Merge pull request #1286 from tnull/add_random_cltv_offsets
[rust-lightning] / lightning / src / chain / keysinterface.rs
index e1cc90674c0d44865555ee00dcd348ebcd1681c6..1daeec4ef62354a1fb9f4a5597ad7678a270ffe3 100644 (file)
@@ -31,7 +31,8 @@ use bitcoin::secp256k1::recovery::RecoverableSignature;
 use bitcoin::secp256k1;
 
 use util::{byte_utils, transaction_utils};
-use util::ser::{Writeable, Writer, Readable};
+use util::crypto::hkdf_extract_expand_twice;
+use util::ser::{Writeable, Writer, Readable, ReadableArgs};
 
 use chain::transaction::OutPoint;
 use ln::{chan_utils, PaymentPreimage};
@@ -346,13 +347,17 @@ pub trait BaseSign {
        /// chosen to forgo their output as dust.
        fn sign_closing_transaction(&self, closing_tx: &ClosingTransaction, secp_ctx: &Secp256k1<secp256k1::All>) -> Result<Signature, ()>;
 
-       /// Signs a channel announcement message with our funding key, proving it comes from one
-       /// of the channel participants.
+       /// Signs a channel announcement message with our funding key and our node secret key (aka
+       /// node_id or network_key), proving it comes from one of the channel participants.
+       ///
+       /// The first returned signature should be from our node secret key, the second from our
+       /// funding key.
        ///
        /// Note that if this fails or is rejected, the channel will not be publicly announced and
        /// our counterparty may (though likely will not) close the channel on us for violating the
        /// protocol.
-       fn sign_channel_announcement(&self, msg: &UnsignedChannelAnnouncement, secp_ctx: &Secp256k1<secp256k1::All>) -> Result<Signature, ()>;
+       fn sign_channel_announcement(&self, msg: &UnsignedChannelAnnouncement, secp_ctx: &Secp256k1<secp256k1::All>)
+               -> Result<(Signature, Signature), ()>;
 
        /// Set the counterparty static channel data, including basepoints,
        /// counterparty_selected/holder_selected_contest_delay and funding outpoint.
@@ -375,15 +380,28 @@ pub trait BaseSign {
 pub trait Sign: BaseSign + Writeable + Clone {
 }
 
+/// Specifies the recipient of an invoice, to indicate to [`KeysInterface::sign_invoice`] what node
+/// secret key should be used to sign the invoice.
+pub enum Recipient {
+       /// The invoice should be signed with the local node secret key.
+       Node,
+       /// The invoice should be signed with the phantom node secret key. This secret key must be the
+       /// same for all nodes participating in the [phantom node payment].
+       ///
+       /// [phantom node payment]: PhantomKeysManager
+       PhantomNode,
+}
+
 /// A trait to describe an object which can get user secrets and key material.
 pub trait KeysInterface {
        /// A type which implements Sign which will be returned by get_channel_signer.
        type Signer : Sign;
 
-       /// Get node secret key (aka node_id or network_key).
+       /// Get node secret key (aka node_id or network_key) based on the provided [`Recipient`].
        ///
-       /// This method must return the same value each time it is called.
-       fn get_node_secret(&self) -> SecretKey;
+       /// This method must return the same value each time it is called with a given `Recipient`
+       /// parameter.
+       fn get_node_secret(&self, recipient: Recipient) -> Result<SecretKey, ()>;
        /// Get a script pubkey which we send funds to when claiming on-chain contestable outputs.
        ///
        /// This method should return a different value each time it is called, to avoid linking
@@ -419,11 +437,22 @@ pub trait KeysInterface {
        /// this trait to parse the invoice and make sure they're signing what they expect, rather than
        /// blindly signing the hash.
        /// The hrp is ascii bytes, while the invoice data is base32.
-       fn sign_invoice(&self, hrp_bytes: &[u8], invoice_data: &[u5]) -> Result<RecoverableSignature, ()>;
+       ///
+       /// The secret key used to sign the invoice is dependent on the [`Recipient`].
+       fn sign_invoice(&self, hrp_bytes: &[u8], invoice_data: &[u5], receipient: Recipient) -> Result<RecoverableSignature, ()>;
 
        /// Get secret key material as bytes for use in encrypting and decrypting inbound payment data.
        ///
+       /// If the implementor of this trait supports [phantom node payments], then every node that is
+       /// intended to be included in the phantom invoice route hints must return the same value from
+       /// this method.
+       //  This is because LDK avoids storing inbound payment data by encrypting payment data in the
+       //  payment hash and/or payment secret, therefore for a payment to be receivable by multiple
+       //  nodes, they must share the key that encrypts this payment data.
+       ///
        /// This method must return the same value each time it is called.
+       ///
+       /// [phantom node payments]: PhantomKeysManager
        fn get_inbound_payment_key_material(&self) -> KeyMaterial;
 }
 
@@ -447,6 +476,8 @@ pub struct InMemorySigner {
        pub commitment_seed: [u8; 32],
        /// Holder public keys and basepoints
        pub(crate) holder_channel_pubkeys: ChannelPublicKeys,
+       /// Private key of our node secret, used for signing channel announcements
+       node_secret: SecretKey,
        /// Counterparty public keys and counterparty/holder selected_contest_delay, populated on channel acceptance
        channel_parameters: Option<ChannelTransactionParameters>,
        /// The total value of this channel
@@ -459,6 +490,7 @@ impl InMemorySigner {
        /// Create a new InMemorySigner
        pub fn new<C: Signing>(
                secp_ctx: &Secp256k1<C>,
+               node_secret: SecretKey,
                funding_key: SecretKey,
                revocation_base_key: SecretKey,
                payment_key: SecretKey,
@@ -478,6 +510,7 @@ impl InMemorySigner {
                        delayed_payment_base_key,
                        htlc_base_key,
                        commitment_seed,
+                       node_secret,
                        channel_value_satoshis,
                        holder_channel_pubkeys,
                        channel_parameters: None,
@@ -720,9 +753,10 @@ impl BaseSign for InMemorySigner {
                Ok(closing_tx.trust().sign(&self.funding_key, &channel_funding_redeemscript, self.channel_value_satoshis, secp_ctx))
        }
 
-       fn sign_channel_announcement(&self, msg: &UnsignedChannelAnnouncement, secp_ctx: &Secp256k1<secp256k1::All>) -> Result<Signature, ()> {
+       fn sign_channel_announcement(&self, msg: &UnsignedChannelAnnouncement, secp_ctx: &Secp256k1<secp256k1::All>)
+       -> Result<(Signature, Signature), ()> {
                let msghash = hash_to_message!(&Sha256dHash::hash(&msg.encode()[..])[..]);
-               Ok(secp_ctx.sign(&msghash, &self.funding_key))
+               Ok((secp_ctx.sign(&msghash, &self.node_secret), secp_ctx.sign(&msghash, &self.funding_key)))
        }
 
        fn ready_channel(&mut self, channel_parameters: &ChannelTransactionParameters) {
@@ -757,8 +791,8 @@ impl Writeable for InMemorySigner {
        }
 }
 
-impl Readable for InMemorySigner {
-       fn read<R: io::Read>(reader: &mut R) -> Result<Self, DecodeError> {
+impl ReadableArgs<SecretKey> for InMemorySigner {
+       fn read<R: io::Read>(reader: &mut R, node_secret: SecretKey) -> Result<Self, DecodeError> {
                let _ver = read_ver_prefix!(reader, SERIALIZATION_VERSION);
 
                let funding_key = Readable::read(reader)?;
@@ -784,6 +818,7 @@ impl Readable for InMemorySigner {
                        payment_key,
                        delayed_payment_base_key,
                        htlc_base_key,
+                       node_secret,
                        commitment_seed,
                        channel_value_satoshis,
                        holder_channel_pubkeys,
@@ -800,6 +835,12 @@ impl Readable for InMemorySigner {
 /// ChannelMonitor closes may use seed/1'
 /// Cooperative closes may use seed/2'
 /// The two close keys may be needed to claim on-chain funds!
+///
+/// This struct cannot be used for nodes that wish to support receiving phantom payments;
+/// [`PhantomKeysManager`] must be used instead.
+///
+/// Note that switching between this struct and [`PhantomKeysManager`] will invalidate any
+/// previously issued invoices and attempts to pay previous invoices will fail.
 pub struct KeysManager {
        secp_ctx: Secp256k1<secp256k1::All>,
        node_secret: SecretKey,
@@ -937,6 +978,7 @@ impl KeysManager {
 
                InMemorySigner::new(
                        &self.secp_ctx,
+                       self.node_secret,
                        funding_key,
                        revocation_base_key,
                        payment_key,
@@ -953,7 +995,7 @@ impl KeysManager {
        /// transaction will have a feerate, at least, of the given value.
        ///
        /// Returns `Err(())` if the output value is greater than the input value minus required fee,
-       /// if a descriptor was duplicated, or if an output descriptor script_pubkey 
+       /// if a descriptor was duplicated, or if an output descriptor `script_pubkey`
        /// does not match the one we can spend.
        ///
        /// We do not enforce that outputs meet the dust limit or that any output scripts are standard.
@@ -1081,8 +1123,11 @@ impl KeysManager {
 impl KeysInterface for KeysManager {
        type Signer = InMemorySigner;
 
-       fn get_node_secret(&self) -> SecretKey {
-               self.node_secret.clone()
+       fn get_node_secret(&self, recipient: Recipient) -> Result<SecretKey, ()> {
+               match recipient {
+                       Recipient::Node => Ok(self.node_secret.clone()),
+                       Recipient::PhantomNode => Err(())
+               }
        }
 
        fn get_inbound_payment_key_material(&self) -> KeyMaterial {
@@ -1119,12 +1164,116 @@ impl KeysInterface for KeysManager {
        }
 
        fn read_chan_signer(&self, reader: &[u8]) -> Result<Self::Signer, DecodeError> {
-               InMemorySigner::read(&mut io::Cursor::new(reader))
+               InMemorySigner::read(&mut io::Cursor::new(reader), self.node_secret.clone())
+       }
+
+       fn sign_invoice(&self, hrp_bytes: &[u8], invoice_data: &[u5], recipient: Recipient) -> Result<RecoverableSignature, ()> {
+               let preimage = construct_invoice_preimage(&hrp_bytes, &invoice_data);
+               let secret = match recipient {
+                       Recipient::Node => self.get_node_secret(Recipient::Node)?,
+                       Recipient::PhantomNode => return Err(()),
+               };
+               Ok(self.secp_ctx.sign_recoverable(&hash_to_message!(&Sha256::hash(&preimage)), &secret))
+       }
+}
+
+/// Similar to [`KeysManager`], but allows the node using this struct to receive phantom node
+/// payments.
+///
+/// A phantom node payment is a payment made to a phantom invoice, which is an invoice that can be
+/// paid to one of multiple nodes. This works because we encode the invoice route hints such that
+/// LDK will recognize an incoming payment as destined for a phantom node, and collect the payment
+/// itself without ever needing to forward to this fake node.
+///
+/// Phantom node payments are useful for load balancing between multiple LDK nodes. They also
+/// provide some fault tolerance, because payers will automatically retry paying other provided
+/// nodes in the case that one node goes down.
+///
+/// Note that multi-path payments are not supported in phantom invoices for security reasons.
+//  In the hypothetical case that we did support MPP phantom payments, there would be no way for
+//  nodes to know when the full payment has been received (and the preimage can be released) without
+//  significantly compromising on our safety guarantees. I.e., if we expose the ability for the user
+//  to tell LDK when the preimage can be released, we open ourselves to attacks where the preimage
+//  is released too early.
+//
+/// Switching between this struct and [`KeysManager`] will invalidate any previously issued
+/// invoices and attempts to pay previous invoices will fail.
+pub struct PhantomKeysManager {
+       inner: KeysManager,
+       inbound_payment_key: KeyMaterial,
+       phantom_secret: SecretKey,
+}
+
+impl KeysInterface for PhantomKeysManager {
+       type Signer = InMemorySigner;
+
+       fn get_node_secret(&self, recipient: Recipient) -> Result<SecretKey, ()> {
+               match recipient {
+                       Recipient::Node => self.inner.get_node_secret(Recipient::Node),
+                       Recipient::PhantomNode => Ok(self.phantom_secret.clone()),
+               }
+       }
+
+       fn get_inbound_payment_key_material(&self) -> KeyMaterial {
+               self.inbound_payment_key.clone()
+       }
+
+       fn get_destination_script(&self) -> Script {
+               self.inner.get_destination_script()
+       }
+
+       fn get_shutdown_scriptpubkey(&self) -> ShutdownScript {
+               self.inner.get_shutdown_scriptpubkey()
+       }
+
+       fn get_channel_signer(&self, inbound: bool, channel_value_satoshis: u64) -> Self::Signer {
+               self.inner.get_channel_signer(inbound, channel_value_satoshis)
+       }
+
+       fn get_secure_random_bytes(&self) -> [u8; 32] {
+               self.inner.get_secure_random_bytes()
+       }
+
+       fn read_chan_signer(&self, reader: &[u8]) -> Result<Self::Signer, DecodeError> {
+               self.inner.read_chan_signer(reader)
        }
 
-       fn sign_invoice(&self, hrp_bytes: &[u8], invoice_data: &[u5]) -> Result<RecoverableSignature, ()> {
+       fn sign_invoice(&self, hrp_bytes: &[u8], invoice_data: &[u5], recipient: Recipient) -> Result<RecoverableSignature, ()> {
                let preimage = construct_invoice_preimage(&hrp_bytes, &invoice_data);
-               Ok(self.secp_ctx.sign_recoverable(&hash_to_message!(&Sha256::hash(&preimage)), &self.get_node_secret()))
+               let secret = self.get_node_secret(recipient)?;
+               Ok(self.inner.secp_ctx.sign_recoverable(&hash_to_message!(&Sha256::hash(&preimage)), &secret))
+       }
+}
+
+impl PhantomKeysManager {
+       /// Constructs a `PhantomKeysManager` given a 32-byte seed and an additional `cross_node_seed`
+       /// that is shared across all nodes that intend to participate in [phantom node payments] together.
+       ///
+       /// See [`KeysManager::new`] for more information on `seed`, `starting_time_secs`, and
+       /// `starting_time_nanos`.
+       ///
+       /// `cross_node_seed` must be the same across all phantom payment-receiving nodes and also the
+       /// same across restarts, or else inbound payments may fail.
+       ///
+       /// [phantom node payments]: PhantomKeysManager
+       pub fn new(seed: &[u8; 32], starting_time_secs: u64, starting_time_nanos: u32, cross_node_seed: &[u8; 32]) -> Self {
+               let inner = KeysManager::new(seed, starting_time_secs, starting_time_nanos);
+               let (inbound_key, phantom_key) = hkdf_extract_expand_twice(b"LDK Inbound and Phantom Payment Key Expansion", cross_node_seed);
+               Self {
+                       inner,
+                       inbound_payment_key: KeyMaterial(inbound_key),
+                       phantom_secret: SecretKey::from_slice(&phantom_key).unwrap(),
+               }
+       }
+
+       /// See [`KeysManager::spend_spendable_outputs`] for documentation on this method.
+       pub fn spend_spendable_outputs<C: Signing>(&self, descriptors: &[&SpendableOutputDescriptor], outputs: Vec<TxOut>, change_destination_script: Script, feerate_sat_per_1000_weight: u32, secp_ctx: &Secp256k1<C>) -> Result<Transaction, ()> {
+               self.inner.spend_spendable_outputs(descriptors, outputs, change_destination_script, feerate_sat_per_1000_weight, secp_ctx)
+       }
+
+       /// See [`KeysManager::derive_channel_keys`] for documentation on this method.
+       pub fn derive_channel_keys(&self, channel_value_satoshis: u64, params: &[u8; 32]) -> InMemorySigner {
+               self.inner.derive_channel_keys(channel_value_satoshis, params)
        }
 }