git.bitcoin.ninja Git - rust-lightning/blob - lightning/src/util/scid_utils.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 /// Maximum block height that can be used in a `short_channel_id`. This
  11 /// value is based on the 3-bytes available for block height.
  12 pub const MAX_SCID_BLOCK: u64 = 0x00ffffff;
  13
  14 /// Maximum transaction index that can be used in a `short_channel_id`.
  15 /// This value is based on the 3-bytes available for tx index.
  16 pub const MAX_SCID_TX_INDEX: u64 = 0x00ffffff;
  17
  18 /// Maximum vout index that can be used in a `short_channel_id`. This
  19 /// value is based on the 2-bytes available for the vout index.
  20 pub const MAX_SCID_VOUT_INDEX: u64 = 0xffff;
  21
  22 /// A `short_channel_id` construction error
  23 #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
  24 pub enum ShortChannelIdError {
  25         BlockOverflow,
  26         TxIndexOverflow,
  27         VoutIndexOverflow,
  28 }
  29
  30 /// Extracts the block height (most significant 3-bytes) from the `short_channel_id`
  31 pub fn block_from_scid(short_channel_id: &u64) -> u32 {
  32         return (short_channel_id >> 40) as u32;
  33 }
  34
  35 /// Extracts the tx index (bytes [2..4]) from the `short_channel_id`
  36 pub fn tx_index_from_scid(short_channel_id: &u64) -> u32 {
  37         return ((short_channel_id >> 16) & MAX_SCID_TX_INDEX) as u32;
  38 }
  39
  40 /// Extracts the vout (bytes [0..2]) from the `short_channel_id`
  41 pub fn vout_from_scid(short_channel_id: &u64) -> u16 {
  42         return ((short_channel_id) & MAX_SCID_VOUT_INDEX) as u16;
  43 }
  44
  45 /// Constructs a `short_channel_id` using the components pieces. Results in an error
  46 /// if the block height, tx index, or vout index overflow the maximum sizes.
  47 pub fn scid_from_parts(block: u64, tx_index: u64, vout_index: u64) -> Result<u64, ShortChannelIdError> {
  48         if block > MAX_SCID_BLOCK {
  49                 return Err(ShortChannelIdError::BlockOverflow);
  50         }
  51
  52         if tx_index > MAX_SCID_TX_INDEX {
  53                 return Err(ShortChannelIdError::TxIndexOverflow);
  54         }
  55
  56         if vout_index > MAX_SCID_VOUT_INDEX {
  57                 return Err(ShortChannelIdError::VoutIndexOverflow);
  58         }
  59
  60         Ok((block << 40) | (tx_index << 16) | vout_index)
  61 }
  62
  63 /// LDK has multiple reasons to generate fake short channel ids:
  64 /// 1) outbound SCID aliases we use for private channels
  65 /// 2) phantom node payments, to get an scid for the phantom node's phantom channel
  66 /// 3) payments intended to be intercepted will route using a fake scid (this is typically used so
  67 ///    the forwarding node can open a JIT channel to the next hop)
  68 pub(crate) mod fake_scid {
  69         use bitcoin::hash_types::BlockHash;
  70         use bitcoin::hashes::hex::FromHex;
  71         use crate::sign::EntropySource;
  72         use crate::util::chacha20::ChaCha20;
  73         use crate::util::scid_utils;
  74
  75         use core::convert::TryInto;
  76         use core::ops::Deref;
  77
  78         const TEST_SEGWIT_ACTIVATION_HEIGHT: u32 = 1;
  79         const MAINNET_SEGWIT_ACTIVATION_HEIGHT: u32 = 481_824;
  80         const MAX_TX_INDEX: u32 = 2_500;
  81         const MAX_NAMESPACES: u8 = 8; // We allocate 3 bits for the namespace identifier.
  82         const NAMESPACE_ID_BITMASK: u8 = 0b111;
  83
  84         const BLOCKS_PER_MONTH: u32 = 144 /* blocks per day */ * 30 /* days per month */;
  85         pub(crate) const MAX_SCID_BLOCKS_FROM_NOW: u32 = BLOCKS_PER_MONTH;
  86
  87
  88         /// Fake scids are divided into namespaces, with each namespace having its own identifier between
  89         /// [0..7]. This allows us to identify what namespace a fake scid corresponds to upon HTLC
  90         /// receipt, and handle the HTLC accordingly. The namespace identifier is encrypted when encoded
  91         /// into the fake scid.
  92         #[derive(Copy, Clone)]
  93         pub(crate) enum Namespace {
  94                 Phantom,
  95                 OutboundAlias,
  96                 Intercept
  97         }
  98
  99         impl Namespace {
 100                 /// We generate "realistic-looking" random scids here, meaning the scid's block height is
 101                 /// between segwit activation and the current best known height, and the tx index and output
 102                 /// index are also selected from a "reasonable" range. We add this logic because it makes it
 103                 /// non-obvious at a glance that the scid is fake, e.g. if it appears in invoice route hints.
 104                 pub(crate) fn get_fake_scid<ES: Deref>(&self, highest_seen_blockheight: u32, genesis_hash: &BlockHash, fake_scid_rand_bytes: &[u8; 32], entropy_source: &ES) -> u64
 105                         where ES::Target: EntropySource,
 106                 {
 107                         // Ensure we haven't created a namespace that doesn't fit into the 3 bits we've allocated for
 108                         // namespaces.
 109                         assert!((*self as u8) < MAX_NAMESPACES);
 110                         let rand_bytes = entropy_source.get_secure_random_bytes();
 111
 112                         let segwit_activation_height = segwit_activation_height(genesis_hash);
 113                         let mut blocks_since_segwit_activation = highest_seen_blockheight.saturating_sub(segwit_activation_height);
 114
 115                         // We want to ensure that this fake channel won't conflict with any transactions we haven't
 116                         // seen yet, in case `highest_seen_blockheight` is updated before we get full information
 117                         // about transactions confirmed in the given block.
 118                         blocks_since_segwit_activation = blocks_since_segwit_activation.saturating_sub(MAX_SCID_BLOCKS_FROM_NOW);
 119
 120                         let rand_for_height = u32::from_be_bytes(rand_bytes[..4].try_into().unwrap());
 121                         let fake_scid_height = segwit_activation_height + rand_for_height % (blocks_since_segwit_activation + 1);
 122
 123                         let rand_for_tx_index = u32::from_be_bytes(rand_bytes[4..8].try_into().unwrap());
 124                         let fake_scid_tx_index = rand_for_tx_index % MAX_TX_INDEX;
 125
 126                         // Put the scid in the given namespace.
 127                         let fake_scid_vout = self.get_encrypted_vout(fake_scid_height, fake_scid_tx_index, fake_scid_rand_bytes);
 128                         scid_utils::scid_from_parts(fake_scid_height as u64, fake_scid_tx_index as u64, fake_scid_vout as u64).unwrap()
 129                 }
 130
 131                 /// We want to ensure that a 3rd party can't identify a payment as belong to a given
 132                 /// `Namespace`. Therefore, we encrypt it using a random bytes provided by `ChannelManager`.
 133                 fn get_encrypted_vout(&self, block_height: u32, tx_index: u32, fake_scid_rand_bytes: &[u8; 32]) -> u8 {
 134                         let mut salt = [0 as u8; 8];
 135                         let block_height_bytes = block_height.to_be_bytes();
 136                         salt[0..4].copy_from_slice(&block_height_bytes);
 137                         let tx_index_bytes = tx_index.to_be_bytes();
 138                         salt[4..8].copy_from_slice(&tx_index_bytes);
 139
 140                         let mut chacha = ChaCha20::new(fake_scid_rand_bytes, &salt);
 141                         let mut vout_byte = [*self as u8];
 142                         chacha.process_in_place(&mut vout_byte);
 143                         vout_byte[0] & NAMESPACE_ID_BITMASK
 144                 }
 145         }
 146
 147         fn segwit_activation_height(genesis: &BlockHash) -> u32 {
 148                 const MAINNET_GENESIS_STR: &'static str = "000000000019d6689c085ae165831e934ff763ae46a2a6c172b3f1b60a8ce26f";
 149                 if BlockHash::from_hex(MAINNET_GENESIS_STR).unwrap() == *genesis {
 150                         MAINNET_SEGWIT_ACTIVATION_HEIGHT
 151                 } else {
 152                         TEST_SEGWIT_ACTIVATION_HEIGHT
 153                 }
 154         }
 155
 156         /// Returns whether the given fake scid falls into the phantom namespace.
 157         pub fn is_valid_phantom(fake_scid_rand_bytes: &[u8; 32], scid: u64, genesis_hash: &BlockHash) -> bool {
 158                 let block_height = scid_utils::block_from_scid(&scid);
 159                 let tx_index = scid_utils::tx_index_from_scid(&scid);
 160                 let namespace = Namespace::Phantom;
 161                 let valid_vout = namespace.get_encrypted_vout(block_height, tx_index, fake_scid_rand_bytes);
 162                 block_height >= segwit_activation_height(genesis_hash)
 163                         && valid_vout == scid_utils::vout_from_scid(&scid) as u8
 164         }
 165
 166         /// Returns whether the given fake scid falls into the intercept namespace.
 167         pub fn is_valid_intercept(fake_scid_rand_bytes: &[u8; 32], scid: u64, genesis_hash: &BlockHash) -> bool {
 168                 let block_height = scid_utils::block_from_scid(&scid);
 169                 let tx_index = scid_utils::tx_index_from_scid(&scid);
 170                 let namespace = Namespace::Intercept;
 171                 let valid_vout = namespace.get_encrypted_vout(block_height, tx_index, fake_scid_rand_bytes);
 172                 block_height >= segwit_activation_height(genesis_hash)
 173                         && valid_vout == scid_utils::vout_from_scid(&scid) as u8
 174         }
 175
 176         #[cfg(test)]
 177         mod tests {
 178                 use bitcoin::blockdata::constants::genesis_block;
 179                 use bitcoin::network::constants::Network;
 180                 use crate::util::scid_utils::fake_scid::{is_valid_intercept, is_valid_phantom, MAINNET_SEGWIT_ACTIVATION_HEIGHT, MAX_TX_INDEX, MAX_NAMESPACES, Namespace, NAMESPACE_ID_BITMASK, segwit_activation_height, TEST_SEGWIT_ACTIVATION_HEIGHT};
 181                 use crate::util::scid_utils;
 182                 use crate::util::test_utils;
 183                 use crate::sync::Arc;
 184
 185                 #[test]
 186                 fn namespace_identifier_is_within_range() {
 187                         let phantom_namespace = Namespace::Phantom;
 188                         assert!((phantom_namespace as u8) < MAX_NAMESPACES);
 189                         assert!((phantom_namespace as u8) <= NAMESPACE_ID_BITMASK);
 190
 191                         let intercept_namespace = Namespace::Intercept;
 192                         assert!((intercept_namespace as u8) < MAX_NAMESPACES);
 193                         assert!((intercept_namespace as u8) <= NAMESPACE_ID_BITMASK);
 194                 }
 195
 196                 #[test]
 197                 fn test_segwit_activation_height() {
 198                         let mainnet_genesis = genesis_block(Network::Bitcoin).header.block_hash();
 199                         assert_eq!(segwit_activation_height(&mainnet_genesis), MAINNET_SEGWIT_ACTIVATION_HEIGHT);
 200
 201                         let testnet_genesis = genesis_block(Network::Testnet).header.block_hash();
 202                         assert_eq!(segwit_activation_height(&testnet_genesis), TEST_SEGWIT_ACTIVATION_HEIGHT);
 203
 204                         let signet_genesis = genesis_block(Network::Signet).header.block_hash();
 205                         assert_eq!(segwit_activation_height(&signet_genesis), TEST_SEGWIT_ACTIVATION_HEIGHT);
 206
 207                         let regtest_genesis = genesis_block(Network::Regtest).header.block_hash();
 208                         assert_eq!(segwit_activation_height(&regtest_genesis), TEST_SEGWIT_ACTIVATION_HEIGHT);
 209                 }
 210
 211                 #[test]
 212                 fn test_is_valid_phantom() {
 213                         let namespace = Namespace::Phantom;
 214                         let fake_scid_rand_bytes = [0; 32];
 215                         let testnet_genesis = genesis_block(Network::Testnet).header.block_hash();
 216                         let valid_encrypted_vout = namespace.get_encrypted_vout(0, 0, &fake_scid_rand_bytes);
 217                         let valid_fake_scid = scid_utils::scid_from_parts(1, 0, valid_encrypted_vout as u64).unwrap();
 218                         assert!(is_valid_phantom(&fake_scid_rand_bytes, valid_fake_scid, &testnet_genesis));
 219                         let invalid_fake_scid = scid_utils::scid_from_parts(1, 0, 12).unwrap();
 220                         assert!(!is_valid_phantom(&fake_scid_rand_bytes, invalid_fake_scid, &testnet_genesis));
 221                 }
 222
 223                 #[test]
 224                 fn test_is_valid_intercept() {
 225                         let namespace = Namespace::Intercept;
 226                         let fake_scid_rand_bytes = [0; 32];
 227                         let testnet_genesis = genesis_block(Network::Testnet).header.block_hash();
 228                         let valid_encrypted_vout = namespace.get_encrypted_vout(0, 0, &fake_scid_rand_bytes);
 229                         let valid_fake_scid = scid_utils::scid_from_parts(1, 0, valid_encrypted_vout as u64).unwrap();
 230                         assert!(is_valid_intercept(&fake_scid_rand_bytes, valid_fake_scid, &testnet_genesis));
 231                         let invalid_fake_scid = scid_utils::scid_from_parts(1, 0, 12).unwrap();
 232                         assert!(!is_valid_intercept(&fake_scid_rand_bytes, invalid_fake_scid, &testnet_genesis));
 233                 }
 234
 235                 #[test]
 236                 fn test_get_fake_scid() {
 237                         let mainnet_genesis = genesis_block(Network::Bitcoin).header.block_hash();
 238                         let seed = [0; 32];
 239                         let fake_scid_rand_bytes = [1; 32];
 240                         let keys_manager = Arc::new(test_utils::TestKeysInterface::new(&seed, Network::Testnet));
 241                         let namespace = Namespace::Phantom;
 242                         let fake_scid = namespace.get_fake_scid(500_000, &mainnet_genesis, &fake_scid_rand_bytes, &keys_manager);
 243
 244                         let fake_height = scid_utils::block_from_scid(&fake_scid);
 245                         assert!(fake_height >= MAINNET_SEGWIT_ACTIVATION_HEIGHT);
 246                         assert!(fake_height <= 500_000);
 247
 248                         let fake_tx_index = scid_utils::tx_index_from_scid(&fake_scid);
 249                         assert!(fake_tx_index <= MAX_TX_INDEX);
 250
 251                         let fake_vout = scid_utils::vout_from_scid(&fake_scid);
 252                         assert!(fake_vout < MAX_NAMESPACES as u16);
 253                 }
 254         }
 255 }
 256
 257 #[cfg(test)]
 258 mod tests {
 259         use super::*;
 260
 261         #[test]
 262         fn test_block_from_scid() {
 263                 assert_eq!(block_from_scid(&0x000000_000000_0000), 0);
 264                 assert_eq!(block_from_scid(&0x000001_000000_0000), 1);
 265                 assert_eq!(block_from_scid(&0x000001_ffffff_ffff), 1);
 266                 assert_eq!(block_from_scid(&0x800000_ffffff_ffff), 0x800000);
 267                 assert_eq!(block_from_scid(&0xffffff_ffffff_ffff), 0xffffff);
 268         }
 269
 270         #[test]
 271         fn test_tx_index_from_scid() {
 272                 assert_eq!(tx_index_from_scid(&0x000000_000000_0000), 0);
 273                 assert_eq!(tx_index_from_scid(&0x000000_000001_0000), 1);
 274                 assert_eq!(tx_index_from_scid(&0xffffff_000001_ffff), 1);
 275                 assert_eq!(tx_index_from_scid(&0xffffff_800000_ffff), 0x800000);
 276                 assert_eq!(tx_index_from_scid(&0xffffff_ffffff_ffff), 0xffffff);
 277         }
 278
 279         #[test]
 280         fn test_vout_from_scid() {
 281                 assert_eq!(vout_from_scid(&0x000000_000000_0000), 0);
 282                 assert_eq!(vout_from_scid(&0x000000_000000_0001), 1);
 283                 assert_eq!(vout_from_scid(&0xffffff_ffffff_0001), 1);
 284                 assert_eq!(vout_from_scid(&0xffffff_ffffff_8000), 0x8000);
 285                 assert_eq!(vout_from_scid(&0xffffff_ffffff_ffff), 0xffff);
 286         }
 287
 288         #[test]
 289         fn test_scid_from_parts() {
 290                 assert_eq!(scid_from_parts(0x00000000, 0x00000000, 0x0000).unwrap(), 0x000000_000000_0000);
 291                 assert_eq!(scid_from_parts(0x00000001, 0x00000002, 0x0003).unwrap(), 0x000001_000002_0003);
 292                 assert_eq!(scid_from_parts(0x00111111, 0x00222222, 0x3333).unwrap(), 0x111111_222222_3333);
 293                 assert_eq!(scid_from_parts(0x00ffffff, 0x00ffffff, 0xffff).unwrap(), 0xffffff_ffffff_ffff);
 294                 assert_eq!(scid_from_parts(0x01ffffff, 0x00000000, 0x0000).err().unwrap(), ShortChannelIdError::BlockOverflow);
 295                 assert_eq!(scid_from_parts(0x00000000, 0x01ffffff, 0x0000).err().unwrap(), ShortChannelIdError::TxIndexOverflow);
 296                 assert_eq!(scid_from_parts(0x00000000, 0x00000000, 0x010000).err().unwrap(), ShortChannelIdError::VoutIndexOverflow);
 297         }
 298 }