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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, BlockHeader};
13 use bitcoin::blockdata::constants::genesis_block;
14 use bitcoin::blockdata::script::Script;
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::sign::WriteableEcdsaChannelSigner;
21 use crate::chain::transaction::{OutPoint, TransactionData};
22
23 use crate::prelude::*;
24
25 pub mod chaininterface;
26 pub mod chainmonitor;
27 pub mod channelmonitor;
28 pub mod transaction;
29 pub(crate) mod onchaintx;
30 pub(crate) mod package;
31
32 /// The best known block as identified by its hash and height.
33 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
34 pub struct BestBlock {
35         block_hash: BlockHash,
36         height: u32,
37 }
38
39 impl BestBlock {
40         /// Constructs a `BestBlock` that represents the genesis block at height 0 of the given
41         /// network.
42         pub fn from_network(network: Network) -> Self {
43                 BestBlock {
44                         block_hash: genesis_block(network).header.block_hash(),
45                         height: 0,
46                 }
47         }
48
49         /// Returns a `BestBlock` as identified by the given block hash and height.
50         pub fn new(block_hash: BlockHash, height: u32) -> Self {
51                 BestBlock { block_hash, height }
52         }
53
54         /// Returns the best block hash.
55         pub fn block_hash(&self) -> BlockHash { self.block_hash }
56
57         /// Returns the best block height.
58         pub fn height(&self) -> u32 { self.height }
59 }
60
61
62 /// The `Listen` trait is used to notify when blocks have been connected or disconnected from the
63 /// chain.
64 ///
65 /// Useful when needing to replay chain data upon startup or as new chain events occur. Clients
66 /// sourcing chain data using a block-oriented API should prefer this interface over [`Confirm`].
67 /// Such clients fetch the entire header chain whereas clients using [`Confirm`] only fetch headers
68 /// when needed.
69 ///
70 /// By using [`Listen::filtered_block_connected`] this interface supports clients fetching the
71 /// entire header chain and only blocks with matching transaction data using BIP 157 filters or
72 /// other similar filtering.
73 pub trait Listen {
74         /// Notifies the listener that a block was added at the given height, with the transaction data
75         /// possibly filtered.
76         fn filtered_block_connected(&self, header: &BlockHeader, txdata: &TransactionData, height: u32);
77
78         /// Notifies the listener that a block was added at the given height.
79         fn block_connected(&self, block: &Block, height: u32) {
80                 let txdata: Vec<_> = block.txdata.iter().enumerate().collect();
81                 self.filtered_block_connected(&block.header, &txdata, height);
82         }
83
84         /// Notifies the listener that a block was removed at the given height.
85         fn block_disconnected(&self, header: &BlockHeader, height: u32);
86 }
87
88 /// The `Confirm` trait is used to notify LDK when relevant transactions have been confirmed on
89 /// chain or unconfirmed during a chain reorganization.
90 ///
91 /// Clients sourcing chain data using a transaction-oriented API should prefer this interface over
92 /// [`Listen`]. For instance, an Electrum-based transaction sync implementation may implement
93 /// [`Filter`] to subscribe to relevant transactions and unspent outputs it should monitor for
94 /// on-chain activity. Then, it needs to notify LDK via this interface upon observing any changes
95 /// with reference to the confirmation status of the monitored objects.
96 ///
97 /// # Use
98 /// The intended use is as follows:
99 /// - Call [`transactions_confirmed`] to notify LDK whenever any of the registered transactions or
100 ///   outputs are, respectively, confirmed or spent on chain.
101 /// - Call [`transaction_unconfirmed`] to notify LDK whenever any transaction returned by
102 ///   [`get_relevant_txids`] is no longer confirmed in the block with the given block hash.
103 /// - Call [`best_block_updated`] to notify LDK whenever a new chain tip becomes available.
104 ///
105 /// # Order
106 ///
107 /// Clients must call these methods in chain order. Specifically:
108 /// - Transactions which are confirmed in a particular block must be given before transactions
109 ///   confirmed in a later block.
110 /// - Dependent transactions within the same block must be given in topological order, possibly in
111 ///   separate calls.
112 /// - All unconfirmed transactions must be given after the original confirmations and before *any*
113 ///   reconfirmations, i.e., [`transactions_confirmed`] and [`transaction_unconfirmed`] calls should
114 ///   never be interleaved, but always conduced *en bloc*.
115 /// - Any reconfirmed transactions need to be explicitly unconfirmed before they are reconfirmed
116 ///   in regard to the new block.
117 ///
118 /// See individual method documentation for further details.
119 ///
120 /// [`transactions_confirmed`]: Self::transactions_confirmed
121 /// [`transaction_unconfirmed`]: Self::transaction_unconfirmed
122 /// [`best_block_updated`]: Self::best_block_updated
123 /// [`get_relevant_txids`]: Self::get_relevant_txids
124 pub trait Confirm {
125         /// Notifies LDK of transactions confirmed in a block with a given header and height.
126         ///
127         /// Must be called for any transactions registered by [`Filter::register_tx`] or any
128         /// transactions spending an output registered by [`Filter::register_output`]. Such transactions
129         /// appearing in the same block do not need to be included in the same call; instead, multiple
130         /// calls with additional transactions may be made so long as they are made in [chain order].
131         ///
132         /// May be called before or after [`best_block_updated`] for the corresponding block. However,
133         /// in the event of a chain reorganization, it must not be called with a `header` that is no
134         /// longer in the chain as of the last call to [`best_block_updated`].
135         ///
136         /// [chain order]: Confirm#order
137         /// [`best_block_updated`]: Self::best_block_updated
138         fn transactions_confirmed(&self, header: &BlockHeader, txdata: &TransactionData, height: u32);
139         /// Notifies LDK of a transaction that is no longer confirmed as result of a chain reorganization.
140         ///
141         /// Must be called for any transaction returned by [`get_relevant_txids`] if it has been
142         /// reorganized out of the best chain or if it is no longer confirmed in the block with the
143         /// given block hash. Once called, the given transaction will not be returned
144         /// by [`get_relevant_txids`], unless it has been reconfirmed via [`transactions_confirmed`].
145         ///
146         /// [`get_relevant_txids`]: Self::get_relevant_txids
147         /// [`transactions_confirmed`]: Self::transactions_confirmed
148         fn transaction_unconfirmed(&self, txid: &Txid);
149         /// Notifies LDK of an update to the best header connected at the given height.
150         ///
151         /// Must be called whenever a new chain tip becomes available. May be skipped for intermediary
152         /// blocks.
153         fn best_block_updated(&self, header: &BlockHeader, height: u32);
154         /// Returns transactions that must be monitored for reorganization out of the chain along
155         /// with the hash of the block as part of which it had been previously confirmed.
156         ///
157         /// Note that the returned `Option<BlockHash>` might be `None` for channels created with LDK
158         /// 0.0.112 and prior, in which case you need to manually track previous confirmations.
159         ///
160         /// Will include any transactions passed to [`transactions_confirmed`] that have insufficient
161         /// confirmations to be safe from a chain reorganization. Will not include any transactions
162         /// passed to [`transaction_unconfirmed`], unless later reconfirmed.
163         ///
164         /// Must be called to determine the subset of transactions that must be monitored for
165         /// reorganization. Will be idempotent between calls but may change as a result of calls to the
166         /// other interface methods. Thus, this is useful to determine which transactions must be
167         /// given to [`transaction_unconfirmed`].
168         ///
169         /// If any of the returned transactions are confirmed in a block other than the one with the
170         /// given hash, they need to be unconfirmed and reconfirmed via [`transaction_unconfirmed`] and
171         /// [`transactions_confirmed`], respectively.
172         ///
173         /// [`transactions_confirmed`]: Self::transactions_confirmed
174         /// [`transaction_unconfirmed`]: Self::transaction_unconfirmed
175         fn get_relevant_txids(&self) -> Vec<(Txid, Option<BlockHash>)>;
176 }
177
178 /// An enum representing the status of a channel monitor update persistence.
179 #[derive(Clone, Copy, Debug, PartialEq, Eq)]
180 pub enum ChannelMonitorUpdateStatus {
181         /// The update has been durably persisted and all copies of the relevant [`ChannelMonitor`]
182         /// have been updated.
183         ///
184         /// This includes performing any `fsync()` calls required to ensure the update is guaranteed to
185         /// be available on restart even if the application crashes.
186         Completed,
187         /// Used to indicate a temporary failure (eg connection to a watchtower or remote backup of
188         /// our state failed, but is expected to succeed at some point in the future).
189         ///
190         /// Such a failure will "freeze" a channel, preventing us from revoking old states or
191         /// submitting new commitment transactions to the counterparty. Once the update(s) which failed
192         /// have been successfully applied, a [`MonitorEvent::Completed`] can be used to restore the
193         /// channel to an operational state.
194         ///
195         /// Note that a given [`ChannelManager`] will *never* re-generate a [`ChannelMonitorUpdate`].
196         /// If you return this error you must ensure that it is written to disk safely before writing
197         /// the latest [`ChannelManager`] state, or you should return [`PermanentFailure`] instead.
198         ///
199         /// Even when a channel has been "frozen", updates to the [`ChannelMonitor`] can continue to
200         /// occur (e.g. if an inbound HTLC which we forwarded was claimed upstream, resulting in us
201         /// attempting to claim it on this channel) and those updates must still be persisted.
202         ///
203         /// No updates to the channel will be made which could invalidate other [`ChannelMonitor`]s
204         /// until a [`MonitorEvent::Completed`] is provided, even if you return no error on a later
205         /// monitor update for the same channel.
206         ///
207         /// For deployments where a copy of ChannelMonitors and other local state are backed up in a
208         /// remote location (with local copies persisted immediately), it is anticipated that all
209         /// updates will return [`InProgress`] until the remote copies could be updated.
210         ///
211         /// [`PermanentFailure`]: ChannelMonitorUpdateStatus::PermanentFailure
212         /// [`InProgress`]: ChannelMonitorUpdateStatus::InProgress
213         /// [`ChannelManager`]: crate::ln::channelmanager::ChannelManager
214         InProgress,
215         /// Used to indicate no further channel monitor updates will be allowed (likely a disk failure
216         /// or a remote copy of this [`ChannelMonitor`] is no longer reachable and thus not updatable).
217         ///
218         /// When this is returned, [`ChannelManager`] will force-close the channel but *not* broadcast
219         /// our current commitment transaction. This avoids a dangerous case where a local disk failure
220         /// (e.g. the Linux-default remounting of the disk as read-only) causes [`PermanentFailure`]s
221         /// for all monitor updates. If we were to broadcast our latest commitment transaction and then
222         /// restart, we could end up reading a previous [`ChannelMonitor`] and [`ChannelManager`],
223         /// revoking our now-broadcasted state before seeing it confirm and losing all our funds.
224         ///
225         /// Note that this is somewhat of a tradeoff - if the disk is really gone and we may have lost
226         /// the data permanently, we really should broadcast immediately. If the data can be recovered
227         /// with manual intervention, we'd rather close the channel, rejecting future updates to it,
228         /// and broadcast the latest state only if we have HTLCs to claim which are timing out (which
229         /// we do as long as blocks are connected).
230         ///
231         /// In order to broadcast the latest local commitment transaction, you'll need to call
232         /// [`ChannelMonitor::get_latest_holder_commitment_txn`] and broadcast the resulting
233         /// transactions once you've safely ensured no further channel updates can be generated by your
234         /// [`ChannelManager`].
235         ///
236         /// Note that at least one final [`ChannelMonitorUpdate`] may still be provided, which must
237         /// still be processed by a running [`ChannelMonitor`]. This final update will mark the
238         /// [`ChannelMonitor`] as finalized, ensuring no further updates (e.g. revocation of the latest
239         /// commitment transaction) are allowed.
240         ///
241         /// Note that even if you return a [`PermanentFailure`] due to unavailability of secondary
242         /// [`ChannelMonitor`] copies, you should still make an attempt to store the update where
243         /// possible to ensure you can claim HTLC outputs on the latest commitment transaction
244         /// broadcasted later.
245         ///
246         /// In case of distributed watchtowers deployment, the new version must be written to disk, as
247         /// state may have been stored but rejected due to a block forcing a commitment broadcast. This
248         /// storage is used to claim outputs of rejected state confirmed onchain by another watchtower,
249         /// lagging behind on block processing.
250         ///
251         /// [`PermanentFailure`]: ChannelMonitorUpdateStatus::PermanentFailure
252         /// [`ChannelManager`]: crate::ln::channelmanager::ChannelManager
253         PermanentFailure,
254 }
255
256 /// The `Watch` trait defines behavior for watching on-chain activity pertaining to channels as
257 /// blocks are connected and disconnected.
258 ///
259 /// Each channel is associated with a [`ChannelMonitor`]. Implementations of this trait are
260 /// responsible for maintaining a set of monitors such that they can be updated accordingly as
261 /// channel state changes and HTLCs are resolved. See method documentation for specific
262 /// requirements.
263 ///
264 /// Implementations **must** ensure that updates are successfully applied and persisted upon method
265 /// completion. If an update fails with a [`PermanentFailure`], then it must immediately shut down
266 /// without taking any further action such as persisting the current state.
267 ///
268 /// If an implementation maintains multiple instances of a channel's monitor (e.g., by storing
269 /// backup copies), then it must ensure that updates are applied across all instances. Otherwise, it
270 /// could result in a revoked transaction being broadcast, allowing the counterparty to claim all
271 /// funds in the channel. See [`ChannelMonitorUpdateStatus`] for more details about how to handle
272 /// multiple instances.
273 ///
274 /// [`PermanentFailure`]: ChannelMonitorUpdateStatus::PermanentFailure
275 pub trait Watch<ChannelSigner: WriteableEcdsaChannelSigner> {
276         /// Watches a channel identified by `funding_txo` using `monitor`.
277         ///
278         /// Implementations are responsible for watching the chain for the funding transaction along
279         /// with any spends of outputs returned by [`get_outputs_to_watch`]. In practice, this means
280         /// calling [`block_connected`] and [`block_disconnected`] on the monitor.
281         ///
282         /// Note: this interface MUST error with [`ChannelMonitorUpdateStatus::PermanentFailure`] if
283         /// the given `funding_txo` has previously been registered via `watch_channel`.
284         ///
285         /// [`get_outputs_to_watch`]: channelmonitor::ChannelMonitor::get_outputs_to_watch
286         /// [`block_connected`]: channelmonitor::ChannelMonitor::block_connected
287         /// [`block_disconnected`]: channelmonitor::ChannelMonitor::block_disconnected
288         fn watch_channel(&self, funding_txo: OutPoint, monitor: ChannelMonitor<ChannelSigner>) -> ChannelMonitorUpdateStatus;
289
290         /// Updates a channel identified by `funding_txo` by applying `update` to its monitor.
291         ///
292         /// Implementations must call [`update_monitor`] with the given update. See
293         /// [`ChannelMonitorUpdateStatus`] for invariants around returning an error.
294         ///
295         /// [`update_monitor`]: channelmonitor::ChannelMonitor::update_monitor
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, 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: Script,
365 }
366
367 impl<T: Listen> Listen for core::ops::Deref<Target = T> {
368         fn filtered_block_connected(&self, header: &BlockHeader, txdata: &TransactionData, height: u32) {
369                 (**self).filtered_block_connected(header, txdata, height);
370         }
371
372         fn block_disconnected(&self, header: &BlockHeader, 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: &BlockHeader, 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: &BlockHeader, height: u32) {
388                 self.0.block_disconnected(header, height);
389                 self.1.block_disconnected(header, height);
390         }
391 }