src/scalarproduct/gnunet-service-scalarproduct-ecc_alice.c

   1 /*
   2      This file is part of GNUnet.
   3      Copyright (C) 2013-2015 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., 51 Franklin Street, Fifth Floor,
  18      Boston, MA 02110-1301, USA.
  19  */
  20 /**
  21  * @file scalarproduct/gnunet-service-scalarproduct-ecc_alice.c
  22  * @brief scalarproduct service implementation
  23  * @author Christian M. Fuchs
  24  * @author Christian Grothoff
  25  */
  26 #include "platform.h"
  27 #include <limits.h>
  28 #include <gcrypt.h>
  29 #include "gnunet_util_lib.h"
  30 #include "gnunet_core_service.h"
  31 #include "gnunet_cadet_service.h"
  32 #include "gnunet_applications.h"
  33 #include "gnunet_protocols.h"
  34 #include "gnunet_scalarproduct_service.h"
  35 #include "gnunet_set_service.h"
  36 #include "scalarproduct.h"
  37 #include "gnunet-service-scalarproduct-ecc.h"
  38
  39 #define LOG(kind,...) GNUNET_log_from (kind, "scalarproduct-alice", __VA_ARGS__)
  40
  41 /**
  42  * Maximum allowed result value for the scalarproduct computation.
  43  * DLOG will fail if the result is bigger.
  44  */
  45 #define MAX_RESULT (1024 * 1024)
  46
  47 /**
  48  * An encrypted element key-value pair.
  49  */
  50 struct MpiElement
  51 {
  52   /**
  53    * Key used to identify matching pairs of values to multiply.
  54    * Points into an existing data structure, to avoid copying
  55    * and doubling memory use.
  56    */
  57   const struct GNUNET_HashCode *key;
  58
  59   /**
  60    * a_i value, not disclosed to Bob.
  61    */
  62   gcry_mpi_t value;
  63
  64 };
  65
  66
  67 /**
  68  * A scalarproduct session which tracks
  69  * a request form the client to our final response.
  70  */
  71 struct AliceServiceSession
  72 {
  73
  74   /**
  75    * (hopefully) unique transaction ID
  76    */
  77   struct GNUNET_HashCode session_id;
  78
  79   /**
  80    * Alice or Bob's peerID
  81    */
  82   struct GNUNET_PeerIdentity peer;
  83
  84   /**
  85    * The client this request is related to.
  86    */
  87   struct GNUNET_SERVER_Client *client;
  88
  89   /**
  90    * The message queue for the client.
  91    */
  92   struct GNUNET_MQ_Handle *client_mq;
  93
  94   /**
  95    * The message queue for CADET.
  96    */
  97   struct GNUNET_MQ_Handle *cadet_mq;
  98
  99   /**
 100    * all non-0-value'd elements transmitted to us.
 101    * Values are of type `struct GNUNET_SCALARPRODUCT_Element *`
 102    */
 103   struct GNUNET_CONTAINER_MultiHashMap *intersected_elements;
 104
 105   /**
 106    * Set of elements for which will conduction an intersection.
 107    * the resulting elements are then used for computing the scalar product.
 108    */
 109   struct GNUNET_SET_Handle *intersection_set;
 110
 111   /**
 112    * Set of elements for which will conduction an intersection.
 113    * the resulting elements are then used for computing the scalar product.
 114    */
 115   struct GNUNET_SET_OperationHandle *intersection_op;
 116
 117   /**
 118    * Handle to Alice's Intersection operation listening for Bob
 119    */
 120   struct GNUNET_SET_ListenHandle *intersection_listen;
 121
 122   /**
 123    * channel-handle associated with our cadet handle
 124    */
 125   struct GNUNET_CADET_Channel *channel;
 126
 127   /**
 128    * a(Alice), sorted array by key of length @e used_element_count.
 129    */
 130   struct MpiElement *sorted_elements;
 131
 132   /**
 133    * The computed scalar
 134    */
 135   gcry_mpi_t product;
 136
 137   /**
 138    * How many elements we were supplied with from the client (total
 139    * count before intersection).
 140    */
 141   uint32_t total;
 142
 143   /**
 144    * How many elements actually are used for the scalar product.
 145    * Size of the arrays in @e r and @e r_prime.  Sometimes also
 146    * reset to 0 and used as a counter!
 147    */
 148   uint32_t used_element_count;
 149
 150   /**
 151    * Already transferred elements from client to us.
 152    * Less or equal than @e total.
 153    */
 154   uint32_t client_received_element_count;
 155
 156   /**
 157    * State of this session.   In
 158    * #GNUNET_SCALARPRODUCT_STATUS_ACTIVE while operation is
 159    * ongoing, afterwards in #GNUNET_SCALARPRODUCT_STATUS_SUCCESS or
 160    * #GNUNET_SCALARPRODUCT_STATUS_FAILURE.
 161    */
 162   enum GNUNET_SCALARPRODUCT_ResponseStatus status;
 163
 164   /**
 165    * Flag to prevent recursive calls to #destroy_service_session() from
 166    * doing harm.
 167    */
 168   int in_destroy;
 169
 170 };
 171
 172
 173 /**
 174  * GNUnet configuration handle
 175  */
 176 static const struct GNUNET_CONFIGURATION_Handle *cfg;
 177
 178 /**
 179  * Context for DLOG operations on a curve.
 180  */
 181 static struct GNUNET_CRYPTO_EccDlogContext *edc;
 182
 183 /**
 184  * Alice's private key ('a').
 185  */
 186 static gcry_mpi_t my_privkey;
 187
 188 /**
 189  * Inverse of Alice's private key ('a_inv').
 190  */
 191 static gcry_mpi_t my_privkey_inv;
 192
 193 /**
 194  * Handle to the CADET service.
 195  */
 196 static struct GNUNET_CADET_Handle *my_cadet;
 197
 198
 199 /**
 200  * Iterator called to free elements.
 201  *
 202  * @param cls the `struct AliceServiceSession *` (unused)
 203  * @param key the key (unused)
 204  * @param value value to free
 205  * @return #GNUNET_OK (continue to iterate)
 206  */
 207 static int
 208 free_element_cb (void *cls,
 209                  const struct GNUNET_HashCode *key,
 210                  void *value)
 211 {
 212   struct GNUNET_SCALARPRODUCT_Element *e = value;
 213
 214   GNUNET_free (e);
 215   return GNUNET_OK;
 216 }
 217
 218
 219 /**
 220  * Destroy session state, we are done with it.
 221  *
 222  * @param s the session to free elements from
 223  */
 224 static void
 225 destroy_service_session (struct AliceServiceSession *s)
 226 {
 227   unsigned int i;
 228
 229   if (GNUNET_YES == s->in_destroy)
 230     return;
 231   s->in_destroy = GNUNET_YES;
 232   if (NULL != s->client_mq)
 233   {
 234     GNUNET_MQ_destroy (s->client_mq);
 235     s->client_mq = NULL;
 236   }
 237   if (NULL != s->cadet_mq)
 238   {
 239     GNUNET_MQ_destroy (s->cadet_mq);
 240     s->cadet_mq = NULL;
 241   }
 242   if (NULL != s->client)
 243   {
 244     GNUNET_SERVER_client_set_user_context (s->client,
 245                                            NULL);
 246     GNUNET_SERVER_client_disconnect (s->client);
 247     s->client = NULL;
 248   }
 249   if (NULL != s->channel)
 250   {
 251     GNUNET_CADET_channel_destroy (s->channel);
 252     s->channel = NULL;
 253   }
 254   if (NULL != s->intersected_elements)
 255   {
 256     GNUNET_CONTAINER_multihashmap_iterate (s->intersected_elements,
 257                                            &free_element_cb,
 258                                            s);
 259     GNUNET_CONTAINER_multihashmap_destroy (s->intersected_elements);
 260     s->intersected_elements = NULL;
 261   }
 262   if (NULL != s->intersection_listen)
 263   {
 264     GNUNET_SET_listen_cancel (s->intersection_listen);
 265     s->intersection_listen = NULL;
 266   }
 267   if (NULL != s->intersection_op)
 268   {
 269     GNUNET_SET_operation_cancel (s->intersection_op);
 270     s->intersection_op = NULL;
 271   }
 272   if (NULL != s->intersection_set)
 273   {
 274     GNUNET_SET_destroy (s->intersection_set);
 275     s->intersection_set = NULL;
 276   }
 277   if (NULL != s->sorted_elements)
 278   {
 279     for (i=0;i<s->used_element_count;i++)
 280       gcry_mpi_release (s->sorted_elements[i].value);
 281     GNUNET_free (s->sorted_elements);
 282     s->sorted_elements = NULL;
 283   }
 284   if (NULL != s->product)
 285   {
 286     gcry_mpi_release (s->product);
 287     s->product = NULL;
 288   }
 289   GNUNET_free (s);
 290 }
 291
 292
 293 /**
 294  * Notify the client that the session has failed.  A message gets sent
 295  * to Alice's client if we encountered any error.
 296  *
 297  * @param session the associated client session to fail or succeed
 298  */
 299 static void
 300 prepare_client_end_notification (struct AliceServiceSession *session)
 301 {
 302   struct ClientResponseMessage *msg;
 303   struct GNUNET_MQ_Envelope *e;
 304
 305   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 306               "Sending session-end notification with status %d to client for session %s\n",
 307               session->status,
 308               GNUNET_h2s (&session->session_id));
 309   e = GNUNET_MQ_msg (msg,
 310                      GNUNET_MESSAGE_TYPE_SCALARPRODUCT_RESULT);
 311   msg->product_length = htonl (0);
 312   msg->status = htonl (session->status);
 313   GNUNET_MQ_send (session->client_mq,
 314                   e);
 315 }
 316
 317
 318 /**
 319  * Prepare the final (positive) response we will send to Alice's
 320  * client.
 321  *
 322  * @param s the session associated with our client.
 323  */
 324 static void
 325 transmit_client_response (struct AliceServiceSession *s)
 326 {
 327   struct ClientResponseMessage *msg;
 328   struct GNUNET_MQ_Envelope *e;
 329   unsigned char *product_exported = NULL;
 330   size_t product_length = 0;
 331   int32_t range;
 332   gcry_error_t rc;
 333   int sign;
 334   gcry_mpi_t value;
 335
 336   if (NULL == s->product)
 337   {
 338     GNUNET_break (0);
 339     prepare_client_end_notification (s);
 340     return;
 341   }
 342   value = gcry_mpi_new (0);
 343   sign = gcry_mpi_cmp_ui (s->product, 0);
 344   if (0 > sign)
 345   {
 346     range = -1;
 347     gcry_mpi_sub (value,
 348                   value,
 349                   s->product);
 350   }
 351   else if (0 < sign)
 352   {
 353     range = 1;
 354     gcry_mpi_add (value, value, s->product);
 355   }
 356   else
 357   {
 358     /* result is exactly zero */
 359     range = 0;
 360   }
 361   gcry_mpi_release (s->product);
 362   s->product = NULL;
 363
 364   if ( (0 != range) &&
 365        (0 != (rc = gcry_mpi_aprint (GCRYMPI_FMT_STD,
 366                                     &product_exported,
 367                                     &product_length,
 368                                     value))))
 369   {
 370     LOG_GCRY (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
 371               "gcry_mpi_scan",
 372               rc);
 373     prepare_client_end_notification (s);
 374     return;
 375   }
 376   gcry_mpi_release (value);
 377   e = GNUNET_MQ_msg_extra (msg,
 378                            product_length,
 379                            GNUNET_MESSAGE_TYPE_SCALARPRODUCT_RESULT);
 380   msg->status = htonl (GNUNET_SCALARPRODUCT_STATUS_SUCCESS);
 381   msg->range = htonl (range);
 382   msg->product_length = htonl (product_length);
 383   if (NULL != product_exported)
 384   {
 385     memcpy (&msg[1],
 386             product_exported,
 387             product_length);
 388     GNUNET_free (product_exported);
 389   }
 390   GNUNET_MQ_send (s->client_mq,
 391                   e);
 392   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 393               "Sent result to client, session %s has ended!\n",
 394               GNUNET_h2s (&s->session_id));
 395 }
 396
 397
 398
 399 /**
 400  * Function called whenever a channel is destroyed.  Should clean up
 401  * any associated state.
 402  *
 403  * It must NOT call #GNUNET_CADET_channel_destroy() on the channel.
 404  *
 405  * @param cls closure (set from #GNUNET_CADET_connect())
 406  * @param channel connection to the other end (henceforth invalid)
 407  * @param channel_ctx place where local state associated
 408  *                   with the channel is stored
 409  */
 410 static void
 411 cb_channel_destruction (void *cls,
 412                         const struct GNUNET_CADET_Channel *channel,
 413                         void *channel_ctx)
 414 {
 415   struct AliceServiceSession *s = channel_ctx;
 416
 417   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 418               "Peer disconnected, terminating session %s with peer %s\n",
 419               GNUNET_h2s (&s->session_id),
 420               GNUNET_i2s (&s->peer));
 421   if (NULL != s->cadet_mq)
 422   {
 423     GNUNET_MQ_destroy (s->cadet_mq);
 424     s->cadet_mq = NULL;
 425   }
 426   s->channel = NULL;
 427   if (GNUNET_SCALARPRODUCT_STATUS_ACTIVE == s->status)
 428   {
 429     /* We didn't get an answer yet, fail with error */
 430     s->status = GNUNET_SCALARPRODUCT_STATUS_FAILURE;
 431     prepare_client_end_notification (s);
 432   }
 433 }
 434
 435
 436 /**
 437  * Compute our scalar product, done by Alice
 438  *
 439  * @param session the session associated with this computation
 440  * @param prod_g_i_b_i value from Bob
 441  * @param prod_h_i_b_i value from Bob
 442  * @return product as MPI, never NULL
 443  */
 444 static gcry_mpi_t
 445 compute_scalar_product (struct AliceServiceSession *session,
 446                         gcry_mpi_point_t prod_g_i_b_i,
 447                         gcry_mpi_point_t prod_h_i_b_i)
 448 {
 449   gcry_mpi_point_t g_i_b_i_a_inv;
 450   gcry_mpi_point_t g_ai_bi;
 451   int ai_bi;
 452   gcry_mpi_t ret;
 453
 454   g_i_b_i_a_inv = GNUNET_CRYPTO_ecc_pmul_mpi (edc,
 455                                               prod_g_i_b_i,
 456                                               my_privkey_inv);
 457   g_ai_bi = GNUNET_CRYPTO_ecc_add (edc,
 458                                    g_i_b_i_a_inv,
 459                                    prod_h_i_b_i);
 460   gcry_mpi_point_release (g_i_b_i_a_inv);
 461   ai_bi = GNUNET_CRYPTO_ecc_dlog (edc,
 462                                   g_ai_bi);
 463   gcry_mpi_point_release (g_ai_bi);
 464   if (MAX_RESULT == ai_bi)
 465   {
 466     /* result too big */
 467     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
 468                 "Scalar product result out of range\n");
 469     return NULL;
 470   }
 471   ret = gcry_mpi_new (0);
 472   gcry_mpi_set_ui (ret, ai_bi);
 473   return ret;
 474 }
 475
 476
 477 /**
 478  * Handle a response we got from another service we wanted to
 479  * calculate a scalarproduct with.
 480  *
 481  * @param cls closure (set from #GNUNET_CADET_connect)
 482  * @param channel connection to the other end
 483  * @param channel_ctx place to store local state associated with the channel
 484  * @param message the actual message
 485  * @return #GNUNET_OK to keep the connection open,
 486  *         #GNUNET_SYSERR to close it (we are done)
 487  */
 488 static int
 489 handle_bobs_cryptodata_message (void *cls,
 490                                 struct GNUNET_CADET_Channel *channel,
 491                                 void **channel_ctx,
 492                                 const struct GNUNET_MessageHeader *message)
 493 {
 494   struct AliceServiceSession *s = *channel_ctx;
 495   const struct EccBobCryptodataMessage *msg;
 496   uint32_t contained;
 497   uint16_t msg_size;
 498   gcry_mpi_point_t prod_g_i_b_i;
 499   gcry_mpi_point_t prod_h_i_b_i;
 500
 501   if (NULL == s)
 502   {
 503     GNUNET_break_op (0);
 504     return GNUNET_SYSERR;
 505   }
 506   msg_size = ntohs (message->size);
 507   if (sizeof (struct EccBobCryptodataMessage) > msg_size)
 508   {
 509     GNUNET_break_op (0);
 510     return GNUNET_SYSERR;
 511   }
 512   msg = (const struct EccBobCryptodataMessage *) message;
 513   contained = ntohl (msg->contained_element_count);
 514   if (2 != contained)
 515   {
 516     GNUNET_break_op (0);
 517     return GNUNET_SYSERR;
 518   }
 519   if (NULL == s->sorted_elements)
 520   {
 521     /* we're not ready yet, how can Bob be? */
 522     GNUNET_break_op (0);
 523     return GNUNET_SYSERR;
 524   }
 525   if (s->total != s->client_received_element_count)
 526   {
 527     /* we're not ready yet, how can Bob be? */
 528     GNUNET_break_op (0);
 529     return GNUNET_SYSERR;
 530   }
 531   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 532               "Received %u crypto values from Bob\n",
 533               (unsigned int) contained);
 534   GNUNET_CADET_receive_done (s->channel);
 535   prod_g_i_b_i = GNUNET_CRYPTO_ecc_bin_to_point (edc,
 536                                                  &msg->prod_g_i_b_i);
 537   prod_h_i_b_i = GNUNET_CRYPTO_ecc_bin_to_point (edc,
 538                                                  &msg->prod_h_i_b_i);
 539   s->product = compute_scalar_product (s,
 540                                        prod_g_i_b_i,
 541                                        prod_h_i_b_i);
 542   gcry_mpi_point_release (prod_g_i_b_i);
 543   gcry_mpi_point_release (prod_h_i_b_i);
 544   transmit_client_response (s);
 545   return GNUNET_OK;
 546 }
 547
 548
 549 /**
 550  * Iterator to copy over messages from the hash map
 551  * into an array for sorting.
 552  *
 553  * @param cls the `struct AliceServiceSession *`
 554  * @param key the key (unused)
 555  * @param value the `struct GNUNET_SCALARPRODUCT_Element *`
 556  */
 557 static int
 558 copy_element_cb (void *cls,
 559                  const struct GNUNET_HashCode *key,
 560                  void *value)
 561 {
 562   struct AliceServiceSession *s = cls;
 563   struct GNUNET_SCALARPRODUCT_Element *e = value;
 564   gcry_mpi_t mval;
 565   int64_t val;
 566
 567   mval = gcry_mpi_new (0);
 568   val = (int64_t) GNUNET_ntohll (e->value);
 569   if (0 > val)
 570     gcry_mpi_sub_ui (mval, mval, -val);
 571   else
 572     gcry_mpi_add_ui (mval, mval, val);
 573   s->sorted_elements [s->used_element_count].value = mval;
 574   s->sorted_elements [s->used_element_count].key = &e->key;
 575   s->used_element_count++;
 576   return GNUNET_OK;
 577 }
 578
 579
 580 /**
 581  * Compare two `struct MpiValue`s by key for sorting.
 582  *
 583  * @param a pointer to first `struct MpiValue *`
 584  * @param b pointer to first `struct MpiValue *`
 585  * @return -1 for a < b, 0 for a=b, 1 for a > b.
 586  */
 587 static int
 588 element_cmp (const void *a,
 589              const void *b)
 590 {
 591   const struct MpiElement *ma = a;
 592   const struct MpiElement *mb = b;
 593
 594   return GNUNET_CRYPTO_hash_cmp (ma->key,
 595                                  mb->key);
 596 }
 597
 598
 599 /**
 600  * Maximum number of elements we can put into a single cryptodata
 601  * message
 602  */
 603 #define ELEMENT_CAPACITY ((GNUNET_CONSTANTS_MAX_CADET_MESSAGE_SIZE - 1 - sizeof (struct EccAliceCryptodataMessage)) / sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPoint))
 604
 605
 606 /**
 607  * Send the cryptographic data from Alice to Bob.
 608  * Does nothing if we already transferred all elements.
 609  *
 610  * @param s the associated service session
 611  */
 612 static void
 613 send_alices_cryptodata_message (struct AliceServiceSession *s)
 614 {
 615   struct EccAliceCryptodataMessage *msg;
 616   struct GNUNET_MQ_Envelope *e;
 617   struct GNUNET_CRYPTO_EccPoint *payload;
 618   gcry_mpi_t r_ia;
 619   gcry_mpi_t r_ia_ai;
 620   unsigned int i;
 621   unsigned int off;
 622   unsigned int todo_count;
 623
 624   s->sorted_elements
 625     = GNUNET_malloc (GNUNET_CONTAINER_multihashmap_size (s->intersected_elements) *
 626                      sizeof (struct MpiElement));
 627   s->used_element_count = 0;
 628   GNUNET_CONTAINER_multihashmap_iterate (s->intersected_elements,
 629                                          &copy_element_cb,
 630                                          s);
 631   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 632        "Finished intersection, %d items remain\n",
 633        s->used_element_count);
 634   qsort (s->sorted_elements,
 635          s->used_element_count,
 636          sizeof (struct MpiElement),
 637          &element_cmp);
 638   off = 0;
 639   while (off < s->used_element_count)
 640   {
 641     todo_count = s->used_element_count - off;
 642     if (todo_count > ELEMENT_CAPACITY)
 643       todo_count = ELEMENT_CAPACITY;
 644     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 645                 "Sending %u/%u crypto values to Bob\n",
 646                 (unsigned int) todo_count,
 647                 (unsigned int) s->used_element_count);
 648
 649     e = GNUNET_MQ_msg_extra (msg,
 650                              todo_count * 2 * sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPoint),
 651                              GNUNET_MESSAGE_TYPE_SCALARPRODUCT_ECC_ALICE_CRYPTODATA);
 652     msg->contained_element_count = htonl (todo_count);
 653     payload = (struct GNUNET_CRYPTO_EccPoint *) &msg[1];
 654     r_ia = gcry_mpi_new (0);
 655     r_ia_ai = gcry_mpi_new (0);
 656     for (i = off; i < off + todo_count; i++)
 657     {
 658       gcry_mpi_t r_i;
 659       gcry_mpi_point_t g_i;
 660       gcry_mpi_point_t h_i;
 661
 662       r_i = GNUNET_CRYPTO_ecc_random_mod_n (edc);
 663       g_i = GNUNET_CRYPTO_ecc_dexp_mpi (edc,
 664                                         r_i);
 665       /* r_ia = r_i * a */
 666       gcry_mpi_mul (r_i,
 667                     my_privkey,
 668                     r_ia);
 669       gcry_mpi_release (r_i);
 670       /* r_ia_ai = r_ia + a_i */
 671       gcry_mpi_add (r_ia_ai,
 672                     s->sorted_elements[i].value,
 673                     r_ia);
 674       h_i = GNUNET_CRYPTO_ecc_dexp_mpi (edc,
 675                                         r_ia_ai);
 676       GNUNET_CRYPTO_ecc_point_to_bin (edc,
 677                                       g_i,
 678                                       &payload[(i - off) * 2]);
 679       GNUNET_CRYPTO_ecc_point_to_bin (edc,
 680                                       h_i,
 681                                       &payload[(i - off) * 2 + 1]);
 682       gcry_mpi_point_release (g_i);
 683       gcry_mpi_point_release (h_i);
 684     }
 685     gcry_mpi_release (r_ia);
 686     gcry_mpi_release (r_ia_ai);
 687     off += todo_count;
 688     GNUNET_MQ_send (s->cadet_mq,
 689                     e);
 690   }
 691 }
 692
 693
 694 /**
 695  * Callback for set operation results. Called for each element
 696  * that should be removed from the result set, and then once
 697  * to indicate that the set intersection operation is done.
 698  *
 699  * @param cls closure with the `struct AliceServiceSession`
 700  * @param element a result element, only valid if status is #GNUNET_SET_STATUS_OK
 701  * @param status what has happened with the set intersection?
 702  */
 703 static void
 704 cb_intersection_element_removed (void *cls,
 705                                  const struct GNUNET_SET_Element *element,
 706                                  enum GNUNET_SET_Status status)
 707 {
 708   struct AliceServiceSession *s = cls;
 709   struct GNUNET_SCALARPRODUCT_Element *se;
 710
 711   switch (status)
 712   {
 713   case GNUNET_SET_STATUS_OK:
 714     /* this element has been removed from the set */
 715     se = GNUNET_CONTAINER_multihashmap_get (s->intersected_elements,
 716                                             element->data);
 717     GNUNET_assert (NULL != se);
 718     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 719          "Intersection removed element with key %s and value %lld\n",
 720          GNUNET_h2s (&se->key),
 721          (long long) GNUNET_ntohll (se->value));
 722     GNUNET_assert (GNUNET_YES ==
 723                    GNUNET_CONTAINER_multihashmap_remove (s->intersected_elements,
 724                                                          element->data,
 725                                                          se));
 726     GNUNET_free (se);
 727     return;
 728   case GNUNET_SET_STATUS_DONE:
 729     s->intersection_op = NULL;
 730     if (NULL != s->intersection_set)
 731     {
 732       GNUNET_SET_destroy (s->intersection_set);
 733       s->intersection_set = NULL;
 734     }
 735     send_alices_cryptodata_message (s);
 736     return;
 737   case GNUNET_SET_STATUS_HALF_DONE:
 738     /* unexpected for intersection */
 739     GNUNET_break (0);
 740     return;
 741   case GNUNET_SET_STATUS_FAILURE:
 742     /* unhandled status code */
 743     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 744          "Set intersection failed!\n");
 745     if (NULL != s->intersection_listen)
 746     {
 747       GNUNET_SET_listen_cancel (s->intersection_listen);
 748       s->intersection_listen = NULL;
 749     }
 750     s->intersection_op = NULL;
 751     if (NULL != s->intersection_set)
 752     {
 753       GNUNET_SET_destroy (s->intersection_set);
 754       s->intersection_set = NULL;
 755     }
 756     s->status = GNUNET_SCALARPRODUCT_STATUS_FAILURE;
 757     prepare_client_end_notification (s);
 758     return;
 759   default:
 760     GNUNET_break (0);
 761     return;
 762   }
 763 }
 764
 765
 766 /**
 767  * Called when another peer wants to do a set operation with the
 768  * local peer. If a listen error occurs, the @a request is NULL.
 769  *
 770  * @param cls closure with the `struct AliceServiceSession *`
 771  * @param other_peer the other peer
 772  * @param context_msg message with application specific information from
 773  *        the other peer
 774  * @param request request from the other peer (never NULL), use GNUNET_SET_accept()
 775  *        to accept it, otherwise the request will be refused
 776  *        Note that we can't just return value from the listen callback,
 777  *        as it is also necessary to specify the set we want to do the
 778  *        operation with, whith sometimes can be derived from the context
 779  *        message. It's necessary to specify the timeout.
 780  */
 781 static void
 782 cb_intersection_request_alice (void *cls,
 783                                const struct GNUNET_PeerIdentity *other_peer,
 784                                const struct GNUNET_MessageHeader *context_msg,
 785                                struct GNUNET_SET_Request *request)
 786 {
 787   struct AliceServiceSession *s = cls;
 788
 789   if (0 != memcmp (other_peer,
 790                    &s->peer,
 791                    sizeof (struct GNUNET_PeerIdentity)))
 792   {
 793     GNUNET_break_op (0);
 794     return;
 795   }
 796   s->intersection_op
 797     = GNUNET_SET_accept (request,
 798                          GNUNET_SET_RESULT_REMOVED,
 799                          &cb_intersection_element_removed,
 800                          s);
 801   if (NULL == s->intersection_op)
 802   {
 803     GNUNET_break (0);
 804     s->status = GNUNET_SCALARPRODUCT_STATUS_FAILURE;
 805     prepare_client_end_notification (s);
 806     return;
 807   }
 808   if (GNUNET_OK !=
 809       GNUNET_SET_commit (s->intersection_op,
 810                          s->intersection_set))
 811   {
 812     GNUNET_break (0);
 813     s->status = GNUNET_SCALARPRODUCT_STATUS_FAILURE;
 814     prepare_client_end_notification (s);
 815     return;
 816   }
 817   GNUNET_SET_destroy (s->intersection_set);
 818   s->intersection_set = NULL;
 819   GNUNET_SET_listen_cancel (s->intersection_listen);
 820   s->intersection_listen = NULL;
 821 }
 822
 823
 824 /**
 825  * Our client has finished sending us its multipart message.
 826  *
 827  * @param session the service session context
 828  */
 829 static void
 830 client_request_complete_alice (struct AliceServiceSession *s)
 831 {
 832   struct EccServiceRequestMessage *msg;
 833   struct GNUNET_MQ_Envelope *e;
 834
 835   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 836               "Creating new channel for session with key %s.\n",
 837               GNUNET_h2s (&s->session_id));
 838   s->channel
 839     = GNUNET_CADET_channel_create (my_cadet,
 840                                    s,
 841                                    &s->peer,
 842                                    GNUNET_APPLICATION_TYPE_SCALARPRODUCT_ECC,
 843                                    GNUNET_CADET_OPTION_RELIABLE);
 844   if (NULL == s->channel)
 845   {
 846     s->status = GNUNET_SCALARPRODUCT_STATUS_FAILURE;
 847     prepare_client_end_notification (s);
 848     return;
 849   }
 850   s->cadet_mq = GNUNET_CADET_mq_create (s->channel);
 851   s->intersection_listen
 852     = GNUNET_SET_listen (cfg,
 853                          GNUNET_SET_OPERATION_INTERSECTION,
 854                          &s->session_id,
 855                          &cb_intersection_request_alice,
 856                          s);
 857   if (NULL == s->intersection_listen)
 858   {
 859     s->status = GNUNET_SCALARPRODUCT_STATUS_FAILURE;
 860     GNUNET_CADET_channel_destroy (s->channel);
 861     s->channel = NULL;
 862     prepare_client_end_notification (s);
 863     return;
 864   }
 865
 866   e = GNUNET_MQ_msg (msg,
 867                      GNUNET_MESSAGE_TYPE_SCALARPRODUCT_ECC_SESSION_INITIALIZATION);
 868   msg->session_id = s->session_id;
 869   GNUNET_MQ_send (s->cadet_mq,
 870                   e);
 871 }
 872
 873
 874 /**
 875  * We're receiving additional set data. Add it to our
 876  * set and if we are done, initiate the transaction.
 877  *
 878  * @param cls closure
 879  * @param client identification of the client
 880  * @param message the actual message
 881  */
 882 static void
 883 GSS_handle_alice_client_message_multipart (void *cls,
 884                                            struct GNUNET_SERVER_Client *client,
 885                                            const struct GNUNET_MessageHeader *message)
 886 {
 887   const struct ComputationBobCryptodataMultipartMessage * msg;
 888   struct AliceServiceSession *s;
 889   uint32_t contained_count;
 890   const struct GNUNET_SCALARPRODUCT_Element *elements;
 891   uint32_t i;
 892   uint16_t msize;
 893   struct GNUNET_SET_Element set_elem;
 894   struct GNUNET_SCALARPRODUCT_Element *elem;
 895
 896   s = GNUNET_SERVER_client_get_user_context (client,
 897                                              struct AliceServiceSession);
 898   if (NULL == s)
 899   {
 900     /* session needs to already exist */
 901     GNUNET_break (0);
 902     GNUNET_SERVER_receive_done (client,
 903                                 GNUNET_SYSERR);
 904     return;
 905   }
 906   msize = ntohs (message->size);
 907   if (msize < sizeof (struct ComputationBobCryptodataMultipartMessage))
 908   {
 909     GNUNET_break (0);
 910     GNUNET_SERVER_receive_done (client,
 911                                 GNUNET_SYSERR);
 912     return;
 913   }
 914   msg = (const struct ComputationBobCryptodataMultipartMessage *) message;
 915   contained_count = ntohl (msg->element_count_contained);
 916
 917   if ( (msize != (sizeof (struct ComputationBobCryptodataMultipartMessage) +
 918                   contained_count * sizeof (struct GNUNET_SCALARPRODUCT_Element))) ||
 919        (0 == contained_count) ||
 920        (s->total == s->client_received_element_count) ||
 921        (s->total < s->client_received_element_count + contained_count) )
 922   {
 923     GNUNET_break_op (0);
 924     GNUNET_SERVER_receive_done (client,
 925                                 GNUNET_SYSERR);
 926     return;
 927   }
 928   s->client_received_element_count += contained_count;
 929   elements = (const struct GNUNET_SCALARPRODUCT_Element *) &msg[1];
 930   for (i = 0; i < contained_count; i++)
 931   {
 932     elem = GNUNET_new (struct GNUNET_SCALARPRODUCT_Element);
 933     memcpy (elem,
 934             &elements[i],
 935             sizeof (struct GNUNET_SCALARPRODUCT_Element));
 936     if (GNUNET_SYSERR ==
 937         GNUNET_CONTAINER_multihashmap_put (s->intersected_elements,
 938                                            &elem->key,
 939                                            elem,
 940                                            GNUNET_CONTAINER_MULTIHASHMAPOPTION_UNIQUE_ONLY))
 941     {
 942       GNUNET_break (0);
 943       GNUNET_free (elem);
 944       continue;
 945     }
 946     set_elem.data = &elem->key;
 947     set_elem.size = sizeof (elem->key);
 948     set_elem.element_type = 0;
 949     GNUNET_SET_add_element (s->intersection_set,
 950                             &set_elem,
 951                             NULL, NULL);
 952     s->used_element_count++;
 953   }
 954   GNUNET_SERVER_receive_done (client,
 955                               GNUNET_OK);
 956   if (s->total != s->client_received_element_count)
 957   {
 958     /* more to come */
 959     return;
 960   }
 961   client_request_complete_alice (s);
 962 }
 963
 964
 965 /**
 966  * Handler for Alice's client request message.
 967  * We are doing request-initiation to compute a scalar product with a peer.
 968  *
 969  * @param cls closure
 970  * @param client identification of the client
 971  * @param message the actual message
 972  */
 973 static void
 974 GSS_handle_alice_client_message (void *cls,
 975                                  struct GNUNET_SERVER_Client *client,
 976                                  const struct GNUNET_MessageHeader *message)
 977 {
 978   const struct AliceComputationMessage *msg;
 979   struct AliceServiceSession *s;
 980   uint32_t contained_count;
 981   uint32_t total_count;
 982   const struct GNUNET_SCALARPRODUCT_Element *elements;
 983   uint32_t i;
 984   uint16_t msize;
 985   struct GNUNET_SET_Element set_elem;
 986   struct GNUNET_SCALARPRODUCT_Element *elem;
 987
 988   s = GNUNET_SERVER_client_get_user_context (client,
 989                                              struct AliceServiceSession);
 990   if (NULL != s)
 991   {
 992     /* only one concurrent session per client connection allowed,
 993        simplifies logic a lot... */
 994     GNUNET_break (0);
 995     GNUNET_SERVER_receive_done (client, GNUNET_SYSERR);
 996     return;
 997   }
 998   msize = ntohs (message->size);
 999   if (msize < sizeof (struct AliceComputationMessage))
1000   {
1001     GNUNET_break (0);
1002     GNUNET_SERVER_receive_done (client, GNUNET_SYSERR);
1003     return;
1004   }
1005   msg = (const struct AliceComputationMessage *) message;
1006   total_count = ntohl (msg->element_count_total);
1007   contained_count = ntohl (msg->element_count_contained);
1008   if ( (0 == total_count) ||
1009        (0 == contained_count) ||
1010        (msize != (sizeof (struct AliceComputationMessage) +
1011                   contained_count * sizeof (struct GNUNET_SCALARPRODUCT_Element))) )
1012   {
1013     GNUNET_break_op (0);
1014     GNUNET_SERVER_receive_done (client, GNUNET_SYSERR);
1015     return;
1016   }
1017
1018   s = GNUNET_new (struct AliceServiceSession);
1019   s->peer = msg->peer;
1020   s->status = GNUNET_SCALARPRODUCT_STATUS_ACTIVE;
1021   s->client = client;
1022   s->client_mq = GNUNET_MQ_queue_for_server_client (client);
1023   s->total = total_count;
1024   s->client_received_element_count = contained_count;
1025   s->session_id = msg->session_key;
1026   elements = (const struct GNUNET_SCALARPRODUCT_Element *) &msg[1];
1027   s->intersected_elements = GNUNET_CONTAINER_multihashmap_create (s->total,
1028                                                                   GNUNET_YES);
1029   s->intersection_set = GNUNET_SET_create (cfg,
1030                                            GNUNET_SET_OPERATION_INTERSECTION);
1031   for (i = 0; i < contained_count; i++)
1032   {
1033     if (0 == GNUNET_ntohll (elements[i].value))
1034       continue;
1035     elem = GNUNET_new (struct GNUNET_SCALARPRODUCT_Element);
1036     memcpy (elem,
1037             &elements[i],
1038             sizeof (struct GNUNET_SCALARPRODUCT_Element));
1039     if (GNUNET_SYSERR ==
1040         GNUNET_CONTAINER_multihashmap_put (s->intersected_elements,
1041                                            &elem->key,
1042                                            elem,
1043                                            GNUNET_CONTAINER_MULTIHASHMAPOPTION_UNIQUE_ONLY))
1044     {
1045       /* element with same key encountered twice! */
1046       GNUNET_break (0);
1047       GNUNET_free (elem);
1048       continue;
1049     }
1050     set_elem.data = &elem->key;
1051     set_elem.size = sizeof (elem->key);
1052     set_elem.element_type = 0;
1053     GNUNET_SET_add_element (s->intersection_set,
1054                             &set_elem,
1055                             NULL, NULL);
1056     s->used_element_count++;
1057   }
1058   GNUNET_SERVER_client_set_user_context (client,
1059                                          s);
1060   GNUNET_SERVER_receive_done (client,
1061                               GNUNET_OK);
1062   if (s->total != s->client_received_element_count)
1063   {
1064     /* wait for multipart msg */
1065     return;
1066   }
1067   client_request_complete_alice (s);
1068 }
1069
1070
1071 /**
1072  * Task run during shutdown.
1073  *
1074  * @param cls unused
1075  * @param tc unused
1076  */
1077 static void
1078 shutdown_task (void *cls,
1079                const struct GNUNET_SCHEDULER_TaskContext *tc)
1080 {
1081   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1082               "Shutting down, initiating cleanup.\n");
1083   // FIXME: we have to cut our connections to CADET first!
1084   if (NULL != my_cadet)
1085   {
1086     GNUNET_CADET_disconnect (my_cadet);
1087     my_cadet = NULL;
1088   }
1089   if (NULL != edc)
1090   {
1091     GNUNET_CRYPTO_ecc_dlog_release (edc);
1092     edc = NULL;
1093   }
1094 }
1095
1096
1097 /**
1098  * A client disconnected.
1099  *
1100  * Remove the associated session(s), release data structures
1101  * and cancel pending outgoing transmissions to the client.
1102  *
1103  * @param cls closure, NULL
1104  * @param client identification of the client
1105  */
1106 static void
1107 handle_client_disconnect (void *cls,
1108                           struct GNUNET_SERVER_Client *client)
1109 {
1110   struct AliceServiceSession *s;
1111
1112   if (NULL == client)
1113     return;
1114   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1115               "Client %p disconnected from us.\n",
1116               client);
1117   s = GNUNET_SERVER_client_get_user_context (client,
1118                                              struct AliceServiceSession);
1119   if (NULL == s)
1120     return;
1121   s->client = NULL;
1122   GNUNET_SERVER_client_set_user_context (client,
1123                                          NULL);
1124   destroy_service_session (s);
1125 }
1126
1127
1128 /**
1129  * Initialization of the program and message handlers
1130  *
1131  * @param cls closure
1132  * @param server the initialized server
1133  * @param c configuration to use
1134  */
1135 static void
1136 run (void *cls,
1137      struct GNUNET_SERVER_Handle *server,
1138      const struct GNUNET_CONFIGURATION_Handle *c)
1139 {
1140   static const struct GNUNET_CADET_MessageHandler cadet_handlers[] = {
1141     { &handle_bobs_cryptodata_message,
1142       GNUNET_MESSAGE_TYPE_SCALARPRODUCT_ECC_BOB_CRYPTODATA,
1143       0},
1144     { NULL, 0, 0}
1145   };
1146   static const struct GNUNET_SERVER_MessageHandler server_handlers[] = {
1147     { &GSS_handle_alice_client_message, NULL,
1148       GNUNET_MESSAGE_TYPE_SCALARPRODUCT_CLIENT_TO_ALICE,
1149       0},
1150     { &GSS_handle_alice_client_message_multipart, NULL,
1151       GNUNET_MESSAGE_TYPE_SCALARPRODUCT_CLIENT_MUTLIPART_ALICE,
1152       0},
1153     { NULL, NULL, 0, 0}
1154   };
1155
1156   cfg = c;
1157   edc = GNUNET_CRYPTO_ecc_dlog_prepare (MAX_RESULT /* max value */,
1158                                         1024 /* RAM */);
1159   /* Select a random 'a' value for Alice */
1160   GNUNET_CRYPTO_ecc_rnd_mpi (edc,
1161                              &my_privkey,
1162                              &my_privkey_inv);
1163   GNUNET_SERVER_add_handlers (server,
1164                               server_handlers);
1165   GNUNET_SERVER_disconnect_notify (server,
1166                                    &handle_client_disconnect,
1167                                    NULL);
1168   my_cadet = GNUNET_CADET_connect (cfg, NULL,
1169                                    NULL /* no incoming supported */,
1170                                    &cb_channel_destruction,
1171                                    cadet_handlers,
1172                                    NULL);
1173   if (NULL == my_cadet)
1174   {
1175     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
1176                 _("Connect to CADET failed\n"));
1177     GNUNET_SCHEDULER_shutdown ();
1178     return;
1179   }
1180   GNUNET_SCHEDULER_add_delayed (GNUNET_TIME_UNIT_FOREVER_REL,
1181                                 &shutdown_task,
1182                                 NULL);
1183
1184 }
1185
1186
1187 /**
1188  * The main function for the scalarproduct service.
1189  *
1190  * @param argc number of arguments from the command line
1191  * @param argv command line arguments
1192  * @return 0 ok, 1 on error
1193  */
1194 int
1195 main (int argc,
1196       char *const *argv)
1197 {
1198   return (GNUNET_OK ==
1199           GNUNET_SERVICE_run (argc, argv,
1200                               "scalarproduct-alice",
1201                               GNUNET_SERVICE_OPTION_NONE,
1202                               &run, NULL)) ? 0 : 1;
1203 }
1204
1205 /* end of gnunet-service-scalarproduct-ecc_alice.c */