(searchkey) > 1:
 270       raise Error, "Multiple keys found matching %s"%(To);
 271    if searchkey[0][4].find("E") < 0:
 272       raise Error, "Key %s has no encryption capability - are all encryption subkeys expired or revoked?  Are there any encryption subkeys?"%(To);
 273
 274    if PGP2 == 0:
 275       try:
 276          Res = None;
 277          Res = GPGWriteFilter(GPGPath,["-r",To]+GPGEncryptOptions,Message);
 278          if Res[0][1] != 0:
 279             return None;
 280          Text = Res[2].read();
 281          return Text;
 282       finally:
 283          if Res != None:
 284             Res[1].close();
 285             Res[2].close();
 286    else:
 287       # We have to call gpg with a filename or it will create a packet that
 288       # PGP2 cannot understand.
 289       TmpName = tempfile.mktemp();
 290       try:
 291          Res = None;
 292          MsgFile = open(TmpName,"wc");
 293          MsgFile.write(Message);
 294          MsgFile.close();
 295          Res = GPGWriteFilter(GPGPath,["-r",To]+GPGEncryptPGP2Options+[TmpName],None);
 296          if Res[0][1] != 0:
 297             return None;
 298          Text = Res[2].read();
 299          return Text;
 300       finally:
 301          try:
 302             os.unlink(TmpName);
 303          except:
 304             pass;
 305          if Res != None:
 306             Res[1].close();
 307             Res[2].close();
 308
 309 # Checks the signature of a standard PGP message, like that returned by
 310 # GetClearSig. It returns a large tuple of the form:
 311 #   (Why,(SigId,Date,KeyFinger),(KeyID,KeyFinger,Owner,Length,PGP2),Text);
 312 # Where,
 313 #  Why = None if checking was OK otherwise an error string.
 314 #  SigID+Date represent something suitable for use in a replay cache. The
 315 #             date is returned as the number of seconds since the UTC epoch.
 316 #             The keyID is also in this tuple for easy use of the replay
 317 #             cache
 318 #  KeyID, KeyFinger and Owner represent the Key used to sign this message
 319 #         PGP2 indicates if the message was created using PGP 2.x
 320 #  Text is the full byte-for-byte signed text in a string
 321 def GPGCheckSig(Message):
 322    Res = None;
 323    try:
 324       Res = GPGWriteFilter(GPGPath,GPGSigOptions,Message);
 325       Exit = Res[0];
 326
 327       # Parse the GPG answer
 328       Strm = Res[1];
 329       GoodSig = 0;
 330       SigId = None;
 331       KeyFinger = None;
 332       KeyID = None;
 333       Owner = None;
 334       Date = None;
 335       Why = None;
 336       TagMap = {};
 337       while(1):
 338          # Grab and split up line
 339          Line = Strm.readline();
 340          if Line == "":
 341             break;
 342          Split = re.split("[ \n]",Line);
 343          if Split[0] != "[GNUPG:]":
 344             continue;
 345
 346          # We only process the first occurance of any tag.
 347          if TagMap.has_key(Split[1]):
 348             continue;
 349          TagMap[Split[1]] = None;
 350
 351          # Good signature response
 352          if Split[1] == "GOODSIG":
 353             # Just in case GPG returned a bad signal before this (bug?)
 354             if Why == None:
 355                GoodSig = 1;
 356             KeyID = Split[2];
 357             Owner = ' '.join(Split[3:])
 358             # If this message is signed with a subkey which has not yet
 359             # expired, GnuPG will say GOODSIG here, even if the primary
 360             # key already has expired.  This came up in discussion of
 361             # bug #489225.  GPGKeySearch only returns non-expired keys.
 362             Verify = GPGKeySearch(KeyID);
 363             if len(Verify) == 0:
 364                GoodSig = 0
 365                Why = "Key has expired (no unexpired key found in keyring matching %s)"%(KeyId);
 366
 367          # Bad signature response
 368          if Split[1] == "BADSIG":
 369             GoodSig = 0;
 370             KeyID = Split[2];
 371             Why = "Verification of signature failed";
 372
 373          # Bad signature response
 374          if Split[1] == "ERRSIG":
 375             GoodSig = 0;
 376             KeyID = Split[2];
 377             if len(Split) <= 7:
 378                Why = "GPG error, ERRSIG status tag is invalid";
 379             elif Split[7] == '9':
 380                Why = "Unable to verify signature, signing key missing.";
 381             elif Split[7] == '4':
 382                Why = "Unable to verify signature, unknown packet format/key type";
 383             else:
 384                Why = "Unable to verify signature, unknown reason";
 385
 386          if Split[1] == "NO_PUBKEY":
 387             GoodSig = 0;
 388             Why = "Unable to verify signature, signing key missing.";
 389
 390          # Expired signature
 391          if Split[1] == "EXPSIG":
 392             GoodSig = 0;
 393             Why = "Signature has expired";
 394
 395          # Expired signature
 396          if Split[1] == "EXPKEYSIG":
 397             GoodSig = 0;
 398             Why = "Signing key (%s, %s) has expired"%(Split[2], Split[3]);
 399
 400          # Revoked key
 401          if Split[1] == "KEYREVOKED" or Split[1] == "REVKEYSIG":
 402             GoodSig = 0;
 403             Why = "Signing key has been revoked";
 404
 405          # Corrupted packet
 406          if Split[1] == "NODATA" or Split[1] == "BADARMOR":
 407             GoodSig = 0;
 408             Why = "The packet was corrupted or contained no data";
 409
 410          # Signature ID
 411          if Split[1] == "SIG_ID":
 412             SigId = Split[2];
 413             Date = long(Split[4]);
 414
 415          # ValidSig has the key finger print
 416          if Split[1] == "VALIDSIG":
 417             # Use the fingerprint of the primary key when available
 418             if len(Split) >= 12:
 419                KeyFinger = Split[11];
 420             else:
 421                KeyFinger = Split[2];
 422
 423       # Reopen the stream as a readable stream
 424       Text = Res[2].read();
 425
 426       # A gpg failure is an automatic bad signature
 427       if Exit[1] != 0 and Why == None:
 428          GoodSig = 0;
 429          Why = "GPG execution returned non-zero exit status: " + str(Exit[1]);
 430
 431       if GoodSig == 0 and (Why == None or len(Why) == 0):
 432          Why = "Checking Failed";
 433
 434       # Try to decide if this message was sent using PGP2
 435       PGP2Message = 0;
 436       if (re.search("-----[\n\r][\n\r]?Version: 2\\.",Message) != None):
 437          PGP2Message = 1;
 438
 439       return (Why,(SigId,Date,KeyFinger),(KeyID,KeyFinger,Owner,0,PGP2Message),Text);
 440    finally:
 441       if Res != None:
 442          Res[1].close();
 443          Res[2].close();
 444
 445 # Search for keys given a search pattern. The pattern is passed directly
 446 # to GPG for processing. The result is a list of tuples of the form:
 447 #   (KeyID,KeyFinger,Owner,Length)
 448 # Which is similar to the key identification tuple output by GPGChecksig
 449 #
 450 # Do not return keys where the primary key has expired
 451 def GPGKeySearch(SearchCriteria):
 452    Args = [GPGPath] + GPGBasicOptions + GPGKeyRings + GPGSearchOptions + \
 453           [SearchCriteria," 2> /dev/null"]
 454    Strm = None;
 455    Result = [];
 456    Owner = "";
 457    KeyID = "";
 458    Capabilities = ""
 459    Expired = None;
 460    Hits = {};
 461
 462    dir = os.path.expanduser("~/.gnupg")
 463    if not os.path.isdir(dir):
 464       os.mkdir(dir, 0700)
 465
 466    try:
 467       Strm = os.popen(" ".join(Args),"r")
 468
 469       while(1):
 470          # Grab and split up line
 471          Line = Strm.readline();
 472          if Line == "":
 473             break;
 474          Split = Line.split(":")
 475
 476          # Store some of the key fields
 477          if Split[0] == 'pub':
 478             KeyID = Split[4];
 479             Owner = Split[9];
 480             Length = int(Split[2])
 481             Capabilities = Split[11]
 482             Expired = Split[1] == 'e'
 483
 484          # Output the key
 485          if Split[0] == 'fpr':
 486             if Hits.has_key(Split[9]):
 487                continue;
 488             Hits[Split[9]] = None;
 489             if not Expired:
 490                Result.append( (KeyID,Split[9],Owner,Length,Capabilities) );
 491    finally:
 492       if Strm != None:
 493          Strm.close();
 494    return Result;
 495
 496 # Print the available key information in a format similar to GPG's output
 497 # We do not know the values of all the feilds so they are just replaced
 498 # with ?'s
 499 def GPGPrintKeyInfo(Ident):
 500    print "pub  %u?/%s ??-??-?? %s" % (Ident[3],Ident[0][-8:],Ident[2]);
 501    print "     key fingerprint = 0x%s" % (Ident[1]);
 502
 503 # Perform a substition of template
 504 def TemplateSubst(Map,Template):
 505    for x in Map.keys():
 506       Template = Template.replace(x, Map[x])
 507    return Template;
 508
 509 # The replay class uses a python DB (BSD db if avail) to implement
 510 # protection against replay. Replay is an attacker capturing the
 511 # plain text signed message and sending it back to the victim at some
 512 # later date. Each signature has a unique signature ID (and signing
 513 # Key Fingerprint) as well as a timestamp. The first stage of replay
 514 # protection is to ensure that the timestamp is reasonable, in particular
 515 # not to far ahead or too far behind the current system time. The next
 516 # step is to look up the signature + key fingerprint in the replay database
 517 # and determine if it has been recived. The database is cleaned out
 518 # periodically and old signatures are discarded. By using a timestamp the
 519 # database size is bounded to being within the range of the allowed times
 520 # plus a little fuzz. The cache is serialized with a flocked lock file
 521 class ReplayCache:
 522    def __init__(self,Database):
 523       self.Lock = open(Database + ".lock","w",0600);
 524       fcntl.flock(self.Lock.fileno(),fcntl.LOCK_EX);
 525       self.DB = anydbm.open(Database,"c",0600);
 526       self.CleanCutOff = CleanCutOff;
 527       self.AgeCutOff = AgeCutOff;
 528       self.FutureCutOff = FutureCutOff;
 529
 530    # Close the cache and lock
 531    def __del__(self):
 532       self.close();
 533    def close(self):
 534       self.DB.close();
 535       self.Lock.close();
 536
 537    # Clean out any old signatures
 538    def Clean(self):
 539       CutOff = time.time() - self.CleanCutOff;
 540       for x in self.DB.keys():
 541          if int(self.DB[x]) <= CutOff:
 542             del self.DB[x];
 543
 544    # Check a signature. 'sig' is a 3 tuple that has the sigId, date and
 545    # key ID
 546    def Check(self,Sig):
 547       if Sig[0] == None or Sig[1] == None or Sig[2] == None:
 548          return "Invalid signature";
 549       if int(Sig[1]) > time.time() + self.FutureCutOff:
 550          return "Signature has a time too far in the future";
 551       if self.DB.has_key(Sig[0] + '-' + Sig[2]):
 552          return "Signature has already been received";
 553       if int(Sig[1]) < time.time() - self.AgeCutOff:
 554          return "Signature has passed the age cut off ";
 555       # + str(int(Sig[1])) + ',' + str(time.time()) + "," + str(Sig);
 556       return None;
 557
 558    # Add a signature, the sig is the same as is given to Check
 559    def Add(self,Sig):
 560       if Sig[0] == None or Sig[1] == None:
 561          raise RuntimeError,"Invalid signature";
 562       if Sig[1] < time.time() - self.CleanCutOff:
 563          return;
 564       Key = Sig[0] + '-' + Sig[2]
 565       if self.DB.has_key(Key):
 566          if int(self.DB[Key]) < Sig[1]:
 567             self.DB[Key] = str(int(Sig[1]));
 568       else:
 569          self.DB[Key] = str(int(Sig[1]));
 570