Significantly clarify key derivation and expose methods referenced
[rust-lightning] / lightning / src / chain / keysinterface.rs
index ce92d1462ee3390837465c08bc5794721da36903..4e4d182aa24c2243bf9ef4b89369efb8eefac089 100644 (file)
@@ -7,7 +7,6 @@ use bitcoin::blockdata::script::{Script, Builder};
 use bitcoin::blockdata::opcodes;
 use bitcoin::network::constants::Network;
 use bitcoin::util::bip32::{ExtendedPrivKey, ExtendedPubKey, ChildNumber};
-use bitcoin::util::address::Address;
 use bitcoin::util::bip143;
 
 use bitcoin::hashes::{Hash, HashEngine};
@@ -26,7 +25,6 @@ use util::ser::{Writeable, Writer, Readable};
 use ln::chan_utils;
 use ln::chan_utils::{TxCreationKeys, HTLCOutputInCommitment, make_funding_redeemscript, ChannelPublicKeys, LocalCommitmentTransaction};
 use ln::msgs;
-use ln::channelmanager::PaymentPreimage;
 
 use std::sync::atomic::{AtomicUsize, Ordering};
 use std::io::Error;
@@ -56,19 +54,30 @@ pub enum SpendableOutputDescriptor {
        /// <BIP 143 signature> <empty vector> (MINIMALIF standard rule) <provided witnessScript>
        ///
        /// Note that the nSequence field in the spending input must be set to to_self_delay
-       /// (which means the transaction not being broadcastable until at least to_self_delay
+       /// (which means the transaction is not broadcastable until at least to_self_delay
        /// blocks after the outpoint confirms).
        ///
        /// These are generally the result of a "revocable" output to us, spendable only by us unless
-       /// it is an output from us having broadcast an old state (which should never happen).
+       /// it is an output from an old state which we broadcast (which should never happen).
        ///
-       /// WitnessScript may be regenerated by passing the revocation_pubkey, to_self_delay and
-       /// delayed_payment_pubkey to chan_utils::get_revokeable_redeemscript.
+       /// To derive the delayed_payment key which is used to sign for this input, you must pass the
+       /// local delayed_payment_base_key (ie the private key which corresponds to the pubkey in
+       /// ChannelKeys::pubkeys().delayed_payment_basepoint) and the provided per_commitment_point to
+       /// chan_utils::derive_private_key. The public key can be generated without the secret key
+       /// using chan_utils::derive_public_key and only the delayed_payment_basepoint which appears in
+       /// ChannelKeys::pubkeys().
        ///
-       /// To derive the delayed_payment key corresponding to the channel state, you must pass the
-       /// channel's delayed_payment_key and the provided per_commitment_point to
-       /// chan_utils::derive_private_key. The resulting key should be used to sign the spending
-       /// transaction.
+       /// To derive the remote_revocation_pubkey provided here (which is used in the witness
+       /// script generation), you must pass the remote revocation_basepoint (which appears in the
+       /// call to ChannelKeys::set_remote_channel_pubkeys) and the provided per_commitment point
+       /// to chan_utils::derive_public_revocation_key.
+       ///
+       /// The witness script which is hashed and included in the output script_pubkey may be
+       /// regenerated by passing the revocation_pubkey (derived as above), our delayed_payment pubkey
+       /// (derived as above), and the to_self_delay contained here to
+       /// chan_utils::get_revokeable_redeemscript.
+       //
+       // TODO: we need to expose utility methods in KeyManager to do all the relevant derivation.
        DynamicOutputP2WSH {
                /// The outpoint which is spendable
                outpoint: OutPoint,
@@ -85,20 +94,14 @@ pub enum SpendableOutputDescriptor {
                /// The remote_revocation_pubkey used to derive witnessScript
                remote_revocation_pubkey: PublicKey
        },
-       // TODO: Note that because key is now static and exactly what is provided by us, we should drop
-       // this in favor of StaticOutput:
-       /// An output to a P2WPKH, spendable exclusively by the given private key.
+       /// An output to a P2WPKH, spendable exclusively by our payment key (ie the private key which
+       /// corresponds to the public key in ChannelKeys::pubkeys().payment_point).
        /// The witness in the spending input, is, thus, simply:
        /// <BIP 143 signature> <payment key>
        ///
        /// These are generally the result of our counterparty having broadcast the current state,
        /// allowing us to claim the non-HTLC-encumbered outputs immediately.
-       ///
-       /// To derive the payment key corresponding to the channel state, you must pass the
-       /// channel's payment_base_key and the provided per_commitment_point to
-       /// chan_utils::derive_private_key. The resulting key should be used to sign the spending
-       /// transaction.
-       DynamicOutputP2WPKH {
+       StaticOutputRemotePayment {
                /// The outpoint which is spendable
                outpoint: OutPoint,
                /// The output which is reference by the given outpoint
@@ -127,7 +130,7 @@ impl Writeable for SpendableOutputDescriptor {
                                key_derivation_params.1.write(writer)?;
                                remote_revocation_pubkey.write(writer)?;
                        },
-                       &SpendableOutputDescriptor::DynamicOutputP2WPKH { ref outpoint, ref output, ref key_derivation_params } => {
+                       &SpendableOutputDescriptor::StaticOutputRemotePayment { ref outpoint, ref output, ref key_derivation_params } => {
                                2u8.write(writer)?;
                                outpoint.write(writer)?;
                                output.write(writer)?;
@@ -154,7 +157,7 @@ impl Readable for SpendableOutputDescriptor {
                                key_derivation_params: (Readable::read(reader)?, Readable::read(reader)?),
                                remote_revocation_pubkey: Readable::read(reader)?,
                        }),
-                       2u8 => Ok(SpendableOutputDescriptor::DynamicOutputP2WPKH {
+                       2u8 => Ok(SpendableOutputDescriptor::StaticOutputRemotePayment {
                                outpoint: Readable::read(reader)?,
                                output: Readable::read(reader)?,
                                key_derivation_params: (Readable::read(reader)?, Readable::read(reader)?),
@@ -274,45 +277,48 @@ pub trait ChannelKeys : Send+Clone {
        /// return value must contain a signature.
        fn sign_local_commitment_htlc_transactions<T: secp256k1::Signing + secp256k1::Verification>(&self, local_commitment_tx: &LocalCommitmentTransaction, local_csv: u16, secp_ctx: &Secp256k1<T>) -> Result<Vec<Option<Signature>>, ()>;
 
-       /// Create a signature for a transaction spending an HTLC or commitment transaction output
-       /// when our counterparty broadcast an old state.
+       /// Create a signature for the given input in a transaction spending an HTLC or commitment
+       /// transaction output when our counterparty broadcasts an old state.
        ///
-       /// Justice transaction may claim multiples outputs at same time if timelock are similar.
+       /// A justice transaction may claim multiples outputs at the same time if timelocks are
+       /// similar, but only a signature for the input at index `input` should be signed for here.
        /// It may be called multiples time for same output(s) if a fee-bump is needed with regards
        /// to an upcoming timelock expiration.
        ///
-       /// Witness_script is a revokable witness script as defined in BOLT3 for `to_local`/HTLC
-       /// outputs.
+       /// Amount is value of the output spent by this input, committed to in the BIP 143 signature.
        ///
-       /// Input index is a pointer towards outpoint spent, commited by sigs (BIP 143).
+       /// per_commitment_key is revocation secret which was provided by our counterparty when they
+       /// revoked the state which they eventually broadcast. It's not a _local_ secret key and does
+       /// not allow the spending of any funds by itself (you need our local revocation_secret to do
+       /// so).
        ///
-       /// Amount is value of the output spent by this input, committed by sigs (BIP 143).
+       /// htlc holds HTLC elements (hash, timelock) if the output being spent is a HTLC output, thus
+       /// changing the format of the witness script (which is committed to in the BIP 143
+       /// signatures).
        ///
-       /// Per_commitment key is revocation secret such as provided by remote party while
-       /// revocating detected onchain transaction. It's not a _local_ secret key, therefore
-       /// it may cross interfaces, a node compromise won't allow to spend revoked output without
-       /// also compromissing revocation key.
-       //TODO: dry-up witness_script and pass pubkeys
-       fn sign_justice_transaction<T: secp256k1::Signing>(&self, justice_tx: &Transaction, input: usize, witness_script: &Script, amount: u64, per_commitment_key: &SecretKey, revocation_pubkey: &PublicKey, is_htlc: bool, secp_ctx: &Secp256k1<T>) -> Result<Signature, ()>;
+       /// on_remote_tx_csv is the relative lock-time that that our counterparty would have to set on
+       /// their transaction were they to spend the same output. It is included in the witness script
+       /// and thus committed to in the BIP 143 signature.
+       fn sign_justice_transaction<T: secp256k1::Signing + secp256k1::Verification>(&self, justice_tx: &Transaction, input: usize, amount: u64, per_commitment_key: &SecretKey, htlc: &Option<HTLCOutputInCommitment>, on_remote_tx_csv: u16, secp_ctx: &Secp256k1<T>) -> Result<Signature, ()>;
 
        /// Create a signature for a claiming transaction for a HTLC output on a remote commitment
        /// transaction, either offered or received.
        ///
-       /// HTLC transaction may claim multiples offered outputs at same time if we know preimage
-       /// for each at detection. It may be called multtiples time for same output(s) if a fee-bump
-       /// is needed with regards to an upcoming timelock expiration.
+       /// Such a transaction may claim multiples offered outputs at same time if we know the
+       /// preimage for each when we create it, but only the input at index `input` should be
+       /// signed for here. It may be called multiple times for same output(s) if a fee-bump is
+       /// needed with regards to an upcoming timelock expiration.
        ///
        /// Witness_script is either a offered or received script as defined in BOLT3 for HTLC
        /// outputs.
        ///
-       /// Input index is a pointer towards outpoint spent, commited by sigs (BIP 143).
+       /// Amount is value of the output spent by this input, committed to in the BIP 143 signature.
        ///
-       /// Amount is value of the output spent by this input, committed by sigs (BIP 143).
-       ///
-       /// Preimage is solution for an offered HTLC haslock. A preimage sets to None hints this
-       /// htlc_tx as timing-out funds back to us on a received output.
-       //TODO: dry-up witness_script and pass pubkeys
-       fn sign_remote_htlc_transaction<T: secp256k1::Signing>(&self, htlc_tx: &Transaction, input: usize, witness_script: &Script, amount: u64, per_commitment_point: &PublicKey, preimage: &Option<PaymentPreimage>, secp_ctx: &Secp256k1<T>) -> Result<Signature, ()>;
+       /// Per_commitment_point is the dynamic point corresponding to the channel state
+       /// detected onchain. It has been generated by our counterparty and is used to derive
+       /// channel state keys, which are then included in the witness script and committed to in the
+       /// BIP 143 signature.
+       fn sign_remote_htlc_transaction<T: secp256k1::Signing + secp256k1::Verification>(&self, htlc_tx: &Transaction, input: usize, amount: u64, per_commitment_point: &PublicKey, htlc: &HTLCOutputInCommitment, secp_ctx: &Secp256k1<T>) -> Result<Signature, ()>;
 
        /// Create a signature for a (proposed) closing transaction.
        ///
@@ -469,17 +475,47 @@ impl ChannelKeys for InMemoryChannelKeys {
                local_commitment_tx.get_htlc_sigs(&self.htlc_base_key, local_csv, secp_ctx)
        }
 
-       fn sign_justice_transaction<T: secp256k1::Signing>(&self, justice_tx: &Transaction, input: usize, witness_script: &Script, amount: u64, per_commitment_key: &SecretKey, revocation_pubkey: &PublicKey, is_htlc: bool, secp_ctx: &Secp256k1<T>) -> Result<Signature, ()> {
-               if let Ok(revocation_key) = chan_utils::derive_private_revocation_key(&secp_ctx, &per_commitment_key, &self.revocation_base_key) {
-                       let sighash_parts = bip143::SighashComponents::new(&justice_tx);
-                       let sighash = hash_to_message!(&sighash_parts.sighash_all(&justice_tx.input[input], &witness_script, amount)[..]);
-                       return Ok(secp_ctx.sign(&sighash, &revocation_key))
-               }
-               Err(())
+       fn sign_justice_transaction<T: secp256k1::Signing + secp256k1::Verification>(&self, justice_tx: &Transaction, input: usize, amount: u64, per_commitment_key: &SecretKey, htlc: &Option<HTLCOutputInCommitment>, on_remote_tx_csv: u16, secp_ctx: &Secp256k1<T>) -> Result<Signature, ()> {
+               let revocation_key = match chan_utils::derive_private_revocation_key(&secp_ctx, &per_commitment_key, &self.revocation_base_key) {
+                       Ok(revocation_key) => revocation_key,
+                       Err(_) => return Err(())
+               };
+               let per_commitment_point = PublicKey::from_secret_key(secp_ctx, &per_commitment_key);
+               let revocation_pubkey = match chan_utils::derive_public_revocation_key(&secp_ctx, &per_commitment_point, &self.pubkeys().revocation_basepoint) {
+                       Ok(revocation_pubkey) => revocation_pubkey,
+                       Err(_) => return Err(())
+               };
+               let witness_script = if let &Some(ref htlc) = htlc {
+                       let remote_htlcpubkey = match chan_utils::derive_public_key(&secp_ctx, &per_commitment_point, &self.remote_pubkeys().htlc_basepoint) {
+                               Ok(remote_htlcpubkey) => remote_htlcpubkey,
+                               Err(_) => return Err(())
+                       };
+                       let local_htlcpubkey = match chan_utils::derive_public_key(&secp_ctx, &per_commitment_point, &self.pubkeys().htlc_basepoint) {
+                               Ok(local_htlcpubkey) => local_htlcpubkey,
+                               Err(_) => return Err(())
+                       };
+                       chan_utils::get_htlc_redeemscript_with_explicit_keys(&htlc, &remote_htlcpubkey, &local_htlcpubkey, &revocation_pubkey)
+               } else {
+                       let remote_delayedpubkey = match chan_utils::derive_public_key(&secp_ctx, &per_commitment_point, &self.remote_pubkeys().delayed_payment_basepoint) {
+                               Ok(remote_delayedpubkey) => remote_delayedpubkey,
+                               Err(_) => return Err(())
+                       };
+                       chan_utils::get_revokeable_redeemscript(&revocation_pubkey, on_remote_tx_csv, &remote_delayedpubkey)
+               };
+               let sighash_parts = bip143::SighashComponents::new(&justice_tx);
+               let sighash = hash_to_message!(&sighash_parts.sighash_all(&justice_tx.input[input], &witness_script, amount)[..]);
+               return Ok(secp_ctx.sign(&sighash, &revocation_key))
        }
 
-       fn sign_remote_htlc_transaction<T: secp256k1::Signing>(&self, htlc_tx: &Transaction, input: usize, witness_script: &Script, amount: u64, per_commitment_point: &PublicKey, preimage: &Option<PaymentPreimage>, secp_ctx: &Secp256k1<T>) -> Result<Signature, ()> {
+       fn sign_remote_htlc_transaction<T: secp256k1::Signing + secp256k1::Verification>(&self, htlc_tx: &Transaction, input: usize, amount: u64, per_commitment_point: &PublicKey, htlc: &HTLCOutputInCommitment, secp_ctx: &Secp256k1<T>) -> Result<Signature, ()> {
                if let Ok(htlc_key) = chan_utils::derive_private_key(&secp_ctx, &per_commitment_point, &self.htlc_base_key) {
+                       let witness_script = if let Ok(revocation_pubkey) = chan_utils::derive_public_revocation_key(&secp_ctx, &per_commitment_point, &self.pubkeys().revocation_basepoint) {
+                               if let Ok(remote_htlcpubkey) = chan_utils::derive_public_key(&secp_ctx, &per_commitment_point, &self.remote_pubkeys().htlc_basepoint) {
+                                       if let Ok(local_htlcpubkey) = chan_utils::derive_public_key(&secp_ctx, &per_commitment_point, &self.pubkeys().htlc_basepoint) {
+                                               chan_utils::get_htlc_redeemscript_with_explicit_keys(&htlc, &remote_htlcpubkey, &local_htlcpubkey, &revocation_pubkey)
+                                       } else { return Err(()) }
+                               } else { return Err(()) }
+                       } else { return Err(()) };
                        let sighash_parts = bip143::SighashComponents::new(&htlc_tx);
                        let sighash = hash_to_message!(&sighash_parts.sighash_all(&htlc_tx.input[input], &witness_script, amount)[..]);
                        return Ok(secp_ctx.sign(&sighash, &htlc_key))