doc/examples.rst

   1 Examples
   2 ========
   3
   4 .. contents::
   5
   6 Schema definition
   7 -----------------
   8
   9 Let's try to parse X.509 certificate. We have to define our structures
  10 based on ASN.1 schema descriptions.
  11
  12 .. list-table::
  13    :header-rows: 1
  14
  15    * - ASN.1 specification
  16      - pyderasn's code
  17    * - ::
  18
  19             Certificate  ::=  SEQUENCE  {
  20                 tbsCertificate       TBSCertificate,
  21                 signatureAlgorithm   AlgorithmIdentifier,
  22                 signatureValue       BIT STRING  }
  23      - ::
  24
  25             class Certificate(Sequence):
  26                 schema = (
  27                     ("tbsCertificate", TBSCertificate()),
  28                     ("signatureAlgorithm", AlgorithmIdentifier()),
  29                     ("signatureValue", BitString()),
  30                 )
  31    * - ::
  32
  33             AlgorithmIdentifier  ::=  SEQUENCE  {
  34                 algorithm    OBJECT IDENTIFIER,
  35                 parameters   ANY DEFINED BY algorithm OPTIONAL  }
  36      - ::
  37
  38             class AlgorithmIdentifier(Sequence):
  39                 schema = (
  40                     ("algorithm", ObjectIdentifier()),
  41                     ("parameters", Any(optional=True)),
  42                 )
  43    * - ::
  44
  45             TBSCertificate  ::=  SEQUENCE  {
  46                 version         [0]  EXPLICIT Version DEFAULT v1,
  47                 serialNumber         CertificateSerialNumber,
  48                 signature            AlgorithmIdentifier,
  49                 issuer               Name,
  50                 validity             Validity,
  51                 subject              Name,
  52                 subjectPublicKeyInfo SubjectPublicKeyInfo,
  53                 issuerUniqueID  [1]  IMPLICIT UniqueIdentifier OPTIONAL,
  54                 subjectUniqueID [2]  IMPLICIT UniqueIdentifier OPTIONAL,
  55                 extensions      [3]  EXPLICIT Extensions OPTIONAL  }
  56      - ::
  57
  58             class TBSCertificate(Sequence):
  59                 schema = (
  60                     ("version", Version(expl=tag_ctxc(0), default="v1")),
  61                     ("serialNumber", CertificateSerialNumber()),
  62                     ("signature", AlgorithmIdentifier()),
  63                     ("issuer", Name()),
  64                     ("validity", Validity()),
  65                     ("subject", Name()),
  66                     ("subjectPublicKeyInfo", SubjectPublicKeyInfo()),
  67                     ("issuerUniqueID", UniqueIdentifier(impl=tag_ctxp(1), optional=True)),
  68                     ("subjectUniqueID", UniqueIdentifier(impl=tag_ctxp(2), optional=True)),
  69                     ("extensions", Extensions(expl=tag_ctxc(3), optional=True)),
  70                 )
  71    * - ::
  72
  73             Version  ::=  INTEGER  {  v1(0), v2(1), v3(2)  }
  74      - ::
  75
  76             class Version(Integer):
  77                 schema = (("v1", 0), ("v2", 1), ("v3", 2))
  78    * - ::
  79
  80             CertificateSerialNumber  ::=  INTEGER
  81      - ::
  82
  83             class CertificateSerialNumber(Integer):
  84                 pass
  85    * - ::
  86
  87             Validity ::= SEQUENCE {
  88                 notBefore      Time,
  89                 notAfter       Time }
  90             Time ::= CHOICE {
  91                 utcTime        UTCTime,
  92                 generalTime    GeneralizedTime }
  93      - ::
  94
  95             class Validity(Sequence):
  96                 schema = (
  97                     ("notBefore", Time()),
  98                     ("notAfter", Time()),
  99                 )
 100             class Time(Choice):
 101                 schema = (
 102                     ("utcTime", UTCTime()),
 103                     ("generalTime", GeneralizedTime()),
 104                 )
 105    * - ::
 106
 107             SubjectPublicKeyInfo  ::=  SEQUENCE  {
 108                 algorithm            AlgorithmIdentifier,
 109                 subjectPublicKey     BIT STRING  }
 110      - ::
 111
 112             class SubjectPublicKeyInfo(Sequence):
 113                 schema = (
 114                     ("algorithm", AlgorithmIdentifier()),
 115                     ("subjectPublicKey", BitString()),
 116                 )
 117    * - ::
 118
 119             UniqueIdentifier  ::=  BIT STRING
 120      - ::
 121
 122             class UniqueIdentifier(BitString):
 123                 pass
 124    * - ::
 125
 126             Name ::= CHOICE { rdnSequence  RDNSequence }
 127
 128             RDNSequence ::= SEQUENCE OF RelativeDistinguishedName
 129
 130             RelativeDistinguishedName ::= SET SIZE (1..MAX) OF AttributeTypeAndValue
 131
 132             AttributeTypeAndValue ::= SEQUENCE { type AttributeType, value AttributeValue }
 133
 134             AttributeType ::= OBJECT IDENTIFIER
 135
 136             AttributeValue ::= ANY -- DEFINED BY AttributeType
 137      - ::
 138
 139             class Name(Choice):
 140                 schema = (("rdnSequence", RDNSequence()),)
 141             class RDNSequence(SequenceOf):
 142                 schema = RelativeDistinguishedName()
 143             class RelativeDistinguishedName(SetOf):
 144                 schema = AttributeTypeAndValue()
 145                 bounds = (1, float("+inf"))
 146             class AttributeTypeAndValue(Sequence):
 147                 schema = (
 148                     ("type", AttributeType()),
 149                     ("value", AttributeValue()),
 150                 )
 151             class AttributeType(ObjectIdentifier):
 152                 pass
 153             class AttributeValue(Any):
 154                 pass
 155    * - ::
 156
 157             Extensions ::=  SEQUENCE SIZE (1..MAX) OF Extension
 158
 159             Extension  ::=  SEQUENCE  {
 160                 extnID      OBJECT IDENTIFIER,
 161                 critical    BOOLEAN DEFAULT FALSE,
 162                 extnValue   OCTET STRING
 163                 }
 164      - ::
 165
 166             class Extensions(SequenceOf):
 167                 schema = Extension()
 168                 bounds = (1, float("+inf"))
 169             class Extension(Sequence):
 170                 schema = (
 171                     ("extnID", ObjectIdentifier()),
 172                     ("critical", Boolean(default=False)),
 173                     ("extnValue", OctetString()),
 174                 )
 175
 176 We are ready to decode PayPal's certificate from Go `encoding/asn1
 177 <https://golang.org/pkg/encoding/asn1/>`__ test suite (assuming that
 178 it's DER encoded representation is already in ``raw`` variable)::
 179
 180     >>> crt, tail = Certificate().decode(raw)
 181     >>> crt
 182     Certificate SEQUENCE[TBSCertificate SEQUENCE[[0] EXPLICIT Version
 183         INTEGER v3 OPTIONAL, CertificateSerialNumber INTEGER 61595,
 184         AlgorithmIdentifier SEQUENCE[OBJECT IDENTIFIER 1.2.840.113549.1.1.5...
 185
 186 Pretty printing
 187 ---------------
 188
 189 There is huge output. Let's pretty print it::
 190
 191     >>> print(pprint(crt))
 192         0   [1,3,1604] Certificate SEQUENCE
 193         4   [1,3,1453]  . tbsCertificate: TBSCertificate SEQUENCE
 194        10-2 [1,1,   1]  . . version: [0] EXPLICIT Version INTEGER v3 OPTIONAL
 195        13   [1,1,   3]  . . serialNumber: CertificateSerialNumber INTEGER 61595
 196        18   [1,1,  13]  . . signature: AlgorithmIdentifier SEQUENCE
 197        20   [1,1,   9]  . . . algorithm: OBJECT IDENTIFIER 1.2.840.113549.1.1.5
 198        31   [0,0,   2]  . . . parameters: [UNIV 5] ANY OPTIONAL
 199                         . . . . 05:00
 200        33   [0,0, 278]  . . issuer: Name CHOICE rdnSequence
 201        33   [1,3, 274]  . . . rdnSequence: RDNSequence SEQUENCE OF
 202        37   [1,1,  11]  . . . . 0: RelativeDistinguishedName SET OF
 203        39   [1,1,   9]  . . . . . 0: AttributeTypeAndValue SEQUENCE
 204        41   [1,1,   3]  . . . . . . type: AttributeType OBJECT IDENTIFIER 2.5.4.6
 205        46   [0,0,   4]  . . . . . . value: [UNIV 19] AttributeValue ANY
 206                         . . . . . . . 13:02:45:53
 207     [...]
 208      1461   [1,1,  13]  . signatureAlgorithm: AlgorithmIdentifier SEQUENCE
 209      1463   [1,1,   9]  . . algorithm: OBJECT IDENTIFIER 1.2.840.113549.1.1.5
 210      1474   [0,0,   2]  . . parameters: [UNIV 5] ANY OPTIONAL
 211                         . . . 05:00
 212      1476   [1,2, 129]  . signatureValue: BIT STRING 1024 bits
 213                         . . 68:EE:79:97:97:DD:3B:EF:16:6A:06:F2:14:9A:6E:CD
 214                         . . 9E:12:F7:AA:83:10:BD:D1:7C:98:FA:C7:AE:D4:0E:2C
 215      [...]
 216
 217     Trailing data: 0a
 218
 219 Let's parse that output, human::
 220
 221        10-2 [1,1,   1]  . . version: [0] EXPLICIT Version INTEGER v3 OPTIONAL
 222        ^  ^  ^ ^    ^   ^   ^        ^            ^       ^       ^  ^
 223        0  1  2 3    4   5   6        7            8       9       10 11
 224
 225 ::
 226
 227        20   [1,1,   9]  . . . algorithm: OBJECT IDENTIFIER 1.2.840.113549.1.1.5
 228        ^     ^ ^    ^   ^     ^          ^                 ^
 229        0     2 3    4   5     6          9                 10
 230
 231 ::
 232
 233        33   [0,0, 278]  . . issuer: Name CHOICE rdnSequence
 234        ^     ^ ^    ^   ^   ^       ^    ^      ^
 235        0     2 3    4   5   6       8    9      10
 236
 237 :0:
 238  Offset of the object, where its DER encoding begins.
 239  Pay attention that it does **not** include explicit tag.
 240 :1:
 241  If explicit tag exists, then this is its length (tag + encoded length).
 242 :2:
 243  Length of object's tag. For example CHOICE does not have its own tag,
 244  so it is zero.
 245 :3:
 246  Length of encoded length.
 247 :4:
 248  Length of encoded value.
 249 :5:
 250  Visual indentation to show the depth of object in the hierarchy.
 251 :6:
 252  Object's name inside SEQUENCE/CHOICE.
 253 :7:
 254  If either IMPLICIT or EXPLICIT tag is set, then it will be shown
 255  here. "IMPLICIT" is omitted.
 256 :8:
 257  Object's class name, if set. Omitted if it is just an ordinary simple
 258  value (like with ``algorithm`` in example above).
 259 :9:
 260  Object's ASN.1 type.
 261 :10:
 262  Object's value, if set. Can consist of multiple words (like OCTET/BIT
 263  STRINGs above). We see ``v3`` value in Version, because it is named.
 264  ``rdnSequence`` is the choice of CHOICE type.
 265 :11:
 266  Possible other flags like OPTIONAL and DEFAULT, if value equals to the
 267  default one, specified in the schema.
 268
 269 As command line utility
 270 -----------------------
 271
 272 You can decode DER files using command line abilities and get the same
 273 picture as above by executing::
 274
 275     % python -mpyderasn --schema tests.test_crts:Certificate path/to/file
 276
 277 If there is no schema for you file, then you can try parsing it without,
 278 but of course IMPLICIT tags will often make it impossible. But result is
 279 good enough for the certificate above::
 280
 281     % python -mpyderasn path/to/file
 282         0   [1,3,1604]  . >: SEQUENCE OF
 283         4   [1,3,1453]  . . >: SEQUENCE OF
 284         8   [0,0,   5]  . . . . >: [0] ANY
 285                         . . . . . A0:03:02:01:02
 286        13   [1,1,   3]  . . . . >: INTEGER 61595
 287        18   [1,1,  13]  . . . . >: SEQUENCE OF
 288        20   [1,1,   9]  . . . . . . >: OBJECT IDENTIFIER 1.2.840.113549.1.1.5
 289        31   [1,1,   0]  . . . . . . >: NULL
 290        33   [1,3, 274]  . . . . >: SEQUENCE OF
 291        37   [1,1,  11]  . . . . . . >: SET OF
 292        39   [1,1,   9]  . . . . . . . . >: SEQUENCE OF
 293        41   [1,1,   3]  . . . . . . . . . . >: OBJECT IDENTIFIER 2.5.4.6
 294        46   [1,1,   2]  . . . . . . . . . . >: PrintableString PrintableString ES
 295     [...]
 296      1409   [1,1,  50]  . . . . . . >: SEQUENCE OF
 297      1411   [1,1,   8]  . . . . . . . . >: OBJECT IDENTIFIER 1.3.6.1.5.5.7.1.1
 298      1421   [1,1,  38]  . . . . . . . . >: OCTET STRING 38 bytes
 299                         . . . . . . . . . 30:24:30:22:06:08:2B:06:01:05:05:07:30:01:86:16
 300                         . . . . . . . . . 68:74:74:70:3A:2F:2F:6F:63:73:70:2E:69:70:73:63
 301                         . . . . . . . . . 61:2E:63:6F:6D:2F
 302      1461   [1,1,  13]  . . >: SEQUENCE OF
 303      1463   [1,1,   9]  . . . . >: OBJECT IDENTIFIER 1.2.840.113549.1.1.5
 304      1474   [1,1,   0]  . . . . >: NULL
 305      1476   [1,2, 129]  . . >: BIT STRING 1024 bits
 306                         . . . 68:EE:79:97:97:DD:3B:EF:16:6A:06:F2:14:9A:6E:CD
 307                         . . . 9E:12:F7:AA:83:10:BD:D1:7C:98:FA:C7:AE:D4:0E:2C
 308     [...]
 309
 310 If you have got dictionaries with ObjectIdentifiers, like example one
 311 from ``tests/test_crts.py``::
 312
 313     some_oids = {
 314         "1.2.840.113549.1.1.1": "id-rsaEncryption",
 315         "1.2.840.113549.1.1.5": "id-sha1WithRSAEncryption",
 316         [...]
 317         "2.5.4.10": "id-at-organizationName",
 318         "2.5.4.11": "id-at-organizationalUnitName",
 319     }
 320
 321 then you can pass it to pretty printer to see human readable OIDs::
 322
 323     % python -mpyderasn --oids tests.test_crts:some_oids path/to/file
 324     [...]
 325        37   [1,1,  11]  . . . . . . >: SET OF
 326        39   [1,1,   9]  . . . . . . . . >: SEQUENCE OF
 327        41   [1,1,   3]  . . . . . . . . . . >: OBJECT IDENTIFIER id-at-countryName (2.5.4.6)
 328        46   [1,1,   2]  . . . . . . . . . . >: PrintableString PrintableString ES
 329        50   [1,1,  18]  . . . . . . >: SET OF
 330        52   [1,1,  16]  . . . . . . . . >: SEQUENCE OF
 331        54   [1,1,   3]  . . . . . . . . . . >: OBJECT IDENTIFIER id-at-stateOrProvinceName (2.5.4.8)
 332        59   [1,1,   9]  . . . . . . . . . . >: PrintableString PrintableString Barcelona
 333        70   [1,1,  18]  . . . . . . >: SET OF
 334        72   [1,1,  16]  . . . . . . . . >: SEQUENCE OF
 335        74   [1,1,   3]  . . . . . . . . . . >: OBJECT IDENTIFIER id-at-localityName (2.5.4.7)
 336        79   [1,1,   9]  . . . . . . . . . . >: PrintableString PrintableString Barcelona
 337     [...]
 338
 339 Descriptive errors
 340 ------------------
 341
 342 If you have bad DER, then errors will show you where error occurred::
 343
 344     % python -mpyderasn --schema tests.test_crts:Certificate path/to/bad/file
 345     Traceback (most recent call last):
 346     [...]
 347     pyderasn.DecodeError: UTCTime (tbsCertificate.validity.notAfter.utcTime) (at 328) invalid UTCTime format
 348
 349 ::
 350
 351     % python -mpyderasn path/to/bad/file
 352     [...]
 353     pyderasn.DecodeError: UTCTime (0.SequenceOf.4.SequenceOf.1.UTCTime) (at 328) invalid UTCTime format
 354
 355 You can see, so called, decode path inside the structures:
 356 ``tbsCertificate`` -> ``validity`` -> ``notAfter`` -> ``utcTime`` and
 357 that object at byte 328 is invalid.
 358
 359 X.509 certificate creation
 360 --------------------------
 361
 362 Let's create some simple self-signed X.509 certificate from the ground::
 363
 364     tbs = TBSCertificate()
 365     tbs["serialNumber"] = CertificateSerialNumber(10143011886257155224)
 366
 367     sign_algo_id = AlgorithmIdentifier()
 368     sign_algo_id["algorithm"] = ObjectIdentifier("1.2.840.113549.1.1.5")
 369     sign_algo_id["parameters"] = Any(Null())
 370     tbs["signature"] = sign_algo_id
 371
 372     rdnSeq = RDNSequence()
 373     for oid, klass, text in (
 374             ("2.5.4.6", PrintableString, "XX"),
 375             ("2.5.4.8", PrintableString, "Some-State"),
 376             ("2.5.4.7", PrintableString, "City"),
 377             ("2.5.4.10", PrintableString, "Internet Widgits Pty Ltd"),
 378             ("2.5.4.3", PrintableString, "false.example.com"),
 379             ("1.2.840.113549.1.9.1", IA5String, "false@example.com"),
 380     ):
 381         attr = AttributeTypeAndValue()
 382         attr["type"] = AttributeType(oid)
 383         attr["value"] = AttributeValue(klass(text))
 384         rdn = RelativeDistinguishedName()
 385         rdn.append(attr)
 386         rdnSeq.append(rdn)
 387     issuer = Name()
 388     issuer["rdnSequence"] = rdnSeq
 389     tbs["issuer"] = issuer
 390     tbs["subject"] = issuer
 391
 392     validity = Validity()
 393     validity["notBefore"] = Time(("utcTime", UTCTime(datetime(2009, 10, 8, 0, 25, 53))))
 394     validity["notAfter"] = Time(("utcTime", UTCTime(datetime(2010, 10, 8, 0, 25, 53))))
 395     tbs["validity"] = validity
 396
 397     spki = SubjectPublicKeyInfo()
 398     spki_algo_id = sign_algo_id.copy()
 399     spki_algo_id["algorithm"] = ObjectIdentifier("1.2.840.113549.1.1.1")
 400     spki["algorithm"] = spki_algo_id
 401     spki["subjectPublicKey"] = BitString(hexdec("".join((
 402         "3048024100cdb7639c3278f006aa277f6eaf42902b592d8cbcbe38a1c92ba4695",
 403         "a331b1deadeadd8e9a5c27e8c4c2fd0a8889657722a4f2af7589cf2c77045dc8f",
 404         "deec357d0203010001",
 405     ))))
 406     tbs["subjectPublicKeyInfo"] = spki
 407
 408     crt = Certificate()
 409     crt["tbsCertificate"] = tbs
 410     crt["signatureAlgorithm"] = sign_algo_id
 411     crt["signatureValue"] = BitString(hexdec("".join((
 412         "a67b06ec5ece92772ca413cba3ca12568fdc6c7b4511cd40a7f659980402df2b",
 413         "998bb9a4a8cbeb34c0f0a78cf8d91ede14a5ed76bf116fe360aafa8821490435",
 414     ))))
 415     crt.encode()
 416
 417 And we will get the same certificate used in Go's library tests.