docs/proposed: move old accounting docs out of the way
authorBrian Warner <warner@allmydata.com>
Tue, 24 Mar 2009 01:54:57 +0000 (18:54 -0700)
committerBrian Warner <warner@allmydata.com>
Tue, 24 Mar 2009 01:54:57 +0000 (18:54 -0700)
docs/proposed/accounts-introducer.txt [deleted file]
docs/proposed/accounts-pubkey.txt [deleted file]
docs/proposed/old-accounts-introducer.txt [new file with mode: 0644]
docs/proposed/old-accounts-pubkey.txt [new file with mode: 0644]

diff --git a/docs/proposed/accounts-introducer.txt b/docs/proposed/accounts-introducer.txt
deleted file mode 100644 (file)
index 36a5a56..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,134 +0,0 @@
-This is a proposal for handing accounts and quotas in Tahoe. Nothing is final
-yet.. we are still evaluating the options.
-
-
-= Account Management: Introducer-based =
-
-A Tahoe grid can be configured in several different modes. The simplest mode
-(which is also the default) is completely permissive: all storage servers
-will accept shares from all clients, and no attempt is made to keep track of
-who is storing what. Access to the grid is mostly equivalent to having access
-to the Introducer (or convincing one of the existing members to give you a
-list of all their storage server FURLs).
-
-This mode, while a good starting point, does not accomodate any sort of
-auditing or quota management. Even in a small friendnet, operators might like
-to know how much of their storage space is being consumed by Alice, so they
-might be able to ask her to cut back when overall disk usage is getting to
-high. In a larger commercial deployment, a service provider needs to be able
-to get accurate usage numbers so they can bill the user appropriately. In
-addition, the operator may want the ability to delete all of Bob's shares
-(i.e. cancel any outstanding leases) when he terminates his account.
-
-There are several lease-management/garbage-collection/deletion strategies
-possible for a Tahoe grid, but the most efficient ones require knowledge of
-lease ownership, so that renewals and expiration can take place on a
-per-account basis rather than a (more numerous) per-share basis.
-
-== Accounts ==
-
-To accomplish this, "Accounts" can be established in a Tahoe grid. There is
-nominally one account per human user of the grid, but of course a user might
-use multiple accounts, or an account might be shared between multiple users.
-The Account is the smallest unit of quota and lease management.
-
-Accounts are created by an "Account Manager". In a commercial network there
-will be just one (centralized) account manager, and all storage nodes will be
-configured to require a valid account before providing storage services. In a
-friendnet, each peer can run their own account manager, and servers will
-accept accounts from any of the managers (this mode is permissive but allows
-quota-tracking of non-malicious users).
-
-The account manager is free to manage the accounts as it pleases. Large
-systems will probably use a database to correlate things like username,
-storage consumed, billing status, etc.
-
-== Overview ==
-
-The Account Manager ("AM") replaces the normal Introducer node: grids which
-use an Account Manager will not run an Introducer, and the participating
-nodes will not be configured with an "introducer.furl".
-
-Instead, each client will be configured with a different "account.furl",
-which gives that client access to a specific account. These account FURLs
-point to an object inside the Account Manager which exists solely for the
-benefit of that one account. When the client needs access to storage servers,
-it will use this account object to acquire personalized introductions to a
-per-account "Personal Storage Server" facet, one per storage server node. For
-example, Alice would wind up with PSS[1A] on server 1, and PSS[2A] on server
-2. Bob would get PSS[1B] and PSS[2B].
-
-These PSS facets provide the same remote methods as the old generic SS facet,
-except that every time they create a lease object, the account information of
-the holder is recorded in that lease. The client stores a list of these PSS
-facet FURLs in persistent storage, and uses them in the "get_permuted_peers"
-function that all uploads and downloads use to figure out who to talk to when
-looking for shares or shareholders.
-
-Each Storage Server has a private facet that it gives to the Account Manager.
-This facet allows the AM to create PSS facets for a specific account. In
-particular, the AM tells the SS "please create account number 42, and tell me
-the PSS FURL that I should give to the client". The SS creates an object
-which remembers the account number, creates a FURL for it, and returns the
-FURL.
-
-If there is a single central account manager, then account numbers can be
-small integers. (if there are multiple ones, they need to be large random
-strings to ensure uniqueness). To avoid requiring large (accounts*servers)
-lookup tables, a given account should use the same identifer for all the
-servers it talks to. When this can be done, the PSS and Account FURLs are
-generated as MAC'ed copies of the account number.
-
-More specifically, the PSS FURL is a MAC'ed copy of the account number: each
-SS has a private secret "S", and it creates a string "%d-%s" % (accountnum,
-b2a(hash(S+accountnum))) to use as the swissnum part of the FURL. The SS uses
-tub.registerNameLookupHandler to add a function that tries to validate
-inbound FURLs against this scheme: if successful, it creates a new PSS object
-with the account number stashed inside. This allows the server to minimize
-their per-user storage requirements but still insure that PSS FURLs are
-unguessable.
-
-Account FURLs are created by the Account Manager in a similar fashion, using
-a MAC of the account number. The Account Manager can use the same account
-number to index other information in a database, like account status, billing
-status, etc.
-
-The mechanism by which Account FURLs are minted is left up to the account
-manager, but the simple AM that the 'tahoe create-account-manager' command
-makes has a "new-account" FURL which accepts a username and creates an
-account for them. The 'tahoe create-account' command is a CLI frontend to
-this facility. In a friendnet, you could publish this FURL to your friends,
-allowing everyone to make their own account. In a commercial grid, this
-facility would be reserved use by the same code which handles billing.
-
-
-== Creating the Account Manager ==
-
-The 'tahoe create-account-manager' command is used to create a simple account
-manager node. When started, this node will write several FURLs to its
-private/ directory, some of which should be provided to other services.
-
- * new-account.furl : this FURL allows the holder to create new accounts
- * manage-accounts.furl : this FURL allows the holder to list and modify
-                          all existing accounts
- * serverdesk.furl : this FURL is used by storage servers to make themselves
-                     available to all account holders
-
-
-== Configuring the Storage Servers ==
-
-To use an account manager, each storage server node should be given access to
-the AM's serverdesk (by simply copying "serverdesk.furl" into the storage
-server's base directory). In addition, it should *not* be given an
-introducer.furl . The serverdesk FURL tells the SS that it should allow the
-AM to create PSS facets for each account, and the lack of an introducer FURL
-tells the SS to not make its generic SS facet available to anyone. The
-combination means that clients must acquire PSS facets instead of using the
-generic one.
-
-== Configuring Clients ==
-
-Each client should be configured to use a specific account by copying their
-account FURL into their basedir, in a file named "account.furl". In addition,
-these client nodes should *not* have an "introducer.furl". This combination
-tells the client to ask the AM for ...
diff --git a/docs/proposed/accounts-pubkey.txt b/docs/proposed/accounts-pubkey.txt
deleted file mode 100644 (file)
index fc483a8..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,662 +0,0 @@
-This is a proposal for handing accounts and quotas in Tahoe. Nothing is final
-yet.. we are still evaluating the options.
-
-
-= Accounts =
-
-The basic Tahoe account is defined by a DSA key pair. The holder of the
-private key has the ability to consume storage in conjunction with a specific
-account number.
-
-The Account Server has a long-term keypair. Valid accounts are marked as such
-by the Account Server's signature on a "membership card", which binds a
-specific pubkey to an account number and declares that this pair is a valid
-account.
-
-Each Storage Server which participates in the AS's domain will have the AS's
-pubkey in its list of valid AS keys, and will thus accept membership cards
-that were signed by that AS. If the SS accepts multiple ASs, then it will
-give each a distinct number, and leases will be labled with an (AS#,Account#)
-pair. If there is only one AS, then leases will be labeled with just the
-Account#.
-
-Each client node is given the FURL of their personal Account object. The
-Account will accept a DSA public key and return a signed membership card that
-authorizes the corresponding private key to consume storage on behalf of the
-account. The client will create its own DSA keypair the first time it
-connects to the Account, and will then use the resulting membership card for
-all subsequent storage operations.
-
-== Storage Server Goals ==
-
-The Storage Server cares about two things:
-
- 1: maintaining an accurate refcount on each bucket, so it can delete the
-    bucket when the refcount goes to zero
- 2: being able to answer questions about aggregate usage per account
-
-The SS conceptually maintains a big matrix of lease information: one column
-per account, one row per storage index. The cells contain a boolean
-(has-lease or no-lease). If the grid uses per-lease timers, then each
-has-lease cell also contains a lease timer.
-
-This matrix may be stored in a variety of ways: entries in each share file,
-or items in a SQL database, according to the desired tradeoff between
-complexity, robustness, read speed, and write speed.
-
-Each client (by virtue of their knowledge of an authorized private key) gets
-to manipulate their column of this matrix in any way they like: add lease,
-renew lease, delete lease. (TODO: for reconcilliation purposes, the should
-also be able to enumerate leases).
-
-== Storage Operations ==
-
-Side-effect-causing storage operations come in three forms:
-
- 1: allocate bucket / add lease to existing bucket
-     arguments: storage_index=, storage_server=, ueb_hash=, account=
- 2: renew lease
-     arguments: storage_index=, storage_server=, account=
- 3: cancel lease
-     arguments: storage_index=, storage_server=, account=
-
-(where lease renewal is only relevant for grids which use per-lease timers).
-Clients do add-lease when they upload a file, and cancel-lease when they
-remove their last reference to it.
-
-Storage Servers publish a "public storage port" through the introducer, which
-does not actually enable storage operations, but is instead used in a
-rights-amplification pattern to grant authorized parties access to a
-"personal storage server facet". This personal facet is the one that
-implements allocate_bucket. All clients get access to the same public storage
-port, which means that we can improve the introduction mechanism later (to
-use a gossip-based protocol) without affecting the authority-granting
-protocols.
-
-The public storage port accepts signed messages asking for storage authority.
-It responds by creating a personal facet and making it available to the
-requester. The account number is curried into the facet, so that all
-lease-creating operations will record this account number into the lease. By
-restricting the nature of the personal facets that a client can access, we
-restrict them to using their designated account number.
-
-
-========================================
-
-There are two kinds of signed messages: use (other names: connection,
-FURLification, activation, reification, grounding, specific-making, ?), and
-delegation. The FURLification message results in a FURL that points to an
-object which can actually accept RIStorageServer methods. The delegation
-message results in a new signed message.
-
-The furlification message looks like:
-
- (pubkey, signed(serialized({limitations}, beneficiary_furl)))
-
-The delegation message looks like:
-
- (pubkey, signed(serialized({limitations}, delegate_pubkey)))
-
-The limitations dict indicates what the resulting connection or delegation
-can be used for. All limitations for the cert chain are applied, and the
-result must be restricted to their overall minimum.
-
-The following limitation keys are defined:
-
- 'account': a number. All resulting leases must be tagged with this account
-            number. A chain with multiple distinct 'account' limitations is
-            an error (the result will not permit leases)
- 'SI': a storage index (binary string). Leases may only be created for this
-       specific storage index, no other.
- 'serverid': a peerid (binary string). Leases may only be created on the
-             storage server identified by this serverid.
- 'UEB_hash': (binary string): Leases may only be created for shares which
-             contain a matching UEB_hash. Note: this limitation is a nuisance
-             to implement correctly: it requires that the storage server
-             parse the share and verify all hashes.
- 'before': a timestamp (seconds since epoch). All leases must be made before
-           this time. In addition, all liverefs and FURLs must expire and
-           cease working at this time.
- 'server_size': a number, measuring share size (in bytes). A storage server
-                which sees this message should keep track of how much storage
-                space has been consumed using this liveref/FURL, and throw
-                an exception when receiving a lease request that would bring
-                this total above 'server_size'. Note: this limitation is
-                a nuisance to implement (it works best if 'before' is used
-                and provides a short lifetime).
-
-Actually, let's merge the two, and put the type in the limitations dict.
-'furl_to' and 'delegate_key' are mutually exclusive.
-
- 'furl_to': (string): Used only on furlification messages. This requests the
-            recipient to create an object which implements the given access,
-            then send a FURL which references this object to an
-            RIFURLReceiver.furl() call at the given 'furl_to' FURL.
-
-            To reduce the number of extra roundtrips, both foolscap calls
-            include an extra (ignored) argument that will carry the object
-            being referenced by the FURL, used to pre-load the recipient's
-            foolscap table. In addition, the response message will contain a
-            nonce, to allow the same beneficiary to be used for multiple
-            messages:
-
-             def process(limitations, nonce, ignored):
-               facet = create_storage_facet(limitations)
-               facet_furl = tub.registerReference(facet)
-               d = tub.getReference(limitations['furl_to'])
-               d.addCallback(lambda rref: rref.furl(facet_furl, nonce, facet))
-
-            The server must always send the facet/facet_furl to the furl_to
-            beneficiary, and never to the 'ignored' argument (even though for
-            well-behaved clients these will both refer to the same target).
-            This is to prevent a rogue server from echoing a client's signed
-            message to some other server, to try to steal the client's
-            authority.
-
-            The facet_furl should be persistent, so to reduce storage space,
-            facet_furl should contain an HMAC'ed list of all limitations, and
-            create_storage_facet() should be deferred until the client
-            actually tries to use the furl. This leads to 150-200 byte base32
-            swissnums.
-
- 'delegate_key': (binary string, a DSA pubkey). Used only on delegation
-                 messages. This requests all observers to accept messages
-                 signed by the given public key and to apply the associated
-                 limitations.
-
-I also want to keep the message size small, so I'm going to define a custom
-netstring-based encoding format for it (JSON expands binary data by about
-3.5x). Each dict entry will be encoded as netstring(key)+netstring(value).
-The container is responsible for providing the size of this serialized
-structure.
-
-The actual message will then look like:
-
-def make_message(privkey, limitations):
-  message_to_sign = "".join([ netstring(k) + netstring(v)
-                              for k,v in limitations ])
-  signature = privkey.sign(message_to_sign)
-  pubkey = privkey.get_public_key()
-  msg = netstring(message_to_sign) + netstring(signature) + netstring(pubkey)
-  return msg
-
-The deserialization code MUST throw an exception if the same limitations key
-appears twice, to ensure that everybody interprets the dict the same way.
-
-These messages are passed over foolscap connections as a single string. They
-are also saved to disk in this format. Code should only store them in a
-deserialized form if the signature has been verified, the cert chain
-verified, and the limitations accumulated.
-
-
-The membership card is just the following:
-
- membership_card = make_message(account_server_privkey,
-                                {'account': account_number,
-                                 'before': time.time() + 1*MONTH,
-                                 'delegate_key': client_pubkey})
-
-This card is provided on demand by the given user's Account facet, for
-whatever pubkey they submit.
-
-When a client learns about a new storage server, they create a new receiver
-object (and stash the peerid in it), and submit the following message to the
-RIStorageServerWelcome.get_personal_facet() method:
-
- class Receiver(foolscap.Referenceable):
-   def remote_furl(self, facet_furl, nonce, ignored_facet):
-     self.stash = facet_furl
- receiver = Receiver()
- nonce = make_nonce()
- mymsg = make_message(client_privkey, {'furl_to': receiver_furl})
- send([membership_card, mymsg], nonce, receiver)
-
-Note that the receiver_furl will probably not have a routeable address, but
-this won't matter because the client is already attached, so foolscap can use
-the existing connection. The receiver should use facet_furl in preference to
-ignored_facet for consistency, but (unlike the server's use of receiver_furl)
-there is no security risk in using ignored_facet (since both are coming from
-the same source).
-
-The server will validate the cert chain (see below) and wind up with a
-complete list of limitations that are to be applied to the facet it will
-provide to the caller. This list must combine limitations from the entire
-chain: in particular it must enforce the account= limitation from the
-membership card.
-
-The server will then serialize this limitation dict into a string, compute a
-fixed-size HMAC code using a server-private secret, then base32 encode the
-(hmac+limitstring) value (and prepend a "0-" version indicator). The
-resulting string is used as the swissnum portion of the FURL that is sent to
-the furl_to target.
-
-Later, when the client tries to dereference this FURL, a
-Tub.registerNameLookupHandler hook will notice the attempt, claim the "0-"
-namespace, base32decode the string, check the HMAC, decode the limitation
-dict, then create and return an RIStorageServer facet with these limitations.
-
-The client should cache the (peerid, FURL) mapping in persistent storage.
-Later, when it learns about this storage server again, it will use the cached
-FURL instead of signing another message. If the getReference or the storage
-operation fails with StorageAuthorityExpiredError, the cache entry should be
-removed and the client should sign a new message to obtain a new one.
-
- (security note: an evil storage server can take 'mymsg' and present it to
- someone else, but other servers will only send the resulting authority to
- the client's receiver_furl, so the evil server cannot benefit from this. The
- receiver object has the serverid curried into it, so the evil server can
- only affect the client's mapping for this one serverid, not anything else,
- so the server cannot hurt the client in any way other than denying service
- to itself. It might be a good idea to include serverid= in the message, but
- it isn't clear that it really helps anything).
-
-When the client wants to use a Helper, it needs to delegate some amount of
-storage authority to the helper. The first phase has the client send the
-storage index to the helper, so it can query servers and decide whether the
-file needs to be uploaded or not. If it decides yes, the Helper creates a new
-Uploader object and a receiver object, and sends the Uploader liveref and the
-receiver FURL to the client.
-
-The client then creates a message for the helper to use:
-
- helper_msg = make_message(client_privkey, {'furl_to': helper_rx_furl,
-                                            'SI': storage_index,
-                                            'before': time.time() + 1*DAY, #?
-                                            'server_size': filesize/k+overhead,
-                                            })
-
-The client then sends (membership_card, helper_msg) to the helper. The Helper
-sends (membership_card, helper_msg) to each storage server that it needs to
-use for the upload. This gives the Helper access to a limited facet on each
-storage server. This facet gives the helper the authority to upload data for
-a specific storage index, for a limited time, using leases that are tagged by
-the user's account number. The helper cannot use the client's storage
-authority for any other file. The size limit prevents the helper from storing
-some other (larger) file of its own using this authority. The time
-restriction allows the storage servers to expire their 'server_size' table
-entry quickly, and prevents the helper from hanging on to the storage
-authority indefinitely.
-
-The Helper only gets one furl_to target, which must be used for multiple SS
-peerids. The helper's receiver must parse the FURL that gets returned to
-determine which server is which. [problems: an evil server could deliver a
-bogus FURL which points to a different server. The Helper might reject the
-real server's good FURL as a duplicate. This allows an evil server to block
-access to a good server. Queries could be sent sequentially, which would
-partially mitigate this problem (an evil server could send multiple
-requests). Better: if the cert-chain send message could include a nonce,
-which is supposed to be returned with the FURL, then the helper could use
-this to correlate sends and receives.]
-
-=== repair caps ===
-
-There are three basic approaches to provide a Repairer with the storage
-authority that it needs. The first is to give the Repairer complete
-authority: allow it to place leases for whatever account number it wishes.
-This is simple and requires the least overhead, but of course it give the
-Repairer the ability to abuse everyone's quota. The second is to give the
-Repairer no user authority: instead, give the repairer its own account, and
-build it to keep track of which leases it is holding on behalf of one of its
-customers. This repairer will slowly accumulate quota space over time, as it
-creates new shares to replace ones that have decayed. Eventually, when the
-client comes back online, the client should establish its own leases on these
-new shares and allow the repairer to cancel its temporary ones.
-
-The third approach is in between the other two: give the repairer some
-limited authority over the customer's account, but not enough to let it
-consume the user's whole quota.
-
-To create the storage-authority portion of a (one-month) repair-cap, the
-client creates a new DSA keypair (repair_privkey, repair_pubkey), and then
-creates a signed message and bundles it into the repaircap:
-
- repair_msg = make_message(client_privkey, {'delegate_key': repair_pubkey,
-                                            'SI': storage_index,
-                                            'UEB_hash': file_ueb_hash})
- repair_cap = (verify_cap, repair_privkey, (membership_card, repair_msg))
-
-This gives the holder of the repair cap a time-limited authority to upload
-shares for the given storage index which contain the given data. This
-prohibits the repair-cap from being used to upload or repair any other file.
-
-When the repairer needs to upload a new share, it will use the delegated key
-to create its own signed message:
-
- upload_msg = make_message(repair_privkey, {'furl_to': repairer_rx_furl})
- send(membership_card, repair_msg, upload_msg)
-
-The biggest problem with the low-authority approaches is the expiration time
-of the membership card, which limits the duration for which the repair-cap
-authority is valid. It would be nice if repair-caps could last a long time,
-years perhaps, so that clients can be offline for a similar period of time.
-However to retain a reasonable revocation interval for users, the membership
-card's before= timeout needs to be closer to a month. [it might be reasonable
-to use some sort of rights-amplification: the repairer has a special cert
-which allows it to remove the before= value from a chain].
-
-
-=== chain verification ===
-
-The server will create a chain that starts with the AS's certificate: an
-unsigned message which derives its authority from being manually placed in
-the SS's configdir. The only limitation in the AS certificate will be on some
-kind of meta-account, in case we want to use multiple account servers and
-allow their account numbers to live in distinct number spaces (think
-sub-accounts or business partners to buy storage in bulk and resell it to
-users). The rest of the chain comes directly from what the client sent.
-
-The server walks the chain, keeping an accumulated limitations dictionary
-along the way. At each step it knows the pubkey that was delegated by the
-previous step.
-
-== client config ==
-
-Clients are configured with an Account FURL that points to a private facet on
-the Account Server. The client generates a private key at startup. It sends
-the pubkey to the AS facet, which will return a signed delegate_key message
-(the "membership card") that grants the client's privkey any storage
-authority it wishes (as long as the account number is set to a specific
-value).
-
-The client stores this membership card in private/membership.cert .
-
-
-RIStorageServer messages will accept an optional account= argument. If left
-unspecified, the value is taken from the limitations that were curried into
-the SS facet. In all cases, the value used must meet those limitations. The
-value must not be None: Helpers/Repairers or other super-powered storage
-clients are obligated to specify an account number.
-
-== server config ==
-
-Storage servers are configured with an unsigned root authority message. This
-is like the output of make_message(account_server_privkey, {}) but has empty
-'signature' and 'pubkey' strings. This root goes into
-NODEDIR/storage_authority_root.cert . It is prepended to all chains that
-arrive.
-
- [if/when we accept multiple authorities, storage_authority_root.cert will
-  turn into a storage_authority_root/ directory with *.cert files, and each
-  arriving chain will cause a search through these root certs for a matching
-  pubkey. The empty limitations will be replaced by {domain=X}, which is used
-  as a sort of meta-account.. the details depend upon whether we express
-  account numbers as an int (with various ranges) or as a tuple]
-
-The root authority message is published by the Account Server through its web
-interface, and also into a local file: NODEDIR/storage_authority_root.cert .
-The admin of the storage server is responsible for copying this file into
-place, thus enabling clients to use storage services.
-
-
-----------------------------------------
-
--- Text beyond this point is out-of-date, and exists purely for background --
-
-Each storage server offers a "public storage port", which only accepts signed
-messages. The Introducer mechanism exists to give clients a reference to a
-set of these public storage ports. All clients get access to the same ports.
-If clients did all their work themselves, these public storage ports would be
-enough, and no further code would be necessary (all storage requests would we
-signed the same way).
-
-Fundamentally, each storage request must be signed by the account's private
-key, giving the SS an authenticated Account Number to go with the request.
-This is used to index the correct cell in the lease matrix. The holder of the
-account privkey is allowed to manipulate their column of the matrix in any
-way they like: add leases, renew leases, delete leases. (TODO: for
-reconcilliation purposes, they should also be able to enumerate leases). The
-storage request is sent in the form of a signed request message, accompanied
-by the membership card. For example:
-
- req = SIGN("allocate SI=123 SSID=abc", accountprivkey) , membership_card
-  -> RemoteBucketWriter reference
-
-Upon receipt of this request, the storage server will return a reference to a
-RemoteBucketWriter object, which the client can use to fill and close the
-bucket. The SS must perform two DSA signature verifications before accepting
-this request. The first is to validate the membership card: the Account
-Server's pubkey is used to verify the membership card's signature, from which
-an account pubkey and account# is extracted. The second is to validate the
-request: the account pubkey is used to verify the request signature. If both
-are valid, the full request (with account# and storage index) is delivered to
-the internal StorageServer object.
-
-Note that the signed request message includes the Storage Server's node ID,
-to prevent this storage server from taking the signed message and echoing to
-other storage servers. Each SS will ignore any request that is not addressed
-to the right SSID. Also note that the SI= and SSID= fields may contain
-wildcards, if the signing client so chooses.
-
-== Caching Signature Verification ==
-
-We add some complexity to this simple model to achieve two goals: to enable
-fine-grained delegation of storage capabilities (specifically for renewers
-and repairers), and to reduce the number of public-key crypto operations that
-must be performed.
-
-The first enhancement is to allow the SS to cache the results of the
-verification step. To do this, the client creates a signed message which asks
-the SS to return a FURL of an object which can be used to execute further
-operations *without* a DSA signature. The FURL is expected to contain a
-MAC'ed string that contains the account# and the argument restrictions,
-effectively currying a subset of arguments into the RemoteReference. Clients
-which do all their operations themselves would use this to obtain a private
-storage port for each public storage port, stashing the FURLs in a local
-table, and then later storage operations would be done to those FURLs instead
-of creating signed requests. For example:
-
- req = SIGN("FURL(allocate SI=* SSID=abc)", accountprivkey), membership_card
-  -> FURL
- Tub.getReference(FURL).allocate(SI=123) -> RemoteBucketWriter reference
-
-== Renewers and Repairers
-
-A brief digression is in order, to motivate the other enhancement. The
-"manifest" is a list of caps, one for each node that is reachable from the
-user's root directory/directories. The client is expected to generate the
-manifest on a periodic basis (perhaps once a day), and to keep track of which
-files/dirnodes have been added and removed. Items which have been removed
-must be explicitly dereferenced to reclaim their storage space. For grids
-which use per-file lease timers, the manifest is used to drive the Renewer: a
-process which renews the lease timers on a periodic basis (perhaps once a
-week). The manifest can also be used to drive a Checker, which in turn feeds
-work into the Repairer.
-
-The manifest should contain the minimum necessary authority to do its job,
-which generally means it contains the "verify cap" for each node. For
-immutable files, the verify cap contains the storage index and the UEB hash:
-enough information to retrieve and validate the ciphertext but not enough to
-decrypt it. For mutable files, the verify cap contains the storage index and
-the pubkey hash, which also serves to retrieve and validate ciphertext but
-not decrypt it.
-
-If the client does its own Renewing and Repairing, then a verifycap-based
-manifest is sufficient. However, if the user wants to be able to turn their
-computer off for a few months and still keep their files around, they need to
-delegate this job off to some other willing node. In a commercial network,
-there will be centralized (and perhaps trusted) Renewer/Repairer nodes, but
-in a friendnet these may not be available, and the user will depend upon one
-of their friends being willing to run this service for them while they are
-away. In either of these cases, the verifycaps are not enough: the Renewer
-will need additional authority to renew the client's leases, and the Repairer
-will need the authority to create new shares (in the client's name) when
-necessary.
-
-A trusted central service could be given all-account superpowers, allowing it
-to exercise storage authority on behalf of all users as it pleases. If this
-is the case, the verifycaps are sufficient. But if we desire to grant less
-authority to the Renewer/Repairer, then we need a mechanism to attenuate this
-authority.
-
-The usual objcap approach is to create a proxy: an intermediate object which
-itself is given full authority, but which is unwilling to exercise more than
-a portion of that authority in response to incoming requests. The
-not-fully-trusted service is then only given access to the proxy, not the
-final authority. For example:
-
- class Proxy(RemoteReference):
-   def __init__(self, original, storage_index):
-     self.original = original
-     self.storage_index = storage_index
-   def remote_renew_leases(self):
-     return self.original.renew_leases(self.storage_index)
- renewer.grant(Proxy(target, "abcd"))
-
-But this approach interposes the proxy in the calling chain, requiring the
-machine which hosts the proxy to be available and on-line at all times, which
-runs opposite to our use case (turning the client off for a month).
-
-== Creating Attenuated Authorities ==
-
-The other enhancement is to use more public-key operations to allow the
-delegation of reduced authority to external helper services. Specifically, we
-want to give then Renewer the ability to renew leases for a specific file,
-rather than giving it lease-renewal power for all files. Likewise, the
-Repairer should have the ability to create new shares, but only for the file
-that is being repaired, not for unrelated files.
-
-If we do not mind giving the storage servers the ability to replay their
-inbound message to other storage servers, then the client can simply generate
-a signed message with a wildcard SSID= argument and leave it in the care of
-the Renewer or Repairer. For example, the Renewer would get:
-
- SIGN("renew-lease SI=123 SSID=*", accountprivkey), membership_card
-
-Then, when the Renewer needed to renew a lease, it would deliver this signed
-request message to the storage server. The SS would verify the signatures
-just as if the message came from the original client, find them good, and
-perform the desired operation. With this approach, the manifest that is
-delivered to the remote Renewer process needs to include a signed
-lease-renewal request for each file: we use the term "renew-cap" for this
-combined (verifycap + signed lease-renewal request) message. Likewise the
-"repair-cap" would be the verifycap plus a signed allocate-bucket message. A
-renew-cap manifest would be enough for a remote Renewer to do its job, a
-repair-cap manifest would provide a remote Repairer with enough authority,
-and a cancel-cap manifest would be used for a remote Canceller (used, e.g.,
-to make sure that file has been dereferenced even if the client does not
-stick around long enough to track down and inform all of the storage servers
-involved).
-
-The only concern is that the SS could also take this exact same renew-lease
-message and deliver it to other storage servers. This wouldn't cause a
-concern for mere lease renewal, but the allocate-share message might be a bit
-less comfortable (you might not want to grant the first storage server the
-ability to claim space in your name on all other storage servers).
-
-Ideally we'd like to send a different message to each storage server, each
-narrowed in scope to a single SSID, since then none of these messages would
-be useful on any other SS. If the client knew the identities of all the
-storage servers in the system ahead of time, it might create a whole slew of
-signed messages, but a) this is a lot of signatures, only a fraction of which
-will ever actually be used, and b) new servers might be introduced after the
-manifest is created, particularly if we're talking about repair-caps instead
-of renewal-caps. The Renewer can't generate these one-per-SSID messages from
-the SSID=* message, because it doesn't have a privkey to make the correct
-signatures. So without some other mechanism, we're stuck with these
-relatively coarse authorities.
-
-If we want to limit this sort of authority, then we need to introduce a new
-method. The client begins by generating a new DSA keypair. Then it signs a
-message that declares the new pubkey to be valid for a specific subset of
-storage operations (such as "renew-lease SI=123 SSID=*"). Then it delivers
-the new privkey, the declaration message, and the membership card to the
-Renewer. The renewer uses the new privkey to sign its own one-per-SSID
-request message for each server, then sends the (signed request, declaration,
-membership card) triple to the server. The server needs to perform three
-verification checks per message: first the membership card, then the
-declaration message, then the actual request message.
-
-== Other Enhancements ==
-
-If a given authority is likely to be used multiple times, the same
-give-me-a-FURL trick can be used to cut down on the number of public key
-operations that must be performed. This is trickier with the per-SI messages.
-
-When storing the manifest, things like the membership card should be
-amortized across a set of common entries. An isolated renew-cap needs to
-contain the verifycap, the signed renewal request, and the membership card.
-But a manifest with a thousand entries should only include one copy of the
-membership card.
-
-It might be sensible to define a signed renewal request that grants authority
-for a set of storage indicies, so that the signature can be shared among
-several entries (to save space and perhaps processing time). The request
-could include a Bloom filter of authorized SI values: when the request is
-actually sent to the server, the renewer would add a list of actual SI values
-to renew, and the server would accept all that are contained in the filter.
-
-== Revocation ==
-
-The lifetime of the storage authority included in the manifest's renew-caps
-or repair-caps will determine the lifetime of those caps. In particular, if
-we implement account revocation by using time-limited membership cards
-(requiring the client to get a new card once a month), then the repair-caps
-won't work for more than a month, which kind of defeats the purpose.
-
-A related issue is the FURL-shortcut: the MAC'ed message needs to include a
-validity period of some sort, and if the client tries to use a old FURL they
-should get an error message that will prompt them to try and acquire a newer
-one.
-
-------------------------------
-
-The client can produce a repair-cap manifest for a specific Repairer's
-pubkey, so it can produce a signed message that includes the pubkey (instead
-of needing to generate a new privkey just for this purpose). The result is
-not a capability, since it can only be used by the holder of the
-corresponding privkey.
-
-So the generic form of the storage operation message is the request (which
-has all the argument values filled in), followed by a chain of
-authorizations. The first authorization must be signed by the Account
-Server's key. Each authorization must be signed by the key mentioned in the
-previous one. Each one adds a new limitation on the power of the following
-ones. The actual request is bounded by all the limitations of the chain.
-
-The membership card is an authorization that simply limits the account number
-that can be used: "op=* SI=* SSID=* account=4 signed-by=CLIENT-PUBKEY".
-
-So a repair manifest created for a Repairer with pubkey ABCD could consist of
-a list of verifycaps plus a single authorization (using a Bloom filter to
-identify the SIs that were allowed):
-
- SIGN("allocate SI=[bloom] SSID=* signed-by=ABCD")
-
-If/when the Repairer needed to allocate a share, it would use its own privkey
-to sign an additional message and send the whole list to the SS:
-
- request=allocate SI=1234 SSID=EEFS account=4 shnum=2
- SIGN("allocate SI=1234 SSID=EEFS", ABCD)
- SIGN("allocate SI=[bloom] SSID=* signed-by=ABCD", clientkey)
- membership: SIGN("op=* SI=* SSID=* account=4 signed-by=clientkey", ASkey)
- [implicit]: ASkey
-
-----------------------------------------
-
-Things would be a lot simpler if the Repairer (actually the Re-Leaser) had
-everybody's account authority.
-
-One simplifying approach: the Repairer/Re-Leaser has its own account, and the
-shares it creates are leased under that account number. The R/R keeps track
-of which leases it has created for whom. When the client eventually comes
-back online, it is told to perform a re-leasing run, and after that occurs
-the R/R can cancel its own temporary leases.
-
-This would effectively transfer storage quota from the original client to the
-R/R over time (as shares are regenerated by the R/R while the client remains
-offline). If the R/R is centrally managed, the quota mechanism can sum the
-R/R's numbers with the SS's numbers when determining how much storage is
-consumed by any given account. Not quite as clean as storing the exact
-information in the SS's lease tables directly, but:
-
- * the R/R no longer needs any special account authority (it merely needs an
-   accurate account number, which can be supplied by giving the client a
-   specific facet that is bound to that account number)
- * the verify-cap manifest is sufficient to perform repair
- * no extra DSA keys are necessary
- * account authority could be implemented with either DSA keys or personal SS
-   facets: i.e. we don't need the delegability aspects of DSA keys for use by
-   the repair mechanism (we might still want them to simplify introduction).
-
-I *think* this would eliminate all that complexity of chained authorization
-messages.
diff --git a/docs/proposed/old-accounts-introducer.txt b/docs/proposed/old-accounts-introducer.txt
new file mode 100644 (file)
index 0000000..36a5a56
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,134 @@
+This is a proposal for handing accounts and quotas in Tahoe. Nothing is final
+yet.. we are still evaluating the options.
+
+
+= Account Management: Introducer-based =
+
+A Tahoe grid can be configured in several different modes. The simplest mode
+(which is also the default) is completely permissive: all storage servers
+will accept shares from all clients, and no attempt is made to keep track of
+who is storing what. Access to the grid is mostly equivalent to having access
+to the Introducer (or convincing one of the existing members to give you a
+list of all their storage server FURLs).
+
+This mode, while a good starting point, does not accomodate any sort of
+auditing or quota management. Even in a small friendnet, operators might like
+to know how much of their storage space is being consumed by Alice, so they
+might be able to ask her to cut back when overall disk usage is getting to
+high. In a larger commercial deployment, a service provider needs to be able
+to get accurate usage numbers so they can bill the user appropriately. In
+addition, the operator may want the ability to delete all of Bob's shares
+(i.e. cancel any outstanding leases) when he terminates his account.
+
+There are several lease-management/garbage-collection/deletion strategies
+possible for a Tahoe grid, but the most efficient ones require knowledge of
+lease ownership, so that renewals and expiration can take place on a
+per-account basis rather than a (more numerous) per-share basis.
+
+== Accounts ==
+
+To accomplish this, "Accounts" can be established in a Tahoe grid. There is
+nominally one account per human user of the grid, but of course a user might
+use multiple accounts, or an account might be shared between multiple users.
+The Account is the smallest unit of quota and lease management.
+
+Accounts are created by an "Account Manager". In a commercial network there
+will be just one (centralized) account manager, and all storage nodes will be
+configured to require a valid account before providing storage services. In a
+friendnet, each peer can run their own account manager, and servers will
+accept accounts from any of the managers (this mode is permissive but allows
+quota-tracking of non-malicious users).
+
+The account manager is free to manage the accounts as it pleases. Large
+systems will probably use a database to correlate things like username,
+storage consumed, billing status, etc.
+
+== Overview ==
+
+The Account Manager ("AM") replaces the normal Introducer node: grids which
+use an Account Manager will not run an Introducer, and the participating
+nodes will not be configured with an "introducer.furl".
+
+Instead, each client will be configured with a different "account.furl",
+which gives that client access to a specific account. These account FURLs
+point to an object inside the Account Manager which exists solely for the
+benefit of that one account. When the client needs access to storage servers,
+it will use this account object to acquire personalized introductions to a
+per-account "Personal Storage Server" facet, one per storage server node. For
+example, Alice would wind up with PSS[1A] on server 1, and PSS[2A] on server
+2. Bob would get PSS[1B] and PSS[2B].
+
+These PSS facets provide the same remote methods as the old generic SS facet,
+except that every time they create a lease object, the account information of
+the holder is recorded in that lease. The client stores a list of these PSS
+facet FURLs in persistent storage, and uses them in the "get_permuted_peers"
+function that all uploads and downloads use to figure out who to talk to when
+looking for shares or shareholders.
+
+Each Storage Server has a private facet that it gives to the Account Manager.
+This facet allows the AM to create PSS facets for a specific account. In
+particular, the AM tells the SS "please create account number 42, and tell me
+the PSS FURL that I should give to the client". The SS creates an object
+which remembers the account number, creates a FURL for it, and returns the
+FURL.
+
+If there is a single central account manager, then account numbers can be
+small integers. (if there are multiple ones, they need to be large random
+strings to ensure uniqueness). To avoid requiring large (accounts*servers)
+lookup tables, a given account should use the same identifer for all the
+servers it talks to. When this can be done, the PSS and Account FURLs are
+generated as MAC'ed copies of the account number.
+
+More specifically, the PSS FURL is a MAC'ed copy of the account number: each
+SS has a private secret "S", and it creates a string "%d-%s" % (accountnum,
+b2a(hash(S+accountnum))) to use as the swissnum part of the FURL. The SS uses
+tub.registerNameLookupHandler to add a function that tries to validate
+inbound FURLs against this scheme: if successful, it creates a new PSS object
+with the account number stashed inside. This allows the server to minimize
+their per-user storage requirements but still insure that PSS FURLs are
+unguessable.
+
+Account FURLs are created by the Account Manager in a similar fashion, using
+a MAC of the account number. The Account Manager can use the same account
+number to index other information in a database, like account status, billing
+status, etc.
+
+The mechanism by which Account FURLs are minted is left up to the account
+manager, but the simple AM that the 'tahoe create-account-manager' command
+makes has a "new-account" FURL which accepts a username and creates an
+account for them. The 'tahoe create-account' command is a CLI frontend to
+this facility. In a friendnet, you could publish this FURL to your friends,
+allowing everyone to make their own account. In a commercial grid, this
+facility would be reserved use by the same code which handles billing.
+
+
+== Creating the Account Manager ==
+
+The 'tahoe create-account-manager' command is used to create a simple account
+manager node. When started, this node will write several FURLs to its
+private/ directory, some of which should be provided to other services.
+
+ * new-account.furl : this FURL allows the holder to create new accounts
+ * manage-accounts.furl : this FURL allows the holder to list and modify
+                          all existing accounts
+ * serverdesk.furl : this FURL is used by storage servers to make themselves
+                     available to all account holders
+
+
+== Configuring the Storage Servers ==
+
+To use an account manager, each storage server node should be given access to
+the AM's serverdesk (by simply copying "serverdesk.furl" into the storage
+server's base directory). In addition, it should *not* be given an
+introducer.furl . The serverdesk FURL tells the SS that it should allow the
+AM to create PSS facets for each account, and the lack of an introducer FURL
+tells the SS to not make its generic SS facet available to anyone. The
+combination means that clients must acquire PSS facets instead of using the
+generic one.
+
+== Configuring Clients ==
+
+Each client should be configured to use a specific account by copying their
+account FURL into their basedir, in a file named "account.furl". In addition,
+these client nodes should *not* have an "introducer.furl". This combination
+tells the client to ask the AM for ...
diff --git a/docs/proposed/old-accounts-pubkey.txt b/docs/proposed/old-accounts-pubkey.txt
new file mode 100644 (file)
index 0000000..fc483a8
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,662 @@
+This is a proposal for handing accounts and quotas in Tahoe. Nothing is final
+yet.. we are still evaluating the options.
+
+
+= Accounts =
+
+The basic Tahoe account is defined by a DSA key pair. The holder of the
+private key has the ability to consume storage in conjunction with a specific
+account number.
+
+The Account Server has a long-term keypair. Valid accounts are marked as such
+by the Account Server's signature on a "membership card", which binds a
+specific pubkey to an account number and declares that this pair is a valid
+account.
+
+Each Storage Server which participates in the AS's domain will have the AS's
+pubkey in its list of valid AS keys, and will thus accept membership cards
+that were signed by that AS. If the SS accepts multiple ASs, then it will
+give each a distinct number, and leases will be labled with an (AS#,Account#)
+pair. If there is only one AS, then leases will be labeled with just the
+Account#.
+
+Each client node is given the FURL of their personal Account object. The
+Account will accept a DSA public key and return a signed membership card that
+authorizes the corresponding private key to consume storage on behalf of the
+account. The client will create its own DSA keypair the first time it
+connects to the Account, and will then use the resulting membership card for
+all subsequent storage operations.
+
+== Storage Server Goals ==
+
+The Storage Server cares about two things:
+
+ 1: maintaining an accurate refcount on each bucket, so it can delete the
+    bucket when the refcount goes to zero
+ 2: being able to answer questions about aggregate usage per account
+
+The SS conceptually maintains a big matrix of lease information: one column
+per account, one row per storage index. The cells contain a boolean
+(has-lease or no-lease). If the grid uses per-lease timers, then each
+has-lease cell also contains a lease timer.
+
+This matrix may be stored in a variety of ways: entries in each share file,
+or items in a SQL database, according to the desired tradeoff between
+complexity, robustness, read speed, and write speed.
+
+Each client (by virtue of their knowledge of an authorized private key) gets
+to manipulate their column of this matrix in any way they like: add lease,
+renew lease, delete lease. (TODO: for reconcilliation purposes, the should
+also be able to enumerate leases).
+
+== Storage Operations ==
+
+Side-effect-causing storage operations come in three forms:
+
+ 1: allocate bucket / add lease to existing bucket
+     arguments: storage_index=, storage_server=, ueb_hash=, account=
+ 2: renew lease
+     arguments: storage_index=, storage_server=, account=
+ 3: cancel lease
+     arguments: storage_index=, storage_server=, account=
+
+(where lease renewal is only relevant for grids which use per-lease timers).
+Clients do add-lease when they upload a file, and cancel-lease when they
+remove their last reference to it.
+
+Storage Servers publish a "public storage port" through the introducer, which
+does not actually enable storage operations, but is instead used in a
+rights-amplification pattern to grant authorized parties access to a
+"personal storage server facet". This personal facet is the one that
+implements allocate_bucket. All clients get access to the same public storage
+port, which means that we can improve the introduction mechanism later (to
+use a gossip-based protocol) without affecting the authority-granting
+protocols.
+
+The public storage port accepts signed messages asking for storage authority.
+It responds by creating a personal facet and making it available to the
+requester. The account number is curried into the facet, so that all
+lease-creating operations will record this account number into the lease. By
+restricting the nature of the personal facets that a client can access, we
+restrict them to using their designated account number.
+
+
+========================================
+
+There are two kinds of signed messages: use (other names: connection,
+FURLification, activation, reification, grounding, specific-making, ?), and
+delegation. The FURLification message results in a FURL that points to an
+object which can actually accept RIStorageServer methods. The delegation
+message results in a new signed message.
+
+The furlification message looks like:
+
+ (pubkey, signed(serialized({limitations}, beneficiary_furl)))
+
+The delegation message looks like:
+
+ (pubkey, signed(serialized({limitations}, delegate_pubkey)))
+
+The limitations dict indicates what the resulting connection or delegation
+can be used for. All limitations for the cert chain are applied, and the
+result must be restricted to their overall minimum.
+
+The following limitation keys are defined:
+
+ 'account': a number. All resulting leases must be tagged with this account
+            number. A chain with multiple distinct 'account' limitations is
+            an error (the result will not permit leases)
+ 'SI': a storage index (binary string). Leases may only be created for this
+       specific storage index, no other.
+ 'serverid': a peerid (binary string). Leases may only be created on the
+             storage server identified by this serverid.
+ 'UEB_hash': (binary string): Leases may only be created for shares which
+             contain a matching UEB_hash. Note: this limitation is a nuisance
+             to implement correctly: it requires that the storage server
+             parse the share and verify all hashes.
+ 'before': a timestamp (seconds since epoch). All leases must be made before
+           this time. In addition, all liverefs and FURLs must expire and
+           cease working at this time.
+ 'server_size': a number, measuring share size (in bytes). A storage server
+                which sees this message should keep track of how much storage
+                space has been consumed using this liveref/FURL, and throw
+                an exception when receiving a lease request that would bring
+                this total above 'server_size'. Note: this limitation is
+                a nuisance to implement (it works best if 'before' is used
+                and provides a short lifetime).
+
+Actually, let's merge the two, and put the type in the limitations dict.
+'furl_to' and 'delegate_key' are mutually exclusive.
+
+ 'furl_to': (string): Used only on furlification messages. This requests the
+            recipient to create an object which implements the given access,
+            then send a FURL which references this object to an
+            RIFURLReceiver.furl() call at the given 'furl_to' FURL.
+
+            To reduce the number of extra roundtrips, both foolscap calls
+            include an extra (ignored) argument that will carry the object
+            being referenced by the FURL, used to pre-load the recipient's
+            foolscap table. In addition, the response message will contain a
+            nonce, to allow the same beneficiary to be used for multiple
+            messages:
+
+             def process(limitations, nonce, ignored):
+               facet = create_storage_facet(limitations)
+               facet_furl = tub.registerReference(facet)
+               d = tub.getReference(limitations['furl_to'])
+               d.addCallback(lambda rref: rref.furl(facet_furl, nonce, facet))
+
+            The server must always send the facet/facet_furl to the furl_to
+            beneficiary, and never to the 'ignored' argument (even though for
+            well-behaved clients these will both refer to the same target).
+            This is to prevent a rogue server from echoing a client's signed
+            message to some other server, to try to steal the client's
+            authority.
+
+            The facet_furl should be persistent, so to reduce storage space,
+            facet_furl should contain an HMAC'ed list of all limitations, and
+            create_storage_facet() should be deferred until the client
+            actually tries to use the furl. This leads to 150-200 byte base32
+            swissnums.
+
+ 'delegate_key': (binary string, a DSA pubkey). Used only on delegation
+                 messages. This requests all observers to accept messages
+                 signed by the given public key and to apply the associated
+                 limitations.
+
+I also want to keep the message size small, so I'm going to define a custom
+netstring-based encoding format for it (JSON expands binary data by about
+3.5x). Each dict entry will be encoded as netstring(key)+netstring(value).
+The container is responsible for providing the size of this serialized
+structure.
+
+The actual message will then look like:
+
+def make_message(privkey, limitations):
+  message_to_sign = "".join([ netstring(k) + netstring(v)
+                              for k,v in limitations ])
+  signature = privkey.sign(message_to_sign)
+  pubkey = privkey.get_public_key()
+  msg = netstring(message_to_sign) + netstring(signature) + netstring(pubkey)
+  return msg
+
+The deserialization code MUST throw an exception if the same limitations key
+appears twice, to ensure that everybody interprets the dict the same way.
+
+These messages are passed over foolscap connections as a single string. They
+are also saved to disk in this format. Code should only store them in a
+deserialized form if the signature has been verified, the cert chain
+verified, and the limitations accumulated.
+
+
+The membership card is just the following:
+
+ membership_card = make_message(account_server_privkey,
+                                {'account': account_number,
+                                 'before': time.time() + 1*MONTH,
+                                 'delegate_key': client_pubkey})
+
+This card is provided on demand by the given user's Account facet, for
+whatever pubkey they submit.
+
+When a client learns about a new storage server, they create a new receiver
+object (and stash the peerid in it), and submit the following message to the
+RIStorageServerWelcome.get_personal_facet() method:
+
+ class Receiver(foolscap.Referenceable):
+   def remote_furl(self, facet_furl, nonce, ignored_facet):
+     self.stash = facet_furl
+ receiver = Receiver()
+ nonce = make_nonce()
+ mymsg = make_message(client_privkey, {'furl_to': receiver_furl})
+ send([membership_card, mymsg], nonce, receiver)
+
+Note that the receiver_furl will probably not have a routeable address, but
+this won't matter because the client is already attached, so foolscap can use
+the existing connection. The receiver should use facet_furl in preference to
+ignored_facet for consistency, but (unlike the server's use of receiver_furl)
+there is no security risk in using ignored_facet (since both are coming from
+the same source).
+
+The server will validate the cert chain (see below) and wind up with a
+complete list of limitations that are to be applied to the facet it will
+provide to the caller. This list must combine limitations from the entire
+chain: in particular it must enforce the account= limitation from the
+membership card.
+
+The server will then serialize this limitation dict into a string, compute a
+fixed-size HMAC code using a server-private secret, then base32 encode the
+(hmac+limitstring) value (and prepend a "0-" version indicator). The
+resulting string is used as the swissnum portion of the FURL that is sent to
+the furl_to target.
+
+Later, when the client tries to dereference this FURL, a
+Tub.registerNameLookupHandler hook will notice the attempt, claim the "0-"
+namespace, base32decode the string, check the HMAC, decode the limitation
+dict, then create and return an RIStorageServer facet with these limitations.
+
+The client should cache the (peerid, FURL) mapping in persistent storage.
+Later, when it learns about this storage server again, it will use the cached
+FURL instead of signing another message. If the getReference or the storage
+operation fails with StorageAuthorityExpiredError, the cache entry should be
+removed and the client should sign a new message to obtain a new one.
+
+ (security note: an evil storage server can take 'mymsg' and present it to
+ someone else, but other servers will only send the resulting authority to
+ the client's receiver_furl, so the evil server cannot benefit from this. The
+ receiver object has the serverid curried into it, so the evil server can
+ only affect the client's mapping for this one serverid, not anything else,
+ so the server cannot hurt the client in any way other than denying service
+ to itself. It might be a good idea to include serverid= in the message, but
+ it isn't clear that it really helps anything).
+
+When the client wants to use a Helper, it needs to delegate some amount of
+storage authority to the helper. The first phase has the client send the
+storage index to the helper, so it can query servers and decide whether the
+file needs to be uploaded or not. If it decides yes, the Helper creates a new
+Uploader object and a receiver object, and sends the Uploader liveref and the
+receiver FURL to the client.
+
+The client then creates a message for the helper to use:
+
+ helper_msg = make_message(client_privkey, {'furl_to': helper_rx_furl,
+                                            'SI': storage_index,
+                                            'before': time.time() + 1*DAY, #?
+                                            'server_size': filesize/k+overhead,
+                                            })
+
+The client then sends (membership_card, helper_msg) to the helper. The Helper
+sends (membership_card, helper_msg) to each storage server that it needs to
+use for the upload. This gives the Helper access to a limited facet on each
+storage server. This facet gives the helper the authority to upload data for
+a specific storage index, for a limited time, using leases that are tagged by
+the user's account number. The helper cannot use the client's storage
+authority for any other file. The size limit prevents the helper from storing
+some other (larger) file of its own using this authority. The time
+restriction allows the storage servers to expire their 'server_size' table
+entry quickly, and prevents the helper from hanging on to the storage
+authority indefinitely.
+
+The Helper only gets one furl_to target, which must be used for multiple SS
+peerids. The helper's receiver must parse the FURL that gets returned to
+determine which server is which. [problems: an evil server could deliver a
+bogus FURL which points to a different server. The Helper might reject the
+real server's good FURL as a duplicate. This allows an evil server to block
+access to a good server. Queries could be sent sequentially, which would
+partially mitigate this problem (an evil server could send multiple
+requests). Better: if the cert-chain send message could include a nonce,
+which is supposed to be returned with the FURL, then the helper could use
+this to correlate sends and receives.]
+
+=== repair caps ===
+
+There are three basic approaches to provide a Repairer with the storage
+authority that it needs. The first is to give the Repairer complete
+authority: allow it to place leases for whatever account number it wishes.
+This is simple and requires the least overhead, but of course it give the
+Repairer the ability to abuse everyone's quota. The second is to give the
+Repairer no user authority: instead, give the repairer its own account, and
+build it to keep track of which leases it is holding on behalf of one of its
+customers. This repairer will slowly accumulate quota space over time, as it
+creates new shares to replace ones that have decayed. Eventually, when the
+client comes back online, the client should establish its own leases on these
+new shares and allow the repairer to cancel its temporary ones.
+
+The third approach is in between the other two: give the repairer some
+limited authority over the customer's account, but not enough to let it
+consume the user's whole quota.
+
+To create the storage-authority portion of a (one-month) repair-cap, the
+client creates a new DSA keypair (repair_privkey, repair_pubkey), and then
+creates a signed message and bundles it into the repaircap:
+
+ repair_msg = make_message(client_privkey, {'delegate_key': repair_pubkey,
+                                            'SI': storage_index,
+                                            'UEB_hash': file_ueb_hash})
+ repair_cap = (verify_cap, repair_privkey, (membership_card, repair_msg))
+
+This gives the holder of the repair cap a time-limited authority to upload
+shares for the given storage index which contain the given data. This
+prohibits the repair-cap from being used to upload or repair any other file.
+
+When the repairer needs to upload a new share, it will use the delegated key
+to create its own signed message:
+
+ upload_msg = make_message(repair_privkey, {'furl_to': repairer_rx_furl})
+ send(membership_card, repair_msg, upload_msg)
+
+The biggest problem with the low-authority approaches is the expiration time
+of the membership card, which limits the duration for which the repair-cap
+authority is valid. It would be nice if repair-caps could last a long time,
+years perhaps, so that clients can be offline for a similar period of time.
+However to retain a reasonable revocation interval for users, the membership
+card's before= timeout needs to be closer to a month. [it might be reasonable
+to use some sort of rights-amplification: the repairer has a special cert
+which allows it to remove the before= value from a chain].
+
+
+=== chain verification ===
+
+The server will create a chain that starts with the AS's certificate: an
+unsigned message which derives its authority from being manually placed in
+the SS's configdir. The only limitation in the AS certificate will be on some
+kind of meta-account, in case we want to use multiple account servers and
+allow their account numbers to live in distinct number spaces (think
+sub-accounts or business partners to buy storage in bulk and resell it to
+users). The rest of the chain comes directly from what the client sent.
+
+The server walks the chain, keeping an accumulated limitations dictionary
+along the way. At each step it knows the pubkey that was delegated by the
+previous step.
+
+== client config ==
+
+Clients are configured with an Account FURL that points to a private facet on
+the Account Server. The client generates a private key at startup. It sends
+the pubkey to the AS facet, which will return a signed delegate_key message
+(the "membership card") that grants the client's privkey any storage
+authority it wishes (as long as the account number is set to a specific
+value).
+
+The client stores this membership card in private/membership.cert .
+
+
+RIStorageServer messages will accept an optional account= argument. If left
+unspecified, the value is taken from the limitations that were curried into
+the SS facet. In all cases, the value used must meet those limitations. The
+value must not be None: Helpers/Repairers or other super-powered storage
+clients are obligated to specify an account number.
+
+== server config ==
+
+Storage servers are configured with an unsigned root authority message. This
+is like the output of make_message(account_server_privkey, {}) but has empty
+'signature' and 'pubkey' strings. This root goes into
+NODEDIR/storage_authority_root.cert . It is prepended to all chains that
+arrive.
+
+ [if/when we accept multiple authorities, storage_authority_root.cert will
+  turn into a storage_authority_root/ directory with *.cert files, and each
+  arriving chain will cause a search through these root certs for a matching
+  pubkey. The empty limitations will be replaced by {domain=X}, which is used
+  as a sort of meta-account.. the details depend upon whether we express
+  account numbers as an int (with various ranges) or as a tuple]
+
+The root authority message is published by the Account Server through its web
+interface, and also into a local file: NODEDIR/storage_authority_root.cert .
+The admin of the storage server is responsible for copying this file into
+place, thus enabling clients to use storage services.
+
+
+----------------------------------------
+
+-- Text beyond this point is out-of-date, and exists purely for background --
+
+Each storage server offers a "public storage port", which only accepts signed
+messages. The Introducer mechanism exists to give clients a reference to a
+set of these public storage ports. All clients get access to the same ports.
+If clients did all their work themselves, these public storage ports would be
+enough, and no further code would be necessary (all storage requests would we
+signed the same way).
+
+Fundamentally, each storage request must be signed by the account's private
+key, giving the SS an authenticated Account Number to go with the request.
+This is used to index the correct cell in the lease matrix. The holder of the
+account privkey is allowed to manipulate their column of the matrix in any
+way they like: add leases, renew leases, delete leases. (TODO: for
+reconcilliation purposes, they should also be able to enumerate leases). The
+storage request is sent in the form of a signed request message, accompanied
+by the membership card. For example:
+
+ req = SIGN("allocate SI=123 SSID=abc", accountprivkey) , membership_card
+  -> RemoteBucketWriter reference
+
+Upon receipt of this request, the storage server will return a reference to a
+RemoteBucketWriter object, which the client can use to fill and close the
+bucket. The SS must perform two DSA signature verifications before accepting
+this request. The first is to validate the membership card: the Account
+Server's pubkey is used to verify the membership card's signature, from which
+an account pubkey and account# is extracted. The second is to validate the
+request: the account pubkey is used to verify the request signature. If both
+are valid, the full request (with account# and storage index) is delivered to
+the internal StorageServer object.
+
+Note that the signed request message includes the Storage Server's node ID,
+to prevent this storage server from taking the signed message and echoing to
+other storage servers. Each SS will ignore any request that is not addressed
+to the right SSID. Also note that the SI= and SSID= fields may contain
+wildcards, if the signing client so chooses.
+
+== Caching Signature Verification ==
+
+We add some complexity to this simple model to achieve two goals: to enable
+fine-grained delegation of storage capabilities (specifically for renewers
+and repairers), and to reduce the number of public-key crypto operations that
+must be performed.
+
+The first enhancement is to allow the SS to cache the results of the
+verification step. To do this, the client creates a signed message which asks
+the SS to return a FURL of an object which can be used to execute further
+operations *without* a DSA signature. The FURL is expected to contain a
+MAC'ed string that contains the account# and the argument restrictions,
+effectively currying a subset of arguments into the RemoteReference. Clients
+which do all their operations themselves would use this to obtain a private
+storage port for each public storage port, stashing the FURLs in a local
+table, and then later storage operations would be done to those FURLs instead
+of creating signed requests. For example:
+
+ req = SIGN("FURL(allocate SI=* SSID=abc)", accountprivkey), membership_card
+  -> FURL
+ Tub.getReference(FURL).allocate(SI=123) -> RemoteBucketWriter reference
+
+== Renewers and Repairers
+
+A brief digression is in order, to motivate the other enhancement. The
+"manifest" is a list of caps, one for each node that is reachable from the
+user's root directory/directories. The client is expected to generate the
+manifest on a periodic basis (perhaps once a day), and to keep track of which
+files/dirnodes have been added and removed. Items which have been removed
+must be explicitly dereferenced to reclaim their storage space. For grids
+which use per-file lease timers, the manifest is used to drive the Renewer: a
+process which renews the lease timers on a periodic basis (perhaps once a
+week). The manifest can also be used to drive a Checker, which in turn feeds
+work into the Repairer.
+
+The manifest should contain the minimum necessary authority to do its job,
+which generally means it contains the "verify cap" for each node. For
+immutable files, the verify cap contains the storage index and the UEB hash:
+enough information to retrieve and validate the ciphertext but not enough to
+decrypt it. For mutable files, the verify cap contains the storage index and
+the pubkey hash, which also serves to retrieve and validate ciphertext but
+not decrypt it.
+
+If the client does its own Renewing and Repairing, then a verifycap-based
+manifest is sufficient. However, if the user wants to be able to turn their
+computer off for a few months and still keep their files around, they need to
+delegate this job off to some other willing node. In a commercial network,
+there will be centralized (and perhaps trusted) Renewer/Repairer nodes, but
+in a friendnet these may not be available, and the user will depend upon one
+of their friends being willing to run this service for them while they are
+away. In either of these cases, the verifycaps are not enough: the Renewer
+will need additional authority to renew the client's leases, and the Repairer
+will need the authority to create new shares (in the client's name) when
+necessary.
+
+A trusted central service could be given all-account superpowers, allowing it
+to exercise storage authority on behalf of all users as it pleases. If this
+is the case, the verifycaps are sufficient. But if we desire to grant less
+authority to the Renewer/Repairer, then we need a mechanism to attenuate this
+authority.
+
+The usual objcap approach is to create a proxy: an intermediate object which
+itself is given full authority, but which is unwilling to exercise more than
+a portion of that authority in response to incoming requests. The
+not-fully-trusted service is then only given access to the proxy, not the
+final authority. For example:
+
+ class Proxy(RemoteReference):
+   def __init__(self, original, storage_index):
+     self.original = original
+     self.storage_index = storage_index
+   def remote_renew_leases(self):
+     return self.original.renew_leases(self.storage_index)
+ renewer.grant(Proxy(target, "abcd"))
+
+But this approach interposes the proxy in the calling chain, requiring the
+machine which hosts the proxy to be available and on-line at all times, which
+runs opposite to our use case (turning the client off for a month).
+
+== Creating Attenuated Authorities ==
+
+The other enhancement is to use more public-key operations to allow the
+delegation of reduced authority to external helper services. Specifically, we
+want to give then Renewer the ability to renew leases for a specific file,
+rather than giving it lease-renewal power for all files. Likewise, the
+Repairer should have the ability to create new shares, but only for the file
+that is being repaired, not for unrelated files.
+
+If we do not mind giving the storage servers the ability to replay their
+inbound message to other storage servers, then the client can simply generate
+a signed message with a wildcard SSID= argument and leave it in the care of
+the Renewer or Repairer. For example, the Renewer would get:
+
+ SIGN("renew-lease SI=123 SSID=*", accountprivkey), membership_card
+
+Then, when the Renewer needed to renew a lease, it would deliver this signed
+request message to the storage server. The SS would verify the signatures
+just as if the message came from the original client, find them good, and
+perform the desired operation. With this approach, the manifest that is
+delivered to the remote Renewer process needs to include a signed
+lease-renewal request for each file: we use the term "renew-cap" for this
+combined (verifycap + signed lease-renewal request) message. Likewise the
+"repair-cap" would be the verifycap plus a signed allocate-bucket message. A
+renew-cap manifest would be enough for a remote Renewer to do its job, a
+repair-cap manifest would provide a remote Repairer with enough authority,
+and a cancel-cap manifest would be used for a remote Canceller (used, e.g.,
+to make sure that file has been dereferenced even if the client does not
+stick around long enough to track down and inform all of the storage servers
+involved).
+
+The only concern is that the SS could also take this exact same renew-lease
+message and deliver it to other storage servers. This wouldn't cause a
+concern for mere lease renewal, but the allocate-share message might be a bit
+less comfortable (you might not want to grant the first storage server the
+ability to claim space in your name on all other storage servers).
+
+Ideally we'd like to send a different message to each storage server, each
+narrowed in scope to a single SSID, since then none of these messages would
+be useful on any other SS. If the client knew the identities of all the
+storage servers in the system ahead of time, it might create a whole slew of
+signed messages, but a) this is a lot of signatures, only a fraction of which
+will ever actually be used, and b) new servers might be introduced after the
+manifest is created, particularly if we're talking about repair-caps instead
+of renewal-caps. The Renewer can't generate these one-per-SSID messages from
+the SSID=* message, because it doesn't have a privkey to make the correct
+signatures. So without some other mechanism, we're stuck with these
+relatively coarse authorities.
+
+If we want to limit this sort of authority, then we need to introduce a new
+method. The client begins by generating a new DSA keypair. Then it signs a
+message that declares the new pubkey to be valid for a specific subset of
+storage operations (such as "renew-lease SI=123 SSID=*"). Then it delivers
+the new privkey, the declaration message, and the membership card to the
+Renewer. The renewer uses the new privkey to sign its own one-per-SSID
+request message for each server, then sends the (signed request, declaration,
+membership card) triple to the server. The server needs to perform three
+verification checks per message: first the membership card, then the
+declaration message, then the actual request message.
+
+== Other Enhancements ==
+
+If a given authority is likely to be used multiple times, the same
+give-me-a-FURL trick can be used to cut down on the number of public key
+operations that must be performed. This is trickier with the per-SI messages.
+
+When storing the manifest, things like the membership card should be
+amortized across a set of common entries. An isolated renew-cap needs to
+contain the verifycap, the signed renewal request, and the membership card.
+But a manifest with a thousand entries should only include one copy of the
+membership card.
+
+It might be sensible to define a signed renewal request that grants authority
+for a set of storage indicies, so that the signature can be shared among
+several entries (to save space and perhaps processing time). The request
+could include a Bloom filter of authorized SI values: when the request is
+actually sent to the server, the renewer would add a list of actual SI values
+to renew, and the server would accept all that are contained in the filter.
+
+== Revocation ==
+
+The lifetime of the storage authority included in the manifest's renew-caps
+or repair-caps will determine the lifetime of those caps. In particular, if
+we implement account revocation by using time-limited membership cards
+(requiring the client to get a new card once a month), then the repair-caps
+won't work for more than a month, which kind of defeats the purpose.
+
+A related issue is the FURL-shortcut: the MAC'ed message needs to include a
+validity period of some sort, and if the client tries to use a old FURL they
+should get an error message that will prompt them to try and acquire a newer
+one.
+
+------------------------------
+
+The client can produce a repair-cap manifest for a specific Repairer's
+pubkey, so it can produce a signed message that includes the pubkey (instead
+of needing to generate a new privkey just for this purpose). The result is
+not a capability, since it can only be used by the holder of the
+corresponding privkey.
+
+So the generic form of the storage operation message is the request (which
+has all the argument values filled in), followed by a chain of
+authorizations. The first authorization must be signed by the Account
+Server's key. Each authorization must be signed by the key mentioned in the
+previous one. Each one adds a new limitation on the power of the following
+ones. The actual request is bounded by all the limitations of the chain.
+
+The membership card is an authorization that simply limits the account number
+that can be used: "op=* SI=* SSID=* account=4 signed-by=CLIENT-PUBKEY".
+
+So a repair manifest created for a Repairer with pubkey ABCD could consist of
+a list of verifycaps plus a single authorization (using a Bloom filter to
+identify the SIs that were allowed):
+
+ SIGN("allocate SI=[bloom] SSID=* signed-by=ABCD")
+
+If/when the Repairer needed to allocate a share, it would use its own privkey
+to sign an additional message and send the whole list to the SS:
+
+ request=allocate SI=1234 SSID=EEFS account=4 shnum=2
+ SIGN("allocate SI=1234 SSID=EEFS", ABCD)
+ SIGN("allocate SI=[bloom] SSID=* signed-by=ABCD", clientkey)
+ membership: SIGN("op=* SI=* SSID=* account=4 signed-by=clientkey", ASkey)
+ [implicit]: ASkey
+
+----------------------------------------
+
+Things would be a lot simpler if the Repairer (actually the Re-Leaser) had
+everybody's account authority.
+
+One simplifying approach: the Repairer/Re-Leaser has its own account, and the
+shares it creates are leased under that account number. The R/R keeps track
+of which leases it has created for whom. When the client eventually comes
+back online, it is told to perform a re-leasing run, and after that occurs
+the R/R can cancel its own temporary leases.
+
+This would effectively transfer storage quota from the original client to the
+R/R over time (as shares are regenerated by the R/R while the client remains
+offline). If the R/R is centrally managed, the quota mechanism can sum the
+R/R's numbers with the SS's numbers when determining how much storage is
+consumed by any given account. Not quite as clean as storing the exact
+information in the SS's lease tables directly, but:
+
+ * the R/R no longer needs any special account authority (it merely needs an
+   accurate account number, which can be supplied by giving the client a
+   specific facet that is bound to that account number)
+ * the verify-cap manifest is sufficient to perform repair
+ * no extra DSA keys are necessary
+ * account authority could be implemented with either DSA keys or personal SS
+   facets: i.e. we don't need the delegability aspects of DSA keys for use by
+   the repair mechanism (we might still want them to simplify introduction).
+
+I *think* this would eliminate all that complexity of chained authorization
+messages.