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[rust-lightning] / lightning / src / chain / mod.rs
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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 //! Structs and traits which allow other parts of rust-lightning to interact with the blockchain.
11
12 use bitcoin::blockdata::block::{Block, Header};
13 use bitcoin::blockdata::constants::genesis_block;
14 use bitcoin::blockdata::script::{Script, ScriptBuf};
15 use bitcoin::hash_types::{BlockHash, Txid};
16 use bitcoin::network::constants::Network;
17 use bitcoin::secp256k1::PublicKey;
18
19 use crate::chain::channelmonitor::{ChannelMonitor, ChannelMonitorUpdate, MonitorEvent};
20 use crate::ln::types::ChannelId;
21 use crate::sign::ecdsa::EcdsaChannelSigner;
22 use crate::chain::transaction::{OutPoint, TransactionData};
23 use crate::impl_writeable_tlv_based;
24
25 #[allow(unused_imports)]
26 use crate::prelude::*;
27
28 pub mod chaininterface;
29 pub mod chainmonitor;
30 pub mod channelmonitor;
31 pub mod transaction;
32 pub(crate) mod onchaintx;
33 pub(crate) mod package;
34
35 /// The best known block as identified by its hash and height.
36 #[derive(Clone, Copy, Debug, Hash, PartialEq, Eq)]
37 pub struct BestBlock {
38         /// The block's hash
39         pub block_hash: BlockHash,
40         /// The height at which the block was confirmed.
41         pub height: u32,
42 }
43
44 impl BestBlock {
45         /// Constructs a `BestBlock` that represents the genesis block at height 0 of the given
46         /// network.
47         pub fn from_network(network: Network) -> Self {
48                 BestBlock {
49                         block_hash: genesis_block(network).header.block_hash(),
50                         height: 0,
51                 }
52         }
53
54         /// Returns a `BestBlock` as identified by the given block hash and height.
55         ///
56         /// This is not exported to bindings users directly as the bindings auto-generate an
57         /// equivalent `new`.
58         pub fn new(block_hash: BlockHash, height: u32) -> Self {
59                 BestBlock { block_hash, height }
60         }
61 }
62
63 impl_writeable_tlv_based!(BestBlock, {
64         (0, block_hash, required),
65         (2, height, required),
66 });
67
68
69 /// The `Listen` trait is used to notify when blocks have been connected or disconnected from the
70 /// chain.
71 ///
72 /// Useful when needing to replay chain data upon startup or as new chain events occur. Clients
73 /// sourcing chain data using a block-oriented API should prefer this interface over [`Confirm`].
74 /// Such clients fetch the entire header chain whereas clients using [`Confirm`] only fetch headers
75 /// when needed.
76 ///
77 /// By using [`Listen::filtered_block_connected`] this interface supports clients fetching the
78 /// entire header chain and only blocks with matching transaction data using BIP 157 filters or
79 /// other similar filtering.
80 pub trait Listen {
81         /// Notifies the listener that a block was added at the given height, with the transaction data
82         /// possibly filtered.
83         fn filtered_block_connected(&self, header: &Header, txdata: &TransactionData, height: u32);
84
85         /// Notifies the listener that a block was added at the given height.
86         fn block_connected(&self, block: &Block, height: u32) {
87                 let txdata: Vec<_> = block.txdata.iter().enumerate().collect();
88                 self.filtered_block_connected(&block.header, &txdata, height);
89         }
90
91         /// Notifies the listener that a block was removed at the given height.
92         fn block_disconnected(&self, header: &Header, height: u32);
93 }
94
95 /// The `Confirm` trait is used to notify LDK when relevant transactions have been confirmed on
96 /// chain or unconfirmed during a chain reorganization.
97 ///
98 /// Clients sourcing chain data using a transaction-oriented API should prefer this interface over
99 /// [`Listen`]. For instance, an Electrum-based transaction sync implementation may implement
100 /// [`Filter`] to subscribe to relevant transactions and unspent outputs it should monitor for
101 /// on-chain activity. Then, it needs to notify LDK via this interface upon observing any changes
102 /// with reference to the confirmation status of the monitored objects.
103 ///
104 /// # Use
105 /// The intended use is as follows:
106 /// - Call [`transactions_confirmed`] to notify LDK whenever any of the registered transactions or
107 ///   outputs are, respectively, confirmed or spent on chain.
108 /// - Call [`transaction_unconfirmed`] to notify LDK whenever any transaction returned by
109 ///   [`get_relevant_txids`] is no longer confirmed in the block with the given block hash.
110 /// - Call [`best_block_updated`] to notify LDK whenever a new chain tip becomes available.
111 ///
112 /// # Order
113 ///
114 /// Clients must call these methods in chain order. Specifically:
115 /// - Transactions which are confirmed in a particular block must be given before transactions
116 ///   confirmed in a later block.
117 /// - Dependent transactions within the same block must be given in topological order, possibly in
118 ///   separate calls.
119 /// - All unconfirmed transactions must be given after the original confirmations and before *any*
120 ///   reconfirmations, i.e., [`transactions_confirmed`] and [`transaction_unconfirmed`] calls should
121 ///   never be interleaved, but always conduced *en bloc*.
122 /// - Any reconfirmed transactions need to be explicitly unconfirmed before they are reconfirmed
123 ///   in regard to the new block.
124 ///
125 /// See individual method documentation for further details.
126 ///
127 /// [`transactions_confirmed`]: Self::transactions_confirmed
128 /// [`transaction_unconfirmed`]: Self::transaction_unconfirmed
129 /// [`best_block_updated`]: Self::best_block_updated
130 /// [`get_relevant_txids`]: Self::get_relevant_txids
131 pub trait Confirm {
132         /// Notifies LDK of transactions confirmed in a block with a given header and height.
133         ///
134         /// Must be called for any transactions registered by [`Filter::register_tx`] or any
135         /// transactions spending an output registered by [`Filter::register_output`]. Such transactions
136         /// appearing in the same block do not need to be included in the same call; instead, multiple
137         /// calls with additional transactions may be made so long as they are made in [chain order].
138         ///
139         /// May be called before or after [`best_block_updated`] for the corresponding block. However,
140         /// in the event of a chain reorganization, it must not be called with a `header` that is no
141         /// longer in the chain as of the last call to [`best_block_updated`].
142         ///
143         /// [chain order]: Confirm#order
144         /// [`best_block_updated`]: Self::best_block_updated
145         fn transactions_confirmed(&self, header: &Header, txdata: &TransactionData, height: u32);
146         /// Notifies LDK of a transaction that is no longer confirmed as result of a chain reorganization.
147         ///
148         /// Must be called for any transaction returned by [`get_relevant_txids`] if it has been
149         /// reorganized out of the best chain or if it is no longer confirmed in the block with the
150         /// given block hash. Once called, the given transaction will not be returned
151         /// by [`get_relevant_txids`], unless it has been reconfirmed via [`transactions_confirmed`].
152         ///
153         /// [`get_relevant_txids`]: Self::get_relevant_txids
154         /// [`transactions_confirmed`]: Self::transactions_confirmed
155         fn transaction_unconfirmed(&self, txid: &Txid);
156         /// Notifies LDK of an update to the best header connected at the given height.
157         ///
158         /// Must be called whenever a new chain tip becomes available. May be skipped for intermediary
159         /// blocks.
160         fn best_block_updated(&self, header: &Header, height: u32);
161         /// Returns transactions that must be monitored for reorganization out of the chain along
162         /// with the height and the hash of the block as part of which it had been previously confirmed.
163         ///
164         /// Note that the returned `Option<BlockHash>` might be `None` for channels created with LDK
165         /// 0.0.112 and prior, in which case you need to manually track previous confirmations.
166         ///
167         /// Will include any transactions passed to [`transactions_confirmed`] that have insufficient
168         /// confirmations to be safe from a chain reorganization. Will not include any transactions
169         /// passed to [`transaction_unconfirmed`], unless later reconfirmed.
170         ///
171         /// Must be called to determine the subset of transactions that must be monitored for
172         /// reorganization. Will be idempotent between calls but may change as a result of calls to the
173         /// other interface methods. Thus, this is useful to determine which transactions must be
174         /// given to [`transaction_unconfirmed`].
175         ///
176         /// If any of the returned transactions are confirmed in a block other than the one with the
177         /// given hash at the given height, they need to be unconfirmed and reconfirmed via
178         /// [`transaction_unconfirmed`] and [`transactions_confirmed`], respectively.
179         ///
180         /// [`transactions_confirmed`]: Self::transactions_confirmed
181         /// [`transaction_unconfirmed`]: Self::transaction_unconfirmed
182         fn get_relevant_txids(&self) -> Vec<(Txid, u32, Option<BlockHash>)>;
183 }
184
185 /// An enum representing the status of a channel monitor update persistence.
186 ///
187 /// These are generally used as the return value for an implementation of [`Persist`] which is used
188 /// as the storage layer for a [`ChainMonitor`]. See the docs on [`Persist`] for a high-level
189 /// explanation of how to handle different cases.
190 ///
191 /// While `UnrecoverableError` is provided as a failure variant, it is not truly "handled" on the
192 /// calling side, and generally results in an immediate panic. For those who prefer to avoid
193 /// panics, `InProgress` can be used and you can retry the update operation in the background or
194 /// shut down cleanly.
195 ///
196 /// Note that channels should generally *not* be force-closed after a persistence failure.
197 /// Force-closing with the latest [`ChannelMonitorUpdate`] applied may result in a transaction
198 /// being broadcast which can only be spent by the latest [`ChannelMonitor`]! Thus, if the
199 /// latest [`ChannelMonitor`] is not durably persisted anywhere and exists only in memory, naively
200 /// calling [`ChannelManager::force_close_broadcasting_latest_txn`] *may result in loss of funds*!
201 ///
202 /// [`Persist`]: chainmonitor::Persist
203 /// [`ChainMonitor`]: chainmonitor::ChainMonitor
204 /// [`ChannelManager::force_close_broadcasting_latest_txn`]: crate::ln::channelmanager::ChannelManager::force_close_broadcasting_latest_txn
205 #[derive(Clone, Copy, Debug, PartialEq, Eq)]
206 pub enum ChannelMonitorUpdateStatus {
207         /// The update has been durably persisted and all copies of the relevant [`ChannelMonitor`]
208         /// have been updated.
209         ///
210         /// This includes performing any `fsync()` calls required to ensure the update is guaranteed to
211         /// be available on restart even if the application crashes.
212         Completed,
213         /// Indicates that the update will happen asynchronously in the background or that a transient
214         /// failure occurred which is being retried in the background and will eventually complete.
215         ///
216         /// This will "freeze" a channel, preventing us from revoking old states or submitting a new
217         /// commitment transaction to the counterparty. Once the update(s) which are `InProgress` have
218         /// been completed, a [`MonitorEvent::Completed`] can be used to restore the channel to an
219         /// operational state.
220         ///
221         /// Even when a channel has been "frozen", updates to the [`ChannelMonitor`] can continue to
222         /// occur (e.g. if an inbound HTLC which we forwarded was claimed upstream, resulting in us
223         /// attempting to claim it on this channel) and those updates must still be persisted.
224         ///
225         /// No updates to the channel will be made which could invalidate other [`ChannelMonitor`]s
226         /// until a [`MonitorEvent::Completed`] is provided, even if you return no error on a later
227         /// monitor update for the same channel.
228         ///
229         /// For deployments where a copy of [`ChannelMonitor`]s and other local state are backed up in
230         /// a remote location (with local copies persisted immediately), it is anticipated that all
231         /// updates will return [`InProgress`] until the remote copies could be updated.
232         ///
233         /// Note that while fully asynchronous persistence of [`ChannelMonitor`] data is generally
234         /// reliable, this feature is considered beta, and a handful of edge-cases remain. Until the
235         /// remaining cases are fixed, in rare cases, *using this feature may lead to funds loss*.
236         ///
237         /// [`InProgress`]: ChannelMonitorUpdateStatus::InProgress
238         InProgress,
239         /// Indicates that an update has failed and will not complete at any point in the future.
240         ///
241         /// Currently returning this variant will cause LDK to immediately panic to encourage immediate
242         /// shutdown. In the future this may be updated to disconnect peers and refuse to continue
243         /// normal operation without a panic.
244         ///
245         /// Applications which wish to perform an orderly shutdown after failure should consider
246         /// returning [`InProgress`] instead and simply shut down without ever marking the update
247         /// complete.
248         ///
249         /// [`InProgress`]: ChannelMonitorUpdateStatus::InProgress
250         UnrecoverableError,
251 }
252
253 /// The `Watch` trait defines behavior for watching on-chain activity pertaining to channels as
254 /// blocks are connected and disconnected.
255 ///
256 /// Each channel is associated with a [`ChannelMonitor`]. Implementations of this trait are
257 /// responsible for maintaining a set of monitors such that they can be updated as channel state
258 /// changes. On each update, *all copies* of a [`ChannelMonitor`] must be updated and the update
259 /// persisted to disk to ensure that the latest [`ChannelMonitor`] state can be reloaded if the
260 /// application crashes.
261 ///
262 /// See method documentation and [`ChannelMonitorUpdateStatus`] for specific requirements.
263 pub trait Watch<ChannelSigner: EcdsaChannelSigner> {
264         /// Watches a channel identified by `funding_txo` using `monitor`.
265         ///
266         /// Implementations are responsible for watching the chain for the funding transaction along
267         /// with any spends of outputs returned by [`get_outputs_to_watch`]. In practice, this means
268         /// calling [`block_connected`] and [`block_disconnected`] on the monitor.
269         ///
270         /// A return of `Err(())` indicates that the channel should immediately be force-closed without
271         /// broadcasting the funding transaction.
272         ///
273         /// If the given `funding_txo` has previously been registered via `watch_channel`, `Err(())`
274         /// must be returned.
275         ///
276         /// [`get_outputs_to_watch`]: channelmonitor::ChannelMonitor::get_outputs_to_watch
277         /// [`block_connected`]: channelmonitor::ChannelMonitor::block_connected
278         /// [`block_disconnected`]: channelmonitor::ChannelMonitor::block_disconnected
279         fn watch_channel(&self, funding_txo: OutPoint, monitor: ChannelMonitor<ChannelSigner>) -> Result<ChannelMonitorUpdateStatus, ()>;
280
281         /// Updates a channel identified by `funding_txo` by applying `update` to its monitor.
282         ///
283         /// Implementations must call [`ChannelMonitor::update_monitor`] with the given update. This
284         /// may fail (returning an `Err(())`), in which case this should return
285         /// [`ChannelMonitorUpdateStatus::InProgress`] (and the update should never complete). This
286         /// generally implies the channel has been closed (either by the funding outpoint being spent
287         /// on-chain or the [`ChannelMonitor`] having decided to do so and broadcasted a transaction),
288         /// and the [`ChannelManager`] state will be updated once it sees the funding spend on-chain.
289         ///
290         /// In general, persistence failures should be retried after returning
291         /// [`ChannelMonitorUpdateStatus::InProgress`] and eventually complete. If a failure truly
292         /// cannot be retried, the node should shut down immediately after returning
293         /// [`ChannelMonitorUpdateStatus::UnrecoverableError`], see its documentation for more info.
294         ///
295         /// [`ChannelManager`]: crate::ln::channelmanager::ChannelManager
296         fn update_channel(&self, funding_txo: OutPoint, update: &ChannelMonitorUpdate) -> ChannelMonitorUpdateStatus;
297
298         /// Returns any monitor events since the last call. Subsequent calls must only return new
299         /// events.
300         ///
301         /// Note that after any block- or transaction-connection calls to a [`ChannelMonitor`], no
302         /// further events may be returned here until the [`ChannelMonitor`] has been fully persisted
303         /// to disk.
304         ///
305         /// For details on asynchronous [`ChannelMonitor`] updating and returning
306         /// [`MonitorEvent::Completed`] here, see [`ChannelMonitorUpdateStatus::InProgress`].
307         fn release_pending_monitor_events(&self) -> Vec<(OutPoint, ChannelId, Vec<MonitorEvent>, Option<PublicKey>)>;
308 }
309
310 /// The `Filter` trait defines behavior for indicating chain activity of interest pertaining to
311 /// channels.
312 ///
313 /// This is useful in order to have a [`Watch`] implementation convey to a chain source which
314 /// transactions to be notified of. Notification may take the form of pre-filtering blocks or, in
315 /// the case of [BIP 157]/[BIP 158], only fetching a block if the compact filter matches. If
316 /// receiving full blocks from a chain source, any further filtering is unnecessary.
317 ///
318 /// After an output has been registered, subsequent block retrievals from the chain source must not
319 /// exclude any transactions matching the new criteria nor any in-block descendants of such
320 /// transactions.
321 ///
322 /// Note that use as part of a [`Watch`] implementation involves reentrancy. Therefore, the `Filter`
323 /// should not block on I/O. Implementations should instead queue the newly monitored data to be
324 /// processed later. Then, in order to block until the data has been processed, any [`Watch`]
325 /// invocation that has called the `Filter` must return [`InProgress`].
326 ///
327 /// [`InProgress`]: ChannelMonitorUpdateStatus::InProgress
328 /// [BIP 157]: https://github.com/bitcoin/bips/blob/master/bip-0157.mediawiki
329 /// [BIP 158]: https://github.com/bitcoin/bips/blob/master/bip-0158.mediawiki
330 pub trait Filter {
331         /// Registers interest in a transaction with `txid` and having an output with `script_pubkey` as
332         /// a spending condition.
333         fn register_tx(&self, txid: &Txid, script_pubkey: &Script);
334
335         /// Registers interest in spends of a transaction output.
336         ///
337         /// Note that this method might be called during processing of a new block. You therefore need
338         /// to ensure that also dependent output spents within an already connected block are correctly
339         /// handled, e.g., by re-scanning the block in question whenever new outputs have been
340         /// registered mid-processing.
341         fn register_output(&self, output: WatchedOutput);
342 }
343
344 /// A transaction output watched by a [`ChannelMonitor`] for spends on-chain.
345 ///
346 /// Used to convey to a [`Filter`] such an output with a given spending condition. Any transaction
347 /// spending the output must be given to [`ChannelMonitor::block_connected`] either directly or via
348 /// [`Confirm::transactions_confirmed`].
349 ///
350 /// If `block_hash` is `Some`, this indicates the output was created in the corresponding block and
351 /// may have been spent there. See [`Filter::register_output`] for details.
352 ///
353 /// [`ChannelMonitor`]: channelmonitor::ChannelMonitor
354 /// [`ChannelMonitor::block_connected`]: channelmonitor::ChannelMonitor::block_connected
355 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
356 pub struct WatchedOutput {
357         /// First block where the transaction output may have been spent.
358         pub block_hash: Option<BlockHash>,
359
360         /// Outpoint identifying the transaction output.
361         pub outpoint: OutPoint,
362
363         /// Spending condition of the transaction output.
364         pub script_pubkey: ScriptBuf,
365 }
366
367 impl<T: Listen> Listen for dyn core::ops::Deref<Target = T> {
368         fn filtered_block_connected(&self, header: &Header, txdata: &TransactionData, height: u32) {
369                 (**self).filtered_block_connected(header, txdata, height);
370         }
371
372         fn block_disconnected(&self, header: &Header, height: u32) {
373                 (**self).block_disconnected(header, height);
374         }
375 }
376
377 impl<T: core::ops::Deref, U: core::ops::Deref> Listen for (T, U)
378 where
379         T::Target: Listen,
380         U::Target: Listen,
381 {
382         fn filtered_block_connected(&self, header: &Header, txdata: &TransactionData, height: u32) {
383                 self.0.filtered_block_connected(header, txdata, height);
384                 self.1.filtered_block_connected(header, txdata, height);
385         }
386
387         fn block_disconnected(&self, header: &Header, height: u32) {
388                 self.0.block_disconnected(header, height);
389                 self.1.block_disconnected(header, height);
390         }
391 }
392
393 /// A unique identifier to track each pending output claim within a [`ChannelMonitor`].
394 ///
395 /// This is not exported to bindings users as we just use [u8; 32] directly.
396 #[derive(Copy, Clone, Debug, Hash, PartialEq, Eq)]
397 pub struct ClaimId(pub [u8; 32]);