1.
車輪の国、
TouchDevelopの少女
tmyt
COD沖縄
13/5/11

2.
about me
• tmyt
• 東京らへんで組み込みシ
ステム開発してます
• 最近はXamarin 2.0とか
触ったりしてます
• 好き: C++, C#, Delphi, ZSH
• Twitter: @tmyt
• Github: tmyt

3.
今日はなすこと
— TouchDevelopとはなんぞや
— TouchDevelopで学習する
— bit演算
— ハッシュ関数
— 認可プロトコル

4.
Touch develop is … 何
— Microsoft Reserchの研究成果
— プログラミングを学習するためのツール
— 主なターゲットはタッチデバイス
— キーボードがなくてもボタン押してるだけでOK

5.
こんなの
DEMO

6.
TouchDevelopの特徴
— 『やりたいこと』が主体
— 各種命令は高度に抽象化されている
— ひとつの命令で画像を表示したりできる
— あえて言うならCISCアセンブリ言語
— 成果物はStore AppsなどにExportできます

7.
TouchDevelopで
— 出来ること
— 文字や画像を表示する
— 四則演算する
— 三角関数を使う
— 出来ないこと
— ビット演算をする
— IntやCharなどを使い分ける
— 53bitを超える整数を扱う

8.
今日の目標
TouchDevelopでOAuth認証をしてみる

9.
あるひ
— ＊「TouchDevelopでOAuth認証ってできる？」
— 僕「できるんじゃない？」

10.
OAuth認証に必要なもの
— HMAC-SHA1ダイジェスト
— Authorization: OAuth ヘッダ
— 文字列をUTF-8バイト列として処理
— 現在時刻をEpoch Timeで扱う

11.
TouchDevelopでできる？
— HMAC-SHA1ダイジェスト
— SHA1ハッシュ
— 生成できない
— HMAC
— 生成できない
— Authorization: OAuth ヘッダ
— できる
— 文字列をUTF-8バイト列として処理
— できない
— 現在時刻をEpoch Timeで扱う
— できない

12.
TouchDevelopでできる？
— SHA1ハッシュ
— 生成できない
— ビット演算ができない
— ライブラリとしての実装もない
— HMAC
— ハッシュアルゴリズムが無いため実装がない
— 文字列をUTF-8バイト列として処理
— UTF-16文字列を変換する関数は実装がある
— 現在時刻をEpoch Timeで扱う
— 現在時刻をDateTime型で取得出来るので変換する

13.
OAuthするために
1. Epoch Timeを実装する
2. ビット演算を実装する
3. SHA1ハッシュを実装する
4. HMACダイジェストを実装する
5. UTF-16 → UTF-8変換を実装する
6. OAuthを実装する

14.
Chapter.I
Epoch Timeの取得

15.
Epoch Timeって？
— いわゆるUNIX時間
— 1970年1月1日からの経過秒数として表現
— タイムゾーンのオフセットは存在せず常にUTC

16.
TouchDevelopの時刻表現
— TouchDevelopでは時刻を表現できる
— イメージとしてはJavaScriptのDate型
— もちろんEpoch Timeへの変換は不可

17.
Epoch Timeへの変換
1. UTCで現在時刻を取得する
2. 1970年からの経過日数を単純に計算する
3. 日付×36400+0時からの経過秒数を計算する
— あれ、TouchDevelopって閏年の判定ができない
— それぐらいは軽く作りましょう
— ここまでで約1時間

18.
Chapter.II
ビット演算

19.
ビット演算とは
— ある値をビット列で表現しそのビットごとに論理演
算を適用する
— 例えば
— 15(10) AND 20(10) = 4(10)
— 15(10) OR 20(10) = 31(10)
— 15(10) XOR 20(10) = 27(10)
— C言語などではビット演算演算子が存在する

20.
ビットの配列へ変換
— ビット演算には2進数への変換が必要
— 手計算で2進数へ変換する場合と同様に実装する
List<int>
ToBinary(int
n)
{
var
b
=
new
List<int>();
while
(n
!=
0)
{
b.Add(n
%
2);
n
/=
2;
}
return
b.Reverse().Take(32).ToList();
}

21.
ビット演算を実装する
— 任意の数値をビット配列に変換できればあとはビッ
トごとにAND, OR, XOR, NOTを実装するだけ
— SHA1ハッシュの計算にはビットシフトも必要
— 同様にして実装します
— だいたいここまでで30分

22.
Chapter.III
SHA1ハッシュ

23.
SHA1ハッシュ
— Secure Hash Algorithm 縮めてSHA
— ハッシュ関数のひとつ
— 入力に対し一意な160bitの値を出力する
— 余談
— SHA1はNISTが2010年よりDeprecatedとしています
— 今後はSHA256を使うのをおすすめします

24.
SHA1の生成
— こんな雰囲気です
— バッファを64の倍数に拡張
— バッファを8bitごとに区切り
— StepA, B, C, Dの4パターンで演算
— 格段の値を合計
— 32bitの値5個を連結して160bitに

25.
TouchDevelopで実装する
— 先ほど作ったビット演算が活躍します
— AND, OR, XOR, SHR, SHL
— 右回転シフトも必要なので作ります
— 定数に16進数は使えないのですべて10進にします
— コピペも出来ないので間違えないように入力します
— 加算結果は最大で33bitになります
— TouchDevelopの数値型は53bit精度の浮動小数
— 4294967295(0xFFFFFFFF)とANDを取って切り捨てる

26.
Chapter.IV
HMACダイジェストを計算する

27.
HMACダイジェスト
— メッセージとキーから固定長のデータを生成する
— サーバから提供されたデータに対してパスワードを
使って演算し、それをサーバに送信とかして使う
— パスワードはユーザ/サーバ両者に既知の値
— サーバはデータ/パスワード共に既知であるためパス
ワードを直接ネットワーク上に流さずとも検証可能
— 結局内部でSHA1とか使ってます

28.
HMAC-SHA1
— HMACの内部アルゴリズムとしてSHA1を使う
— アルゴリズムの流れ
— 鍵と0x5cをXORで演算 … ①
— 鍵と0x36をXORで演算しメッセージと結合 … ②
— ②へハッシュ関数を適用 … ③
— ①と③を結合 … ④
— ④へハッシュ関数を適用しMACとする

29.
TouchDevelopで実装する
— SHA1はすでに実装しました
— 文字列からバイナリ生成はすでに実装しました
— ビット演算はすでに実装しました
— これらよりアルゴリズムを忠実に実装します
— 飽和演算なども不要なため素直に実装できます

30.
Chapter.V
UTF-8文字列を作る

31.
UTF-8文字列
— インターネットの世界ではUTF-8が流行
— TouchDevelopの内部はUTF-16です
— OAuthでアクセスする先は大抵UTF-8
— UTF-8文字列が必要になります

32.
文字列の扱い
— TouchDevelopでは文字列はUTF-16
— UTF-8のINT配列にするには？
— web→url encodeを使って変換する
— UTF-16のINT配列を作って変換する
— 最終的には後者で実装しています
— 後者の方が断然速いです

33.
UTF-16からUTF-8への変換
— UTF-8 ⇔ UTF-16は相互に変換可能
void
to_u8(int
c)
{
if(c
<
128)
chars.Add(c);
else
{
if(c
<
2048)
chars.Add(((c
>>
6)
&
31)
|
192);
else
{
chars.Add((c
>>
12)
|
224);
chars.Add(((c
>>
6)
&
63)
|
128);
}
chars.Add((c
&
63)
|
128);
}
}

34.
Chapter.VI
OAuthを実装する

35.
OAuthとは
— 認可プロトコル
— 認証プロトコルではない
— 第三者にリソースへのアクセスを許可する
— 第三者がユーザのCredentialを知ることはできない

36.
OAuthの仕組み
— ConsumerはProviderに仮トークンを要求
— Consumerは仮トークンを使って認証URLを要求
— Userは認証URLで自分のアカウント使いログイン
— 得られたVerifierをConsumerへ通知
— ConsumerはVerifierを用いProviderへ実トークンを
要求
— Providerはトークンを発行しConsumerのアクセス
を認可する

37.
結構めんどくさい

38.
大抵ライブラリがあります
— 有名な言語には大抵OAuthの実装はあります
— C++, Java, C#, Objective-C, PHP, Perl, Ruby, …
— OAuthの手実装は面倒なのでライブラリ使うのがお
すすめです
— TouchDevelopにはそんなものありません

39.
TouchDevelopでの実装
— OAuthで必要なものはこれまでに用意しました
— HMAC-SHA1
— Epoch Time
— UTF-8
— 仕様書通りに実装するだけです
— できあがったものはTouchDevelopライブラリとして
公開済みです

40.
DEMO
できたものがこちら

41.
まとめ
— TouchDevelopでプログラミングを学習しました
— TouchDevelopらしい使い方ではありません
— あえて実装することで理解が深まります
— C言語の本でビット演算実装しないでしょ？
— 制限された環境だと楽しくなってくる
— 学習するための車輪は惜しまない