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[rust-lightning] / lightning / src / blinded_path / mod.rs
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2 // history.
3 //
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6 // <LICENSE-MIT or http://opensource.org/licenses/MIT>, at your option.
7 // You may not use this file except in accordance with one or both of these
8 // licenses.
9
10 //! Creating blinded paths and related utilities live here.
11
12 pub mod payment;
13 pub(crate) mod message;
14 pub(crate) mod utils;
15
16 use bitcoin::secp256k1::{self, PublicKey, Secp256k1, SecretKey};
17
18 use crate::ln::msgs::DecodeError;
19 use crate::offers::invoice::BlindedPayInfo;
20 use crate::routing::gossip::{NodeId, ReadOnlyNetworkGraph};
21 use crate::sign::EntropySource;
22 use crate::util::ser::{Readable, Writeable, Writer};
23
24 use crate::io;
25 use crate::prelude::*;
26
27 /// The next hop to forward an onion message along its path.
28 ///
29 /// Note that payment blinded paths always specify their next hop using an explicit node id.
30 #[derive(Clone, Debug, Hash, PartialEq, Eq)]
31 pub enum NextMessageHop {
32         /// The node id of the next hop.
33         NodeId(PublicKey),
34         /// The short channel id leading to the next hop.
35         ShortChannelId(u64),
36 }
37
38 /// Onion messages and payments can be sent and received to blinded paths, which serve to hide the
39 /// identity of the recipient.
40 #[derive(Clone, Debug, Hash, PartialEq, Eq)]
41 pub struct BlindedPath {
42         /// To send to a blinded path, the sender first finds a route to the unblinded
43         /// `introduction_node`, which can unblind its [`encrypted_payload`] to find out the onion
44         /// message or payment's next hop and forward it along.
45         ///
46         /// [`encrypted_payload`]: BlindedHop::encrypted_payload
47         pub introduction_node: IntroductionNode,
48         /// Used by the introduction node to decrypt its [`encrypted_payload`] to forward the onion
49         /// message or payment.
50         ///
51         /// [`encrypted_payload`]: BlindedHop::encrypted_payload
52         pub blinding_point: PublicKey,
53         /// The hops composing the blinded path.
54         pub blinded_hops: Vec<BlindedHop>,
55 }
56
57 /// The unblinded node in a [`BlindedPath`].
58 #[derive(Clone, Debug, Hash, PartialEq, Eq)]
59 pub enum IntroductionNode {
60         /// The node id of the introduction node.
61         NodeId(PublicKey),
62         /// The short channel id of the channel leading to the introduction node. The [`Direction`]
63         /// identifies which side of the channel is the introduction node.
64         DirectedShortChannelId(Direction, u64),
65 }
66
67 /// The side of a channel that is the [`IntroductionNode`] in a [`BlindedPath`]. [BOLT 7] defines
68 /// which nodes is which in the [`ChannelAnnouncement`] message.
69 ///
70 /// [BOLT 7]: https://github.com/lightning/bolts/blob/master/07-routing-gossip.md#the-channel_announcement-message
71 /// [`ChannelAnnouncement`]: crate::ln::msgs::ChannelAnnouncement
72 #[derive(Clone, Copy, Debug, Hash, PartialEq, Eq)]
73 pub enum Direction {
74         /// The lesser node id when compared lexicographically in ascending order.
75         NodeOne,
76         /// The greater node id when compared lexicographically in ascending order.
77         NodeTwo,
78 }
79
80 /// An interface for looking up the node id of a channel counterparty for the purpose of forwarding
81 /// an [`OnionMessage`].
82 ///
83 /// [`OnionMessage`]: crate::ln::msgs::OnionMessage
84 pub trait NodeIdLookUp {
85         /// Returns the node id of the forwarding node's channel counterparty with `short_channel_id`.
86         ///
87         /// Here, the forwarding node is referring to the node of the [`OnionMessenger`] parameterized
88         /// by the [`NodeIdLookUp`] and the counterparty to one of that node's peers.
89         ///
90         /// [`OnionMessenger`]: crate::onion_message::messenger::OnionMessenger
91         fn next_node_id(&self, short_channel_id: u64) -> Option<PublicKey>;
92 }
93
94 /// A [`NodeIdLookUp`] that always returns `None`.
95 pub struct EmptyNodeIdLookUp {}
96
97 impl NodeIdLookUp for EmptyNodeIdLookUp {
98         fn next_node_id(&self, _short_channel_id: u64) -> Option<PublicKey> {
99                 None
100         }
101 }
102
103 /// An encrypted payload and node id corresponding to a hop in a payment or onion message path, to
104 /// be encoded in the sender's onion packet. These hops cannot be identified by outside observers
105 /// and thus can be used to hide the identity of the recipient.
106 #[derive(Clone, Debug, Hash, PartialEq, Eq)]
107 pub struct BlindedHop {
108         /// The blinded node id of this hop in a [`BlindedPath`].
109         pub blinded_node_id: PublicKey,
110         /// The encrypted payload intended for this hop in a [`BlindedPath`].
111         // The node sending to this blinded path will later encode this payload into the onion packet for
112         // this hop.
113         pub encrypted_payload: Vec<u8>,
114 }
115
116 impl BlindedPath {
117         /// Create a one-hop blinded path for a message.
118         pub fn one_hop_for_message<ES: EntropySource + ?Sized, T: secp256k1::Signing + secp256k1::Verification>(
119                 recipient_node_id: PublicKey, entropy_source: &ES, secp_ctx: &Secp256k1<T>
120         ) -> Result<Self, ()> {
121                 Self::new_for_message(&[recipient_node_id], entropy_source, secp_ctx)
122         }
123
124         /// Create a blinded path for an onion message, to be forwarded along `node_pks`. The last node
125         /// pubkey in `node_pks` will be the destination node.
126         ///
127         /// Errors if no hops are provided or if `node_pk`(s) are invalid.
128         //  TODO: make all payloads the same size with padding + add dummy hops
129         pub fn new_for_message<ES: EntropySource + ?Sized, T: secp256k1::Signing + secp256k1::Verification>(
130                 node_pks: &[PublicKey], entropy_source: &ES, secp_ctx: &Secp256k1<T>
131         ) -> Result<Self, ()> {
132                 if node_pks.is_empty() { return Err(()) }
133                 let blinding_secret_bytes = entropy_source.get_secure_random_bytes();
134                 let blinding_secret = SecretKey::from_slice(&blinding_secret_bytes[..]).expect("RNG is busted");
135                 let introduction_node = IntroductionNode::NodeId(node_pks[0]);
136
137                 Ok(BlindedPath {
138                         introduction_node,
139                         blinding_point: PublicKey::from_secret_key(secp_ctx, &blinding_secret),
140                         blinded_hops: message::blinded_hops(secp_ctx, node_pks, &blinding_secret).map_err(|_| ())?,
141                 })
142         }
143
144         /// Create a one-hop blinded path for a payment.
145         pub fn one_hop_for_payment<ES: EntropySource + ?Sized, T: secp256k1::Signing + secp256k1::Verification>(
146                 payee_node_id: PublicKey, payee_tlvs: payment::ReceiveTlvs, min_final_cltv_expiry_delta: u16,
147                 entropy_source: &ES, secp_ctx: &Secp256k1<T>
148         ) -> Result<(BlindedPayInfo, Self), ()> {
149                 // This value is not considered in pathfinding for 1-hop blinded paths, because it's intended to
150                 // be in relation to a specific channel.
151                 let htlc_maximum_msat = u64::max_value();
152                 Self::new_for_payment(
153                         &[], payee_node_id, payee_tlvs, htlc_maximum_msat, min_final_cltv_expiry_delta,
154                         entropy_source, secp_ctx
155                 )
156         }
157
158         /// Create a blinded path for a payment, to be forwarded along `intermediate_nodes`.
159         ///
160         /// Errors if:
161         /// * a provided node id is invalid
162         /// * [`BlindedPayInfo`] calculation results in an integer overflow
163         /// * any unknown features are required in the provided [`ForwardTlvs`]
164         ///
165         /// [`ForwardTlvs`]: crate::blinded_path::payment::ForwardTlvs
166         //  TODO: make all payloads the same size with padding + add dummy hops
167         pub fn new_for_payment<ES: EntropySource + ?Sized, T: secp256k1::Signing + secp256k1::Verification>(
168                 intermediate_nodes: &[payment::ForwardNode], payee_node_id: PublicKey,
169                 payee_tlvs: payment::ReceiveTlvs, htlc_maximum_msat: u64, min_final_cltv_expiry_delta: u16,
170                 entropy_source: &ES, secp_ctx: &Secp256k1<T>
171         ) -> Result<(BlindedPayInfo, Self), ()> {
172                 let introduction_node = IntroductionNode::NodeId(
173                         intermediate_nodes.first().map_or(payee_node_id, |n| n.node_id)
174                 );
175                 let blinding_secret_bytes = entropy_source.get_secure_random_bytes();
176                 let blinding_secret = SecretKey::from_slice(&blinding_secret_bytes[..]).expect("RNG is busted");
177
178                 let blinded_payinfo = payment::compute_payinfo(
179                         intermediate_nodes, &payee_tlvs, htlc_maximum_msat, min_final_cltv_expiry_delta
180                 )?;
181                 Ok((blinded_payinfo, BlindedPath {
182                         introduction_node,
183                         blinding_point: PublicKey::from_secret_key(secp_ctx, &blinding_secret),
184                         blinded_hops: payment::blinded_hops(
185                                 secp_ctx, intermediate_nodes, payee_node_id, payee_tlvs, &blinding_secret
186                         ).map_err(|_| ())?,
187                 }))
188         }
189
190         /// Returns the introduction [`NodeId`] of the blinded path, if it is publicly reachable (i.e.,
191         /// it is found in the network graph).
192         pub fn public_introduction_node_id<'a>(
193                 &self, network_graph: &'a ReadOnlyNetworkGraph
194         ) -> Option<&'a NodeId> {
195                 match &self.introduction_node {
196                         IntroductionNode::NodeId(pubkey) => {
197                                 let node_id = NodeId::from_pubkey(pubkey);
198                                 network_graph.nodes().get_key_value(&node_id).map(|(key, _)| key)
199                         },
200                         IntroductionNode::DirectedShortChannelId(direction, scid) => {
201                                 network_graph
202                                         .channel(*scid)
203                                         .map(|c| match direction {
204                                                 Direction::NodeOne => &c.node_one,
205                                                 Direction::NodeTwo => &c.node_two,
206                                         })
207                         },
208                 }
209         }
210 }
211
212 impl Writeable for BlindedPath {
213         fn write<W: Writer>(&self, w: &mut W) -> Result<(), io::Error> {
214                 match &self.introduction_node {
215                         IntroductionNode::NodeId(pubkey) => pubkey.write(w)?,
216                         IntroductionNode::DirectedShortChannelId(direction, scid) => {
217                                 match direction {
218                                         Direction::NodeOne => 0u8.write(w)?,
219                                         Direction::NodeTwo => 1u8.write(w)?,
220                                 }
221                                 scid.write(w)?;
222                         },
223                 }
224
225                 self.blinding_point.write(w)?;
226                 (self.blinded_hops.len() as u8).write(w)?;
227                 for hop in &self.blinded_hops {
228                         hop.write(w)?;
229                 }
230                 Ok(())
231         }
232 }
233
234 impl Readable for BlindedPath {
235         fn read<R: io::Read>(r: &mut R) -> Result<Self, DecodeError> {
236                 let mut first_byte: u8 = Readable::read(r)?;
237                 let introduction_node = match first_byte {
238                         0 => IntroductionNode::DirectedShortChannelId(Direction::NodeOne, Readable::read(r)?),
239                         1 => IntroductionNode::DirectedShortChannelId(Direction::NodeTwo, Readable::read(r)?),
240                         2|3 => {
241                                 use io::Read;
242                                 let mut pubkey_read = core::slice::from_mut(&mut first_byte).chain(r.by_ref());
243                                 IntroductionNode::NodeId(Readable::read(&mut pubkey_read)?)
244                         },
245                         _ => return Err(DecodeError::InvalidValue),
246                 };
247                 let blinding_point = Readable::read(r)?;
248                 let num_hops: u8 = Readable::read(r)?;
249                 if num_hops == 0 { return Err(DecodeError::InvalidValue) }
250                 let mut blinded_hops: Vec<BlindedHop> = Vec::with_capacity(num_hops.into());
251                 for _ in 0..num_hops {
252                         blinded_hops.push(Readable::read(r)?);
253                 }
254                 Ok(BlindedPath {
255                         introduction_node,
256                         blinding_point,
257                         blinded_hops,
258                 })
259         }
260 }
261
262 impl_writeable!(BlindedHop, {
263         blinded_node_id,
264         encrypted_payload
265 });
266
267 impl Direction {
268         /// Returns the [`NodeId`] from the inputs corresponding to the direction.
269         pub fn select_node_id<'a>(&self, node_a: &'a NodeId, node_b: &'a NodeId) -> &'a NodeId {
270                 match self {
271                         Direction::NodeOne => core::cmp::min(node_a, node_b),
272                         Direction::NodeTwo => core::cmp::max(node_a, node_b),
273                 }
274         }
275
276         /// Returns the [`PublicKey`] from the inputs corresponding to the direction.
277         pub fn select_pubkey<'a>(&self, node_a: &'a PublicKey, node_b: &'a PublicKey) -> &'a PublicKey {
278                 let (node_one, node_two) = if NodeId::from_pubkey(node_a) < NodeId::from_pubkey(node_b) {
279                         (node_a, node_b)
280                 } else {
281                         (node_b, node_a)
282                 };
283                 match self {
284                         Direction::NodeOne => node_one,
285                         Direction::NodeTwo => node_two,
286                 }
287         }
288 }