git.bitcoin.ninja Git - rust-lightning/blob - lightning/src/blinded_path/mod.rs

   1 // This file is Copyright its original authors, visible in version control
   2 // history.
   3 //
   4 // This file is licensed under the Apache License, Version 2.0 <LICENSE-APACHE
   5 // or http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0> or the MIT license
   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(crate) mod utils;
  13
  14 use bitcoin::hashes::{Hash, HashEngine};
  15 use bitcoin::hashes::sha256::Hash as Sha256;
  16 use bitcoin::secp256k1::{self, PublicKey, Scalar, Secp256k1, SecretKey};
  17
  18 use crate::sign::{EntropySource, NodeSigner, Recipient};
  19 use crate::onion_message::ControlTlvs;
  20 use crate::ln::msgs::DecodeError;
  21 use crate::ln::onion_utils;
  22 use crate::util::chacha20poly1305rfc::{ChaChaPolyReadAdapter, ChaChaPolyWriteAdapter};
  23 use crate::util::ser::{FixedLengthReader, LengthReadableArgs, Readable, VecWriter, Writeable, Writer};
  24
  25 use core::mem;
  26 use core::ops::Deref;
  27 use crate::io::{self, Cursor};
  28 use crate::prelude::*;
  29
  30 /// Onion messages and payments can be sent and received to blinded paths, which serve to hide the
  31 /// identity of the recipient.
  32 #[derive(Clone, Debug, Hash, PartialEq, Eq)]
  33 pub struct BlindedPath {
  34         /// To send to a blinded path, the sender first finds a route to the unblinded
  35         /// `introduction_node_id`, which can unblind its [`encrypted_payload`] to find out the onion
  36         /// message or payment's next hop and forward it along.
  37         ///
  38         /// [`encrypted_payload`]: BlindedHop::encrypted_payload
  39         pub(crate) introduction_node_id: PublicKey,
  40         /// Used by the introduction node to decrypt its [`encrypted_payload`] to forward the onion
  41         /// message or payment.
  42         ///
  43         /// [`encrypted_payload`]: BlindedHop::encrypted_payload
  44         pub(crate) blinding_point: PublicKey,
  45         /// The hops composing the blinded path.
  46         pub(crate) blinded_hops: Vec<BlindedHop>,
  47 }
  48
  49 /// Used to construct the blinded hops portion of a blinded path. These hops cannot be identified
  50 /// by outside observers and thus can be used to hide the identity of the recipient.
  51 #[derive(Clone, Debug, Hash, PartialEq, Eq)]
  52 pub struct BlindedHop {
  53         /// The blinded node id of this hop in a blinded path.
  54         pub(crate) blinded_node_id: PublicKey,
  55         /// The encrypted payload intended for this hop in a blinded path.
  56         // The node sending to this blinded path will later encode this payload into the onion packet for
  57         // this hop.
  58         pub(crate) encrypted_payload: Vec<u8>,
  59 }
  60
  61 impl BlindedPath {
  62         /// Create a blinded path for an onion message, to be forwarded along `node_pks`. The last node
  63         /// pubkey in `node_pks` will be the destination node.
  64         ///
  65         /// Errors if less than two hops are provided or if `node_pk`(s) are invalid.
  66         //  TODO: make all payloads the same size with padding + add dummy hops
  67         pub fn new_for_message<ES: EntropySource, T: secp256k1::Signing + secp256k1::Verification>
  68                 (node_pks: &[PublicKey], entropy_source: &ES, secp_ctx: &Secp256k1<T>) -> Result<Self, ()>
  69         {
  70                 if node_pks.len() < 2 { return Err(()) }
  71                 let blinding_secret_bytes = entropy_source.get_secure_random_bytes();
  72                 let blinding_secret = SecretKey::from_slice(&blinding_secret_bytes[..]).expect("RNG is busted");
  73                 let introduction_node_id = node_pks[0];
  74
  75                 Ok(BlindedPath {
  76                         introduction_node_id,
  77                         blinding_point: PublicKey::from_secret_key(secp_ctx, &blinding_secret),
  78                         blinded_hops: blinded_message_hops(secp_ctx, node_pks, &blinding_secret).map_err(|_| ())?,
  79                 })
  80         }
  81
  82         // Advance the blinded onion message path by one hop, so make the second hop into the new
  83         // introduction node.
  84         pub(super) fn advance_message_path_by_one<NS: Deref, T: secp256k1::Signing + secp256k1::Verification>
  85                 (&mut self, node_signer: &NS, secp_ctx: &Secp256k1<T>) -> Result<(), ()>
  86                 where NS::Target: NodeSigner
  87         {
  88                 let control_tlvs_ss = node_signer.ecdh(Recipient::Node, &self.blinding_point, None)?;
  89                 let rho = onion_utils::gen_rho_from_shared_secret(&control_tlvs_ss.secret_bytes());
  90                 let encrypted_control_tlvs = self.blinded_hops.remove(0).encrypted_payload;
  91                 let mut s = Cursor::new(&encrypted_control_tlvs);
  92                 let mut reader = FixedLengthReader::new(&mut s, encrypted_control_tlvs.len() as u64);
  93                 match ChaChaPolyReadAdapter::read(&mut reader, rho) {
  94                         Ok(ChaChaPolyReadAdapter { readable: ControlTlvs::Forward(ForwardTlvs {
  95                                 mut next_node_id, next_blinding_override,
  96                         })}) => {
  97                                 let mut new_blinding_point = match next_blinding_override {
  98                                         Some(blinding_point) => blinding_point,
  99                                         None => {
 100                                                 let blinding_factor = {
 101                                                         let mut sha = Sha256::engine();
 102                                                         sha.input(&self.blinding_point.serialize()[..]);
 103                                                         sha.input(control_tlvs_ss.as_ref());
 104                                                         Sha256::from_engine(sha).into_inner()
 105                                                 };
 106                                                 self.blinding_point.mul_tweak(secp_ctx, &Scalar::from_be_bytes(blinding_factor).unwrap())
 107                                                         .map_err(|_| ())?
 108                                         }
 109                                 };
 110                                 mem::swap(&mut self.blinding_point, &mut new_blinding_point);
 111                                 mem::swap(&mut self.introduction_node_id, &mut next_node_id);
 112                                 Ok(())
 113                         },
 114                         _ => Err(())
 115                 }
 116         }
 117 }
 118
 119 /// Construct blinded onion message hops for the given `unblinded_path`.
 120 fn blinded_message_hops<T: secp256k1::Signing + secp256k1::Verification>(
 121         secp_ctx: &Secp256k1<T>, unblinded_path: &[PublicKey], session_priv: &SecretKey
 122 ) -> Result<Vec<BlindedHop>, secp256k1::Error> {
 123         let mut blinded_hops = Vec::with_capacity(unblinded_path.len());
 124
 125         let mut prev_ss_and_blinded_node_id = None;
 126         utils::construct_keys_callback(secp_ctx, unblinded_path, None, session_priv, |blinded_node_id, _, _, encrypted_payload_ss, unblinded_pk, _| {
 127                 if let Some((prev_ss, prev_blinded_node_id)) = prev_ss_and_blinded_node_id {
 128                         if let Some(pk) = unblinded_pk {
 129                                 let payload = ForwardTlvs {
 130                                         next_node_id: pk,
 131                                         next_blinding_override: None,
 132                                 };
 133                                 blinded_hops.push(BlindedHop {
 134                                         blinded_node_id: prev_blinded_node_id,
 135                                         encrypted_payload: encrypt_payload(payload, prev_ss),
 136                                 });
 137                         } else { debug_assert!(false); }
 138                 }
 139                 prev_ss_and_blinded_node_id = Some((encrypted_payload_ss, blinded_node_id));
 140         })?;
 141
 142         if let Some((final_ss, final_blinded_node_id)) = prev_ss_and_blinded_node_id {
 143                 let final_payload = ReceiveTlvs { path_id: None };
 144                 blinded_hops.push(BlindedHop {
 145                         blinded_node_id: final_blinded_node_id,
 146                         encrypted_payload: encrypt_payload(final_payload, final_ss),
 147                 });
 148         } else { debug_assert!(false) }
 149
 150         Ok(blinded_hops)
 151 }
 152
 153 /// Encrypt TLV payload to be used as a [`BlindedHop::encrypted_payload`].
 154 fn encrypt_payload<P: Writeable>(payload: P, encrypted_tlvs_ss: [u8; 32]) -> Vec<u8> {
 155         let mut writer = VecWriter(Vec::new());
 156         let write_adapter = ChaChaPolyWriteAdapter::new(encrypted_tlvs_ss, &payload);
 157         write_adapter.write(&mut writer).expect("In-memory writes cannot fail");
 158         writer.0
 159 }
 160
 161 impl Writeable for BlindedPath {
 162         fn write<W: Writer>(&self, w: &mut W) -> Result<(), io::Error> {
 163                 self.introduction_node_id.write(w)?;
 164                 self.blinding_point.write(w)?;
 165                 (self.blinded_hops.len() as u8).write(w)?;
 166                 for hop in &self.blinded_hops {
 167                         hop.write(w)?;
 168                 }
 169                 Ok(())
 170         }
 171 }
 172
 173 impl Readable for BlindedPath {
 174         fn read<R: io::Read>(r: &mut R) -> Result<Self, DecodeError> {
 175                 let introduction_node_id = Readable::read(r)?;
 176                 let blinding_point = Readable::read(r)?;
 177                 let num_hops: u8 = Readable::read(r)?;
 178                 if num_hops == 0 { return Err(DecodeError::InvalidValue) }
 179                 let mut blinded_hops: Vec<BlindedHop> = Vec::with_capacity(num_hops.into());
 180                 for _ in 0..num_hops {
 181                         blinded_hops.push(Readable::read(r)?);
 182                 }
 183                 Ok(BlindedPath {
 184                         introduction_node_id,
 185                         blinding_point,
 186                         blinded_hops,
 187                 })
 188         }
 189 }
 190
 191 impl_writeable!(BlindedHop, {
 192         blinded_node_id,
 193         encrypted_payload
 194 });
 195
 196 /// TLVs to encode in an intermediate onion message packet's hop data. When provided in a blinded
 197 /// route, they are encoded into [`BlindedHop::encrypted_payload`].
 198 pub(crate) struct ForwardTlvs {
 199         /// The node id of the next hop in the onion message's path.
 200         pub(super) next_node_id: PublicKey,
 201         /// Senders to a blinded path use this value to concatenate the route they find to the
 202         /// introduction node with the blinded path.
 203         pub(super) next_blinding_override: Option<PublicKey>,
 204 }
 205
 206 /// Similar to [`ForwardTlvs`], but these TLVs are for the final node.
 207 pub(crate) struct ReceiveTlvs {
 208         /// If `path_id` is `Some`, it is used to identify the blinded path that this onion message is
 209         /// sending to. This is useful for receivers to check that said blinded path is being used in
 210         /// the right context.
 211         pub(super) path_id: Option<[u8; 32]>,
 212 }
 213
 214 impl Writeable for ForwardTlvs {
 215         fn write<W: Writer>(&self, writer: &mut W) -> Result<(), io::Error> {
 216                 // TODO: write padding
 217                 encode_tlv_stream!(writer, {
 218                         (4, self.next_node_id, required),
 219                         (8, self.next_blinding_override, option)
 220                 });
 221                 Ok(())
 222         }
 223 }
 224
 225 impl Writeable for ReceiveTlvs {
 226         fn write<W: Writer>(&self, writer: &mut W) -> Result<(), io::Error> {
 227                 // TODO: write padding
 228                 encode_tlv_stream!(writer, {
 229                         (6, self.path_id, option),
 230                 });
 231                 Ok(())
 232         }
 233 }