Make ChannelMonitor clonable again
[rust-lightning] / lightning / src / chain / mod.rs
index d0b5b65014d736d27b04c08ca23408da68a8393e..43add75950d6a50c3c07c5a07e525fd7154bf216 100644 (file)
 
 //! Structs and traits which allow other parts of rust-lightning to interact with the blockchain.
 
+use bitcoin::blockdata::block::{Block, BlockHeader};
+use bitcoin::blockdata::constants::genesis_block;
 use bitcoin::blockdata::script::Script;
 use bitcoin::blockdata::transaction::TxOut;
 use bitcoin::hash_types::{BlockHash, Txid};
+use bitcoin::network::constants::Network;
+use bitcoin::secp256k1::PublicKey;
 
-use chain::transaction::OutPoint;
+use crate::chain::channelmonitor::{ChannelMonitor, ChannelMonitorUpdate, MonitorEvent};
+use crate::chain::keysinterface::Sign;
+use crate::chain::transaction::{OutPoint, TransactionData};
+
+use crate::prelude::*;
 
 pub mod chaininterface;
+pub mod chainmonitor;
+pub mod channelmonitor;
 pub mod transaction;
 pub mod keysinterface;
+pub(crate) mod onchaintx;
+pub(crate) mod package;
+
+/// The best known block as identified by its hash and height.
+#[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
+pub struct BestBlock {
+       block_hash: BlockHash,
+       height: u32,
+}
+
+impl BestBlock {
+       /// Constructs a `BestBlock` that represents the genesis block at height 0 of the given
+       /// network.
+       pub fn from_genesis(network: Network) -> Self {
+               BestBlock {
+                       block_hash: genesis_block(network).header.block_hash(),
+                       height: 0,
+               }
+       }
+
+       /// Returns a `BestBlock` as identified by the given block hash and height.
+       pub fn new(block_hash: BlockHash, height: u32) -> Self {
+               BestBlock { block_hash, height }
+       }
+
+       /// Returns the best block hash.
+       pub fn block_hash(&self) -> BlockHash { self.block_hash }
+
+       /// Returns the best block height.
+       pub fn height(&self) -> u32 { self.height }
+}
+
+/// An error when accessing the chain via [`Access`].
+#[derive(Clone, Debug)]
+pub enum AccessError {
+       /// The requested chain is unknown.
+       UnknownChain,
+
+       /// The requested transaction doesn't exist or hasn't confirmed.
+       UnknownTx,
+}
 
 /// The `Access` trait defines behavior for accessing chain data and state, such as blocks and
 /// UTXOs.
-pub trait Access: Send + Sync {
+pub trait Access {
        /// Returns the transaction output of a funding transaction encoded by [`short_channel_id`].
        /// Returns an error if `genesis_hash` is for a different chain or if such a transaction output
        /// is unknown.
        ///
-       /// [`short_channel_id`]: https://github.com/lightningnetwork/lightning-rfc/blob/master/07-routing-gossip.md#definition-of-short_channel_id
+       /// [`short_channel_id`]: https://github.com/lightning/bolts/blob/master/07-routing-gossip.md#definition-of-short_channel_id
        fn get_utxo(&self, genesis_hash: &BlockHash, short_channel_id: u64) -> Result<TxOut, AccessError>;
 }
 
-/// An error when accessing the chain via [`Access`].
+/// The `Listen` trait is used to notify when blocks have been connected or disconnected from the
+/// chain.
 ///
-/// [`Access`]: trait.Access.html
-#[derive(Clone)]
-pub enum AccessError {
-       /// The requested chain is unknown.
-       UnknownChain,
+/// Useful when needing to replay chain data upon startup or as new chain events occur. Clients
+/// sourcing chain data using a block-oriented API should prefer this interface over [`Confirm`].
+/// Such clients fetch the entire header chain whereas clients using [`Confirm`] only fetch headers
+/// when needed.
+///
+/// By using [`Listen::filtered_block_connected`] this interface supports clients fetching the
+/// entire header chain and only blocks with matching transaction data using BIP 157 filters or
+/// other similar filtering.
+pub trait Listen {
+       /// Notifies the listener that a block was added at the given height, with the transaction data
+       /// possibly filtered.
+       fn filtered_block_connected(&self, header: &BlockHeader, txdata: &TransactionData, height: u32);
 
-       /// The requested transaction doesn't exist or hasn't confirmed.
-       UnknownTx,
+       /// Notifies the listener that a block was added at the given height.
+       fn block_connected(&self, block: &Block, height: u32) {
+               let txdata: Vec<_> = block.txdata.iter().enumerate().collect();
+               self.filtered_block_connected(&block.header, &txdata, height);
+       }
+
+       /// Notifies the listener that a block was removed at the given height.
+       fn block_disconnected(&self, header: &BlockHeader, height: u32);
+}
+
+/// The `Confirm` trait is used to notify LDK when relevant transactions have been confirmed on
+/// chain or unconfirmed during a chain reorganization.
+///
+/// Clients sourcing chain data using a transaction-oriented API should prefer this interface over
+/// [`Listen`]. For instance, an Electrum-based transaction sync implementation may implement
+/// [`Filter`] to subscribe to relevant transactions and unspent outputs it should monitor for
+/// on-chain activity. Then, it needs to notify LDK via this interface upon observing any changes
+/// with reference to the confirmation status of the monitored objects.
+///
+/// # Use
+/// The intended use is as follows:
+/// - Call [`transactions_confirmed`] to notify LDK whenever any of the registered transactions or
+///   outputs are, respectively, confirmed or spent on chain.
+/// - Call [`transaction_unconfirmed`] to notify LDK whenever any transaction returned by
+///   [`get_relevant_txids`] is no longer confirmed in the block with the given block hash.
+/// - Call [`best_block_updated`] to notify LDK whenever a new chain tip becomes available.
+///
+/// # Order
+///
+/// Clients must call these methods in chain order. Specifically:
+/// - Transactions which are confirmed in a particular block must be given before transactions
+///   confirmed in a later block.
+/// - Dependent transactions within the same block must be given in topological order, possibly in
+///   separate calls.
+/// - All unconfirmed transactions must be given after the original confirmations and before *any*
+///   reconfirmations, i.e., [`transactions_confirmed`] and [`transaction_unconfirmed`] calls should
+///   never be interleaved, but always conduced *en bloc*.
+/// - Any reconfirmed transactions need to be explicitly unconfirmed before they are reconfirmed
+///   in regard to the new block.
+///
+/// See individual method documentation for further details.
+///
+/// [`transactions_confirmed`]: Self::transactions_confirmed
+/// [`transaction_unconfirmed`]: Self::transaction_unconfirmed
+/// [`best_block_updated`]: Self::best_block_updated
+/// [`get_relevant_txids`]: Self::get_relevant_txids
+pub trait Confirm {
+       /// Notifies LDK of transactions confirmed in a block with a given header and height.
+       ///
+       /// Must be called for any transactions registered by [`Filter::register_tx`] or any
+       /// transactions spending an output registered by [`Filter::register_output`]. Such transactions
+       /// appearing in the same block do not need to be included in the same call; instead, multiple
+       /// calls with additional transactions may be made so long as they are made in [chain order].
+       ///
+       /// May be called before or after [`best_block_updated`] for the corresponding block. However,
+       /// in the event of a chain reorganization, it must not be called with a `header` that is no
+       /// longer in the chain as of the last call to [`best_block_updated`].
+       ///
+       /// [chain order]: Confirm#order
+       /// [`best_block_updated`]: Self::best_block_updated
+       fn transactions_confirmed(&self, header: &BlockHeader, txdata: &TransactionData, height: u32);
+       /// Notifies LDK of a transaction that is no longer confirmed as result of a chain reorganization.
+       ///
+       /// Must be called for any transaction returned by [`get_relevant_txids`] if it has been
+       /// reorganized out of the best chain or if it is no longer confirmed in the block with the
+       /// given block hash. Once called, the given transaction will not be returned
+       /// by [`get_relevant_txids`], unless it has been reconfirmed via [`transactions_confirmed`].
+       ///
+       /// [`get_relevant_txids`]: Self::get_relevant_txids
+       /// [`transactions_confirmed`]: Self::transactions_confirmed
+       fn transaction_unconfirmed(&self, txid: &Txid);
+       /// Notifies LDK of an update to the best header connected at the given height.
+       ///
+       /// Must be called whenever a new chain tip becomes available. May be skipped for intermediary
+       /// blocks.
+       fn best_block_updated(&self, header: &BlockHeader, height: u32);
+       /// Returns transactions that must be monitored for reorganization out of the chain along
+       /// with the hash of the block as part of which it had been previously confirmed.
+       ///
+       /// Will include any transactions passed to [`transactions_confirmed`] that have insufficient
+       /// confirmations to be safe from a chain reorganization. Will not include any transactions
+       /// passed to [`transaction_unconfirmed`], unless later reconfirmed.
+       ///
+       /// Must be called to determine the subset of transactions that must be monitored for
+       /// reorganization. Will be idempotent between calls but may change as a result of calls to the
+       /// other interface methods. Thus, this is useful to determine which transactions must be
+       /// given to [`transaction_unconfirmed`].
+       ///
+       /// If any of the returned transactions are confirmed in a block other than the one with the
+       /// given hash, they need to be unconfirmed and reconfirmed via [`transaction_unconfirmed`] and
+       /// [`transactions_confirmed`], respectively.
+       ///
+       /// [`transactions_confirmed`]: Self::transactions_confirmed
+       /// [`transaction_unconfirmed`]: Self::transaction_unconfirmed
+       fn get_relevant_txids(&self) -> Vec<(Txid, Option<BlockHash>)>;
+}
+
+/// An enum representing the status of a channel monitor update persistence.
+#[derive(Clone, Copy, Debug, PartialEq, Eq)]
+pub enum ChannelMonitorUpdateStatus {
+       /// The update has been durably persisted and all copies of the relevant [`ChannelMonitor`]
+       /// have been updated.
+       ///
+       /// This includes performing any `fsync()` calls required to ensure the update is guaranteed to
+       /// be available on restart even if the application crashes.
+       Completed,
+       /// Used to indicate a temporary failure (eg connection to a watchtower or remote backup of
+       /// our state failed, but is expected to succeed at some point in the future).
+       ///
+       /// Such a failure will "freeze" a channel, preventing us from revoking old states or
+       /// submitting new commitment transactions to the counterparty. Once the update(s) which failed
+       /// have been successfully applied, a [`MonitorEvent::Completed`] can be used to restore the
+       /// channel to an operational state.
+       ///
+       /// Note that a given [`ChannelManager`] will *never* re-generate a [`ChannelMonitorUpdate`].
+       /// If you return this error you must ensure that it is written to disk safely before writing
+       /// the latest [`ChannelManager`] state, or you should return [`PermanentFailure`] instead.
+       ///
+       /// Even when a channel has been "frozen", updates to the [`ChannelMonitor`] can continue to
+       /// occur (e.g. if an inbound HTLC which we forwarded was claimed upstream, resulting in us
+       /// attempting to claim it on this channel) and those updates must still be persisted.
+       ///
+       /// No updates to the channel will be made which could invalidate other [`ChannelMonitor`]s
+       /// until a [`MonitorEvent::Completed`] is provided, even if you return no error on a later
+       /// monitor update for the same channel.
+       ///
+       /// For deployments where a copy of ChannelMonitors and other local state are backed up in a
+       /// remote location (with local copies persisted immediately), it is anticipated that all
+       /// updates will return [`InProgress`] until the remote copies could be updated.
+       ///
+       /// [`PermanentFailure`]: ChannelMonitorUpdateStatus::PermanentFailure
+       /// [`InProgress`]: ChannelMonitorUpdateStatus::InProgress
+       /// [`ChannelManager`]: crate::ln::channelmanager::ChannelManager
+       InProgress,
+       /// Used to indicate no further channel monitor updates will be allowed (likely a disk failure
+       /// or a remote copy of this [`ChannelMonitor`] is no longer reachable and thus not updatable).
+       ///
+       /// When this is returned, [`ChannelManager`] will force-close the channel but *not* broadcast
+       /// our current commitment transaction. This avoids a dangerous case where a local disk failure
+       /// (e.g. the Linux-default remounting of the disk as read-only) causes [`PermanentFailure`]s
+       /// for all monitor updates. If we were to broadcast our latest commitment transaction and then
+       /// restart, we could end up reading a previous [`ChannelMonitor`] and [`ChannelManager`],
+       /// revoking our now-broadcasted state before seeing it confirm and losing all our funds.
+       ///
+       /// Note that this is somewhat of a tradeoff - if the disk is really gone and we may have lost
+       /// the data permanently, we really should broadcast immediately. If the data can be recovered
+       /// with manual intervention, we'd rather close the channel, rejecting future updates to it,
+       /// and broadcast the latest state only if we have HTLCs to claim which are timing out (which
+       /// we do as long as blocks are connected).
+       ///
+       /// In order to broadcast the latest local commitment transaction, you'll need to call
+       /// [`ChannelMonitor::get_latest_holder_commitment_txn`] and broadcast the resulting
+       /// transactions once you've safely ensured no further channel updates can be generated by your
+       /// [`ChannelManager`].
+       ///
+       /// Note that at least one final [`ChannelMonitorUpdate`] may still be provided, which must
+       /// still be processed by a running [`ChannelMonitor`]. This final update will mark the
+       /// [`ChannelMonitor`] as finalized, ensuring no further updates (e.g. revocation of the latest
+       /// commitment transaction) are allowed.
+       ///
+       /// Note that even if you return a [`PermanentFailure`] due to unavailability of secondary
+       /// [`ChannelMonitor`] copies, you should still make an attempt to store the update where
+       /// possible to ensure you can claim HTLC outputs on the latest commitment transaction
+       /// broadcasted later.
+       ///
+       /// In case of distributed watchtowers deployment, the new version must be written to disk, as
+       /// state may have been stored but rejected due to a block forcing a commitment broadcast. This
+       /// storage is used to claim outputs of rejected state confirmed onchain by another watchtower,
+       /// lagging behind on block processing.
+       ///
+       /// [`PermanentFailure`]: ChannelMonitorUpdateStatus::PermanentFailure
+       /// [`ChannelManager`]: crate::ln::channelmanager::ChannelManager
+       PermanentFailure,
+}
+
+/// The `Watch` trait defines behavior for watching on-chain activity pertaining to channels as
+/// blocks are connected and disconnected.
+///
+/// Each channel is associated with a [`ChannelMonitor`]. Implementations of this trait are
+/// responsible for maintaining a set of monitors such that they can be updated accordingly as
+/// channel state changes and HTLCs are resolved. See method documentation for specific
+/// requirements.
+///
+/// Implementations **must** ensure that updates are successfully applied and persisted upon method
+/// completion. If an update fails with a [`PermanentFailure`], then it must immediately shut down
+/// without taking any further action such as persisting the current state.
+///
+/// If an implementation maintains multiple instances of a channel's monitor (e.g., by storing
+/// backup copies), then it must ensure that updates are applied across all instances. Otherwise, it
+/// could result in a revoked transaction being broadcast, allowing the counterparty to claim all
+/// funds in the channel. See [`ChannelMonitorUpdateStatus`] for more details about how to handle
+/// multiple instances.
+///
+/// [`PermanentFailure`]: ChannelMonitorUpdateStatus::PermanentFailure
+pub trait Watch<ChannelSigner: Sign> {
+       /// Watches a channel identified by `funding_txo` using `monitor`.
+       ///
+       /// Implementations are responsible for watching the chain for the funding transaction along
+       /// with any spends of outputs returned by [`get_outputs_to_watch`]. In practice, this means
+       /// calling [`block_connected`] and [`block_disconnected`] on the monitor.
+       ///
+       /// Note: this interface MUST error with [`ChannelMonitorUpdateStatus::PermanentFailure`] if
+       /// the given `funding_txo` has previously been registered via `watch_channel`.
+       ///
+       /// [`get_outputs_to_watch`]: channelmonitor::ChannelMonitor::get_outputs_to_watch
+       /// [`block_connected`]: channelmonitor::ChannelMonitor::block_connected
+       /// [`block_disconnected`]: channelmonitor::ChannelMonitor::block_disconnected
+       fn watch_channel(&self, funding_txo: OutPoint, monitor: ChannelMonitor<ChannelSigner>) -> ChannelMonitorUpdateStatus;
+
+       /// Updates a channel identified by `funding_txo` by applying `update` to its monitor.
+       ///
+       /// Implementations must call [`update_monitor`] with the given update. See
+       /// [`ChannelMonitorUpdateStatus`] for invariants around returning an error.
+       ///
+       /// [`update_monitor`]: channelmonitor::ChannelMonitor::update_monitor
+       fn update_channel(&self, funding_txo: OutPoint, update: ChannelMonitorUpdate) -> ChannelMonitorUpdateStatus;
+
+       /// Returns any monitor events since the last call. Subsequent calls must only return new
+       /// events.
+       ///
+       /// Note that after any block- or transaction-connection calls to a [`ChannelMonitor`], no
+       /// further events may be returned here until the [`ChannelMonitor`] has been fully persisted
+       /// to disk.
+       ///
+       /// For details on asynchronous [`ChannelMonitor`] updating and returning
+       /// [`MonitorEvent::Completed`] here, see [`ChannelMonitorUpdateStatus::InProgress`].
+       fn release_pending_monitor_events(&self) -> Vec<(OutPoint, Vec<MonitorEvent>, Option<PublicKey>)>;
+}
+
+/// The `Filter` trait defines behavior for indicating chain activity of interest pertaining to
+/// channels.
+///
+/// This is useful in order to have a [`Watch`] implementation convey to a chain source which
+/// transactions to be notified of. Notification may take the form of pre-filtering blocks or, in
+/// the case of [BIP 157]/[BIP 158], only fetching a block if the compact filter matches. If
+/// receiving full blocks from a chain source, any further filtering is unnecessary.
+///
+/// After an output has been registered, subsequent block retrievals from the chain source must not
+/// exclude any transactions matching the new criteria nor any in-block descendants of such
+/// transactions.
+///
+/// Note that use as part of a [`Watch`] implementation involves reentrancy. Therefore, the `Filter`
+/// should not block on I/O. Implementations should instead queue the newly monitored data to be
+/// processed later. Then, in order to block until the data has been processed, any [`Watch`]
+/// invocation that has called the `Filter` must return [`InProgress`].
+///
+/// [`InProgress`]: ChannelMonitorUpdateStatus::InProgress
+/// [BIP 157]: https://github.com/bitcoin/bips/blob/master/bip-0157.mediawiki
+/// [BIP 158]: https://github.com/bitcoin/bips/blob/master/bip-0158.mediawiki
+pub trait Filter {
+       /// Registers interest in a transaction with `txid` and having an output with `script_pubkey` as
+       /// a spending condition.
+       fn register_tx(&self, txid: &Txid, script_pubkey: &Script);
+
+       /// Registers interest in spends of a transaction output.
+       ///
+       /// Note that this method might be called during processing of a new block. You therefore need
+       /// to ensure that also dependent output spents within an already connected block are correctly
+       /// handled, e.g., by re-scanning the block in question whenever new outputs have been
+       /// registered mid-processing.
+       fn register_output(&self, output: WatchedOutput);
 }
 
-/// An interface for providing [`WatchEvent`]s.
+/// A transaction output watched by a [`ChannelMonitor`] for spends on-chain.
+///
+/// Used to convey to a [`Filter`] such an output with a given spending condition. Any transaction
+/// spending the output must be given to [`ChannelMonitor::block_connected`] either directly or via
+/// [`Confirm::transactions_confirmed`].
+///
+/// If `block_hash` is `Some`, this indicates the output was created in the corresponding block and
+/// may have been spent there. See [`Filter::register_output`] for details.
 ///
-/// [`WatchEvent`]: enum.WatchEvent.html
-pub trait WatchEventProvider {
-       /// Releases events produced since the last call. Subsequent calls must only return new events.
-       fn release_pending_watch_events(&self) -> Vec<WatchEvent>;
+/// [`ChannelMonitor`]: channelmonitor::ChannelMonitor
+/// [`ChannelMonitor::block_connected`]: channelmonitor::ChannelMonitor::block_connected
+#[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
+pub struct WatchedOutput {
+       /// First block where the transaction output may have been spent.
+       pub block_hash: Option<BlockHash>,
+
+       /// Outpoint identifying the transaction output.
+       pub outpoint: OutPoint,
+
+       /// Spending condition of the transaction output.
+       pub script_pubkey: Script,
+}
+
+impl<T: Listen> Listen for core::ops::Deref<Target = T> {
+       fn filtered_block_connected(&self, header: &BlockHeader, txdata: &TransactionData, height: u32) {
+               (**self).filtered_block_connected(header, txdata, height);
+       }
+
+       fn block_disconnected(&self, header: &BlockHeader, height: u32) {
+               (**self).block_disconnected(header, height);
+       }
 }
 
-/// An event indicating on-chain activity to watch for pertaining to a channel.
-pub enum WatchEvent {
-       /// Watch for a transaction with `txid` and having an output with `script_pubkey` as a spending
-       /// condition.
-       WatchTransaction {
-               /// Identifier of the transaction.
-               txid: Txid,
-
-               /// Spending condition for an output of the transaction.
-               script_pubkey: Script,
-       },
-       /// Watch for spends of a transaction output identified by `outpoint` having `script_pubkey` as
-       /// the spending condition.
-       WatchOutput {
-               /// Identifier for the output.
-               outpoint: OutPoint,
-
-               /// Spending condition for the output.
-               script_pubkey: Script,
+impl<T: core::ops::Deref, U: core::ops::Deref> Listen for (T, U)
+where
+       T::Target: Listen,
+       U::Target: Listen,
+{
+       fn filtered_block_connected(&self, header: &BlockHeader, txdata: &TransactionData, height: u32) {
+               self.0.filtered_block_connected(header, txdata, height);
+               self.1.filtered_block_connected(header, txdata, height);
+       }
+
+       fn block_disconnected(&self, header: &BlockHeader, height: u32) {
+               self.0.block_disconnected(header, height);
+               self.1.block_disconnected(header, height);
        }
 }