src/include/gnunet_multicast_service.h

   1 /*
   2      This file is part of GNUnet.
   3      (C) 2012, 2013 Christian Grothoff (and other contributing authors)
   4
   5      GNUnet is free software; you can redistribute it and/or modify
   6      it under the terms of the GNU General Public License as published
   7      by the Free Software Foundation; either version 3, or (at your
   8      option) any later version.
   9
  10      GNUnet is distributed in the hope that it will be useful, but
  11      WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12      MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13      General Public License for more details.
  14
  15      You should have received a copy of the GNU General Public License
  16      along with GNUnet; see the file COPYING.  If not, write to the
  17      Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
  18      Boston, MA 02111-1307, USA.
  19 */
  20
  21 /**
  22  * @file include/gnunet_multicast_service.h
  23  * @brief multicast service; establish tunnels to distant peers
  24  * @author Christian Grothoff
  25  */
  26
  27 #ifndef GNUNET_MULTICAST_SERVICE_H
  28 #define GNUNET_MULTICAST_SERVICE_H
  29
  30 #ifdef __cplusplus
  31 extern "C"
  32 {
  33 #if 0                           /* keep Emacsens' auto-indent happy */
  34 }
  35 #endif
  36 #endif
  37
  38 #include "gnunet_util_lib.h"
  39 #include "gnunet_transport_service.h"
  40
  41 /**
  42  * Version number of GNUnet-multicast API.
  43  */
  44 #define GNUNET_MULTICAST_VERSION 0x00000000
  45
  46
  47 /**
  48  * Opaque handle for a multicast group member.
  49  */
  50 struct GNUNET_MULTICAST_Member;
  51
  52 /**
  53  * Handle for the origin of a multicast group.
  54  */
  55 struct GNUNET_MULTICAST_Origin;
  56
  57 /**
  58  * Group membership policies.
  59  */
  60 enum GNUNET_MULTICAST_JoinPolicy
  61 {
  62   /**
  63    * Anyone can join the group, without announcing his presence; all
  64    * messages are always public and can be distributed freely.  Joins
  65    * may be announced, but this is not required.
  66    */
  67   GNUNET_MULTICAST_JP_ANONYMOUS = 0,
  68
  69   /**
  70    * Origin must approve membership to the group, messages must only be
  71    * distributed to current group members.  This includes the group
  72    * state as well as transient messages.
  73    */
  74   GNUNET_MULTICAST_JP_PRIVATE = 1
  75
  76 #if IDEAS_FOR_FUTURE
  77   /**
  78    * Anyone can freely join the group (no approval required); however,
  79    * transient messages must only be distributed to current group
  80    * members, so the origin must still acknowledge that the member
  81    * joined before transient messages are delivered.  As approval is
  82    * guaranteed, the presistent group state can de synchronized freely
  83    * immediately, prior to origin confirmation
  84    */
  85   GNUNET_MULTICAST_JP_OPEN = 2
  86 #endif
  87
  88 };
  89
  90
  91 /**
  92  * Opaque handle to a replay request from the multicast service.
  93  */
  94 struct GNUNET_MULTICAST_ReplayHandle;
  95
  96
  97 /**
  98  * Functions with this signature are called whenever the multicast
  99  * service needs a message to be replayed.  Implementations of this
 100  * function MUST call 'GNUNET_MULTICAST_replay' ONCE (with a message
 101  * or an error); however, if the origin is destroyed or the group is
 102  * left, the replay handle must no longer be used.
 103  *
 104  * @param cls closure (set from GNUNET_MULTICAST_origin_start/join)
 105  * @param message_id which message should be replayed
 106  * @param rh handle to pass to message transmit function
 107  */
 108 typedef void (*GNUNET_MULTICAST_ReplayCallback) (void *cls,
 109                                                  uint64_t message_id,
 110                                                  struct GNUNET_MULTICAST_ReplayHandle *rh);
 111
 112
 113 /**
 114  * Possible error codes during replay.
 115  */
 116 enum GNUNET_MULTICAST_ReplayErrorCode
 117 {
 118
 119   /**
 120    * Everything is fine.
 121    */
 122   GNUNET_MULTICAST_REC_OK = 0,
 123
 124   /**
 125    * Message has been discarded (likely transient message that was too old).
 126    */
 127   GNUNET_MULTICAST_REC_TRANSIENT_LOST = 1,
 128
 129   /**
 130    * Message ID counter was larger than the highest counter this
 131    * replay function has ever encountered; thus it is likely the
 132    * origin never sent it and we're at the HEAD of the multicast
 133    * stream as far as this node is concerned.
 134    */
 135   GNUNET_MULTICAST_REC_PAST_HEAD = 2,
 136
 137   /**
 138    * Internal error (i.e. database error).  Try some other peer.
 139    */
 140   GNUNET_MULTICAST_REC_INTERNAL_ERROR = 3
 141
 142 };
 143
 144
 145 /**
 146  * Header of a multicast message.  This format is public as the replay
 147  * mechanism must replay messages using the same format.
 148  */
 149 struct GNUNET_MULTICAST_MessageHeader
 150 {
 151
 152   /**
 153    * Header for all multicast messages from the origin.
 154    */
 155   struct GNUNET_MessageHeader header;
 156
 157   /**
 158    * How many hops has this message taken since the origin?
 159    * (helpful to determine shortest paths to the origin for responses
 160    *  among honest peers; updated at each hop and thus not signed
 161    *  and not secure)
 162    */
 163   uint32_t hop_counter;
 164
 165   /**
 166    * ECC signature of the message.
 167    */
 168   struct GNUNET_CRYPTO_EccSignature signature;
 169
 170   /**
 171    * Signature of the multicast message.
 172    */
 173   struct GNUNET_CRYPTO_EccSignaturePurpose purpose;
 174
 175   /**
 176    * Number of the message, monotonically increasing.
 177    */
 178   uint64_t message_id;
 179
 180   /**
 181    * Counter that monotonically increases whenever a member
 182    * leaves the group.
 183    */
 184   uint64_t group_generation;
 185
 186   /**
 187    * Difference between the current message_id and the message_id of
 188    * the preceeding non-transient message.  Zero for transient
 189    * messages, UINT64_MAX for the first message, or any other message
 190    * creating a full state reset by the origin.  By subtracting
 191    * 'state_delta' from 'message_id', it is possible to calculate the
 192    * message ID of the preceeding non-transient message and thus
 193    * quickly traverse all state changes up to the last full state
 194    * reset by the origin.  This is useful as it allows joining clients
 195    * to quickly reassemble the state while skipping over transient
 196    * messages (and doing so without having to trust intermediaries to
 197    * do it right, as the indices in the chain are signed).  If the
 198    * state chain is getting too long, the origin can choose to
 199    * originate a state message with a state_delta of UINT64_MAX,
 200    * thereby starting a new chain.  The origin will then have to
 201    * re-create the full state with state update messages following the
 202    * state reset message.
 203    */
 204   uint64_t state_delta;
 205
 206   /**
 207    * Header for the message body.  Three message types are
 208    * specifically understood by multicast, namely "peer join", "peer
 209    * leave", and "group terminated".  Multicast will use those
 210    * messages to update its list of candidates for content
 211    * distribution.  All other message types are application-specific.
 212    */
 213   struct GNUNET_MessageHeader body;
 214
 215   /* followed by message body */
 216 };
 217
 218
 219 /**
 220  * Replay a message from the multicast group.
 221  *
 222  * @param rh replay handle identifying which replay operation was requested
 223  * @param msg replayed message, NULL if unknown/error
 224  * @param ec error code
 225  */
 226 void
 227 GNUNET_MULTICAST_replay (struct GNUNET_MULTICAST_ReplayHandle *rh,
 228                          const struct GNUNET_MULTICAST_MessageHeader *msg,
 229                          enum GNUNET_MULTICAST_ReplayErrorCode ec);
 230
 231
 232 /**
 233  * Method called whenever another peer wants to join or has left a
 234  * multicast group.
 235  *
 236  * @param cls closure
 237  * @param peer identity of the peer that wants to join or leave
 238  * @param is_joining GNUNET_YES if the peer wants to join, GNUNET_NO if the peer left
 239  * @return GNUNET_OK if joining is approved, GNUNET_SYSERR if it is disapproved;
 240  *         GNUNET_NO should be returned for peers leaving
 241  */
 242 typedef int (*GNUNET_MULTICAST_MembershipChangeCallback)(void *cls,
 243                                                          const struct GNUNET_PeerIdentity *peer,
 244                                                          int is_joining);
 245
 246
 247 /**
 248  * Method called to test if a member was in the group at a particular time.
 249  *
 250  * @param cls closure
 251  * @param peer identity of the peer that we want to test
 252  * @param message_id message ID for which we want to do the test
 253  * @param group_generation the generation of the group for which we want to do the test
 254  * @return GNUNET_YES if peer was a member, GNUNET_NO if peer was not a member,
 255  *         GNUNET_SYSERR if we cannot answer the membership test
 256  */
 257 typedef int (*GNUNET_MULTICAST_MembershipTestCallback)(void *cls,
 258                                                        const struct GNUNET_PeerIdentity *peer,
 259                                                        uint64_t message_id,
 260                                                        uint64_t group_generation);
 261
 262
 263 /**
 264  * Function called whenever a group member has transmitted a message
 265  * to the origin (other than joining or leaving).
 266  *
 267  * @param cls closure (set from GNUNET_MULTICAST_origin_start)
 268  * @param sender identity of the sender
 269  * @param response_id unique counter for the response from this sender to this origin
 270  * @param msg message to the origin
 271  */
 272 typedef void (*GNUNET_MULTICAST_ResponseCallback) (void *cls,
 273                                                    const struct GNUNET_PeerIdentity *sender,
 274                                                    uint64_t response_id,
 275                                                    const struct GNUNET_MessageHeader *msg);
 276
 277
 278 /**
 279  * Function called whenever a group member is receiving a message from
 280  * the origin.
 281  *
 282  * @param cls closure (set from GNUNET_MULTICAST_member_join)
 283  * @param msg message from the origin, NULL if the origin shut down
 284  *        (or we were kicked out, and we should thus call GNUNET_MULTICAST_member_leave next)
 285  */
 286 typedef void (*GNUNET_MULTICAST_MessageCallback) (void *cls,
 287                                                   const struct GNUNET_MULTICAST_MessageHeader *msg);
 288
 289
 290 /**
 291  * Start a multicast group.
 292  *
 293  * @param cfg configuration to use
 294  * @param cls closure for the various callbacks that follow
 295  * @param priv_key ECC key that will be used to sign messages for this
 296  *                 multicast session; public key is used to identify the
 297  *                 multicast group; FIXME: we'll likely want to use
 298  *                 NOT the p521 curve here, but a cheaper one in the future
 299  * @param join_policy what is the membership policy of the group?
 300  * @param replay_cb function that can be called to replay a message
 301  * @param test_cb function multicast can use to test group membership
 302  * @param join_cb function called to approve / disapprove joining of a peer
 303  * @param response_cb function called with messages from group members
 304  * @return handle for the origin, NULL on error
 305  */
 306 struct GNUNET_MULTICAST_Origin *
 307 GNUNET_MULTICAST_origin_start (const struct GNUNET_CONFIGURATION_Handle *cfg,
 308                                void *cls,
 309                                struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey *priv_key,
 310                                enum GNUNET_MULTICAST_JoinPolicy join_policy,
 311                                GNUNET_MULITCAST_ReplayCallback replay_cb,
 312                                GNUNET_MULITCAST_MembershipTestCallback test_cb,
 313                                GNUNET_MULTICAST_MembershipChangeCallback join_cb,
 314                                GNUNET_MULTICAST_ResponseCallback response_cb);
 315
 316
 317 /**
 318  * Send a message to the multicast group.
 319  *
 320  * @param origin handle to the multicast group
 321  * @param msg_body body of the message to transmit
 322  */
 323 void
 324 GNUNET_MULTICAST_origin_send_to_all (struct GNUNET_MULTICAST_Origin *origin,
 325                                      const struct GNUNET_MessageHeader *msg_body);
 326
 327
 328 /**
 329  * End a multicast group.
 330  *
 331  * @param origin multicast group to terminate
 332  */
 333 void
 334 GNUNET_MULTICAST_origin_end (struct GNUNET_MULTICAST_Origin *origin);
 335
 336
 337 /**
 338  * Join a multicast group.
 339  *
 340  * @param cfg configuration to use
 341  * @param cls closure for callbacks
 342  * @param pub_key ECC key that identifies the group
 343  * @param max_known_message_id largest known message ID to the replay service;
 344  *        all messages with IDs larger than this ID will be replayed if
 345  *        possible (lower IDs will be considered known and thus only
 346  *        be replayed upon explicit request)
 347  * @param max_known_state_message_id largest known message ID with a non-zero
 348  *                       value for the 'state_delta'; state messages with
 349  *        larger IDs than this value will be replayed with high priority
 350  *        (lower IDs will be considered known and thus only
 351  *        be replayed upon explicit request)
 352  * @param replay_cb function that can be called to replay messages
 353  *        this peer already knows from this group; NULL if this
 354  *        client is unable to support replay
 355  * @param test_cb function multicast can use to test group membership
 356  * @param message_cb function to be called for all messages we
 357  *        receive from the group, excluding those our replay_cb
 358  *        already has
 359  * FIXME: need some argument(s) to identify the joining member (key pair to
 360  *        bind user identity/pseudonym to peer identity, application-level
 361  *        message to origin, etc.)
 362  * @return handle for the member, NULL on error
 363  */
 364 struct GNUNET_MULTICAST_Member *
 365 GNUNET_MULTICAST_member_join (const struct GNUNET_CONFIGURATION_Handle *cfg,
 366                               void *cls,
 367                               struct GNUNET_CRYPTO_EccPublicKey *pub_key,
 368                               uint64_t max_known_message_id,
 369                               uint64_t max_known_state_message_id,
 370                               GNUNET_MULTICAST_ReplayCallback replay_cb,
 371                               GNUNET_MULITCAST_MembershipTestCallback test_cb,
 372                               GNUNET_MULTICAST_MessageCallback message_cb);
 373
 374
 375 /**
 376  * Request a message to be replayed.  Useful if messages below
 377  * the 'max_known_*_id's given when joining are needed and not
 378  * known to the client.
 379  *
 380  * @param member membership handle
 381  * @param message_id ID of a message that this client would like to see replayed
 382  */
 383 void
 384 GNUNET_MULTICAST_member_request_replay (struct GNUNET_MULTICAST_Member *member,
 385                                         uint64_t message_id);
 386
 387
 388 /**
 389  * Leave a mutlicast group.
 390  *
 391  * @param member membership handle
 392  */
 393 void
 394 GNUNET_MULTICAST_member_leave (struct GNUNET_MULTICAST_Member *member);
 395
 396
 397 /**
 398  * Send a message to the origin of the multicast group.  FIXME: how
 399  * will we do routing/flow-control of responses?
 400  *
 401  * @param member membership handle
 402  * @param msg message to send to the origin
 403  * FIXME: change to notify_transmit_ready-style to wait for ACKs...
 404  */
 405 void
 406 GNUNET_MULTICAST_member_respond_to_origin (struct GNUNET_MULTICAST_Member *member,
 407                                            const struct GNUNET_MessageHeader *msg);
 408
 409
 410
 411 #if 0                           /* keep Emacsens' auto-indent happy */
 412 {
 413 #endif
 414 #ifdef __cplusplus
 415 }
 416 #endif
 417
 418 /* ifndef GNUNET_MULTICAST_SERVICE_H */
 419 #endif
 420 /* end of gnunet_multicast_service.h */