23fc42f54a4fc16c43d149f4e117ff42ec46d623
[rust-lightning] / lightning / src / chain / chainmonitor.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 //! Logic to connect off-chain channel management with on-chain transaction monitoring.
11 //!
12 //! [`ChainMonitor`] is an implementation of [`chain::Watch`] used both to process blocks and to
13 //! update [`ChannelMonitor`]s accordingly. If any on-chain events need further processing, it will
14 //! make those available as [`MonitorEvent`]s to be consumed.
15 //!
16 //! [`ChainMonitor`] is parameterized by an optional chain source, which must implement the
17 //! [`chain::Filter`] trait. This provides a mechanism to signal new relevant outputs back to light
18 //! clients, such that transactions spending those outputs are included in block data.
19 //!
20 //! [`ChainMonitor`] may be used directly to monitor channels locally or as a part of a distributed
21 //! setup to monitor channels remotely. In the latter case, a custom [`chain::Watch`] implementation
22 //! would be responsible for routing each update to a remote server and for retrieving monitor
23 //! events. The remote server would make use of [`ChainMonitor`] for block processing and for
24 //! servicing [`ChannelMonitor`] updates from the client.
25
26 use bitcoin::blockdata::block::{Block, BlockHeader};
27 use bitcoin::hash_types::Txid;
28
29 use chain;
30 use chain::{Filter, WatchedOutput};
31 use chain::chaininterface::{BroadcasterInterface, FeeEstimator};
32 use chain::channelmonitor;
33 use chain::channelmonitor::{ChannelMonitor, ChannelMonitorUpdate, ChannelMonitorUpdateErr, MonitorEvent, Persist, TransactionOutputs};
34 use chain::transaction::{OutPoint, TransactionData};
35 use chain::keysinterface::Sign;
36 use util::logger::Logger;
37 use util::events;
38 use util::events::EventHandler;
39
40 use prelude::*;
41 use std::sync::RwLock;
42 use core::ops::Deref;
43
44 /// An implementation of [`chain::Watch`] for monitoring channels.
45 ///
46 /// Connected and disconnected blocks must be provided to `ChainMonitor` as documented by
47 /// [`chain::Watch`]. May be used in conjunction with [`ChannelManager`] to monitor channels locally
48 /// or used independently to monitor channels remotely. See the [module-level documentation] for
49 /// details.
50 ///
51 /// [`ChannelManager`]: crate::ln::channelmanager::ChannelManager
52 /// [module-level documentation]: crate::chain::chainmonitor
53 pub struct ChainMonitor<ChannelSigner: Sign, C: Deref, T: Deref, F: Deref, L: Deref, P: Deref>
54         where C::Target: chain::Filter,
55         T::Target: BroadcasterInterface,
56         F::Target: FeeEstimator,
57         L::Target: Logger,
58         P::Target: channelmonitor::Persist<ChannelSigner>,
59 {
60         /// The monitors
61         pub monitors: RwLock<HashMap<OutPoint, ChannelMonitor<ChannelSigner>>>,
62         chain_source: Option<C>,
63         broadcaster: T,
64         logger: L,
65         fee_estimator: F,
66         persister: P,
67 }
68
69 impl<ChannelSigner: Sign, C: Deref, T: Deref, F: Deref, L: Deref, P: Deref> ChainMonitor<ChannelSigner, C, T, F, L, P>
70 where C::Target: chain::Filter,
71             T::Target: BroadcasterInterface,
72             F::Target: FeeEstimator,
73             L::Target: Logger,
74             P::Target: channelmonitor::Persist<ChannelSigner>,
75 {
76         /// Dispatches to per-channel monitors, which are responsible for updating their on-chain view
77         /// of a channel and reacting accordingly based on transactions in the given chain data. See
78         /// [`ChannelMonitor::block_connected`] for details. Any HTLCs that were resolved on chain will
79         /// be returned by [`chain::Watch::release_pending_monitor_events`].
80         ///
81         /// Calls back to [`chain::Filter`] if any monitor indicated new outputs to watch. Subsequent
82         /// calls must not exclude any transactions matching the new outputs nor any in-block
83         /// descendants of such transactions. It is not necessary to re-fetch the block to obtain
84         /// updated `txdata`.
85         fn process_chain_data<FN>(&self, header: &BlockHeader, txdata: &TransactionData, process: FN)
86         where
87                 FN: Fn(&ChannelMonitor<ChannelSigner>, &TransactionData) -> Vec<TransactionOutputs>
88         {
89                 let mut dependent_txdata = Vec::new();
90                 let monitors = self.monitors.read().unwrap();
91                 for monitor in monitors.values() {
92                         let mut txn_outputs = process(monitor, txdata);
93
94                         // Register any new outputs with the chain source for filtering, storing any dependent
95                         // transactions from within the block that previously had not been included in txdata.
96                         if let Some(ref chain_source) = self.chain_source {
97                                 let block_hash = header.block_hash();
98                                 for (txid, mut outputs) in txn_outputs.drain(..) {
99                                         for (idx, output) in outputs.drain(..) {
100                                                 // Register any new outputs with the chain source for filtering and recurse
101                                                 // if it indicates that there are dependent transactions within the block
102                                                 // that had not been previously included in txdata.
103                                                 let output = WatchedOutput {
104                                                         block_hash: Some(block_hash),
105                                                         outpoint: OutPoint { txid, index: idx as u16 },
106                                                         script_pubkey: output.script_pubkey,
107                                                 };
108                                                 if let Some(tx) = chain_source.register_output(output) {
109                                                         dependent_txdata.push(tx);
110                                                 }
111                                         }
112                                 }
113                         }
114                 }
115
116                 // Recursively call for any dependent transactions that were identified by the chain source.
117                 if !dependent_txdata.is_empty() {
118                         dependent_txdata.sort_unstable_by_key(|(index, _tx)| *index);
119                         dependent_txdata.dedup_by_key(|(index, _tx)| *index);
120                         let txdata: Vec<_> = dependent_txdata.iter().map(|(index, tx)| (*index, tx)).collect();
121                         self.process_chain_data(header, &txdata, process);
122                 }
123         }
124
125         /// Creates a new `ChainMonitor` used to watch on-chain activity pertaining to channels.
126         ///
127         /// When an optional chain source implementing [`chain::Filter`] is provided, the chain monitor
128         /// will call back to it indicating transactions and outputs of interest. This allows clients to
129         /// pre-filter blocks or only fetch blocks matching a compact filter. Otherwise, clients may
130         /// always need to fetch full blocks absent another means for determining which blocks contain
131         /// transactions relevant to the watched channels.
132         pub fn new(chain_source: Option<C>, broadcaster: T, logger: L, feeest: F, persister: P) -> Self {
133                 Self {
134                         monitors: RwLock::new(HashMap::new()),
135                         chain_source,
136                         broadcaster,
137                         logger,
138                         fee_estimator: feeest,
139                         persister,
140                 }
141         }
142
143         #[cfg(any(test, feature = "fuzztarget", feature = "_test_utils"))]
144         pub fn get_and_clear_pending_events(&self) -> Vec<events::Event> {
145                 use util::events::EventsProvider;
146                 let events = core::cell::RefCell::new(Vec::new());
147                 let event_handler = |event| events.borrow_mut().push(event);
148                 self.process_pending_events(&event_handler);
149                 events.into_inner()
150         }
151 }
152
153 impl<ChannelSigner: Sign, C: Deref, T: Deref, F: Deref, L: Deref, P: Deref>
154 chain::Listen for ChainMonitor<ChannelSigner, C, T, F, L, P>
155 where
156         C::Target: chain::Filter,
157         T::Target: BroadcasterInterface,
158         F::Target: FeeEstimator,
159         L::Target: Logger,
160         P::Target: channelmonitor::Persist<ChannelSigner>,
161 {
162         fn block_connected(&self, block: &Block, height: u32) {
163                 let header = &block.header;
164                 let txdata: Vec<_> = block.txdata.iter().enumerate().collect();
165                 self.process_chain_data(header, &txdata, |monitor, txdata| {
166                         monitor.block_connected(
167                                 header, txdata, height, &*self.broadcaster, &*self.fee_estimator, &*self.logger)
168                 });
169         }
170
171         fn block_disconnected(&self, header: &BlockHeader, height: u32) {
172                 let monitors = self.monitors.read().unwrap();
173                 for monitor in monitors.values() {
174                         monitor.block_disconnected(
175                                 header, height, &*self.broadcaster, &*self.fee_estimator, &*self.logger);
176                 }
177         }
178 }
179
180 impl<ChannelSigner: Sign, C: Deref, T: Deref, F: Deref, L: Deref, P: Deref>
181 chain::Confirm for ChainMonitor<ChannelSigner, C, T, F, L, P>
182 where
183         C::Target: chain::Filter,
184         T::Target: BroadcasterInterface,
185         F::Target: FeeEstimator,
186         L::Target: Logger,
187         P::Target: channelmonitor::Persist<ChannelSigner>,
188 {
189         fn transactions_confirmed(&self, header: &BlockHeader, txdata: &TransactionData, height: u32) {
190                 self.process_chain_data(header, txdata, |monitor, txdata| {
191                         monitor.transactions_confirmed(
192                                 header, txdata, height, &*self.broadcaster, &*self.fee_estimator, &*self.logger)
193                 });
194         }
195
196         fn transaction_unconfirmed(&self, txid: &Txid) {
197                 let monitors = self.monitors.read().unwrap();
198                 for monitor in monitors.values() {
199                         monitor.transaction_unconfirmed(txid, &*self.broadcaster, &*self.fee_estimator, &*self.logger);
200                 }
201         }
202
203         fn best_block_updated(&self, header: &BlockHeader, height: u32) {
204                 self.process_chain_data(header, &[], |monitor, txdata| {
205                         // While in practice there shouldn't be any recursive calls when given empty txdata,
206                         // it's still possible if a chain::Filter implementation returns a transaction.
207                         debug_assert!(txdata.is_empty());
208                         monitor.best_block_updated(
209                                 header, height, &*self.broadcaster, &*self.fee_estimator, &*self.logger)
210                 });
211         }
212
213         fn get_relevant_txids(&self) -> Vec<Txid> {
214                 let mut txids = Vec::new();
215                 let monitors = self.monitors.read().unwrap();
216                 for monitor in monitors.values() {
217                         txids.append(&mut monitor.get_relevant_txids());
218                 }
219
220                 txids.sort_unstable();
221                 txids.dedup();
222                 txids
223         }
224 }
225
226 impl<ChannelSigner: Sign, C: Deref , T: Deref , F: Deref , L: Deref , P: Deref >
227 chain::Watch<ChannelSigner> for ChainMonitor<ChannelSigner, C, T, F, L, P>
228 where C::Target: chain::Filter,
229             T::Target: BroadcasterInterface,
230             F::Target: FeeEstimator,
231             L::Target: Logger,
232             P::Target: channelmonitor::Persist<ChannelSigner>,
233 {
234         /// Adds the monitor that watches the channel referred to by the given outpoint.
235         ///
236         /// Calls back to [`chain::Filter`] with the funding transaction and outputs to watch.
237         ///
238         /// Note that we persist the given `ChannelMonitor` while holding the `ChainMonitor`
239         /// monitors lock.
240         fn watch_channel(&self, funding_outpoint: OutPoint, monitor: ChannelMonitor<ChannelSigner>) -> Result<(), ChannelMonitorUpdateErr> {
241                 let mut monitors = self.monitors.write().unwrap();
242                 let entry = match monitors.entry(funding_outpoint) {
243                         hash_map::Entry::Occupied(_) => {
244                                 log_error!(self.logger, "Failed to add new channel data: channel monitor for given outpoint is already present");
245                                 return Err(ChannelMonitorUpdateErr::PermanentFailure)},
246                         hash_map::Entry::Vacant(e) => e,
247                 };
248                 if let Err(e) = self.persister.persist_new_channel(funding_outpoint, &monitor) {
249                         log_error!(self.logger, "Failed to persist new channel data");
250                         return Err(e);
251                 }
252                 {
253                         let funding_txo = monitor.get_funding_txo();
254                         log_trace!(self.logger, "Got new Channel Monitor for channel {}", log_bytes!(funding_txo.0.to_channel_id()[..]));
255
256                         if let Some(ref chain_source) = self.chain_source {
257                                 monitor.load_outputs_to_watch(chain_source);
258                         }
259                 }
260                 entry.insert(monitor);
261                 Ok(())
262         }
263
264         /// Note that we persist the given `ChannelMonitor` update while holding the
265         /// `ChainMonitor` monitors lock.
266         fn update_channel(&self, funding_txo: OutPoint, update: ChannelMonitorUpdate) -> Result<(), ChannelMonitorUpdateErr> {
267                 // Update the monitor that watches the channel referred to by the given outpoint.
268                 let monitors = self.monitors.read().unwrap();
269                 match monitors.get(&funding_txo) {
270                         None => {
271                                 log_error!(self.logger, "Failed to update channel monitor: no such monitor registered");
272
273                                 // We should never ever trigger this from within ChannelManager. Technically a
274                                 // user could use this object with some proxying in between which makes this
275                                 // possible, but in tests and fuzzing, this should be a panic.
276                                 #[cfg(any(test, feature = "fuzztarget"))]
277                                 panic!("ChannelManager generated a channel update for a channel that was not yet registered!");
278                                 #[cfg(not(any(test, feature = "fuzztarget")))]
279                                 Err(ChannelMonitorUpdateErr::PermanentFailure)
280                         },
281                         Some(monitor) => {
282                                 log_trace!(self.logger, "Updating Channel Monitor for channel {}", log_funding_info!(monitor));
283                                 let update_res = monitor.update_monitor(&update, &self.broadcaster, &self.fee_estimator, &self.logger);
284                                 if let Err(e) = &update_res {
285                                         log_error!(self.logger, "Failed to update channel monitor: {:?}", e);
286                                 }
287                                 // Even if updating the monitor returns an error, the monitor's state will
288                                 // still be changed. So, persist the updated monitor despite the error.
289                                 let persist_res = self.persister.update_persisted_channel(funding_txo, &update, monitor);
290                                 if let Err(ref e) = persist_res {
291                                         log_error!(self.logger, "Failed to persist channel monitor update: {:?}", e);
292                                 }
293                                 if update_res.is_err() {
294                                         Err(ChannelMonitorUpdateErr::PermanentFailure)
295                                 } else {
296                                         persist_res
297                                 }
298                         }
299                 }
300         }
301
302         fn release_pending_monitor_events(&self) -> Vec<MonitorEvent> {
303                 let mut pending_monitor_events = Vec::new();
304                 for monitor in self.monitors.read().unwrap().values() {
305                         pending_monitor_events.append(&mut monitor.get_and_clear_pending_monitor_events());
306                 }
307                 pending_monitor_events
308         }
309 }
310
311 impl<ChannelSigner: Sign, C: Deref, T: Deref, F: Deref, L: Deref, P: Deref> events::EventsProvider for ChainMonitor<ChannelSigner, C, T, F, L, P>
312         where C::Target: chain::Filter,
313               T::Target: BroadcasterInterface,
314               F::Target: FeeEstimator,
315               L::Target: Logger,
316               P::Target: channelmonitor::Persist<ChannelSigner>,
317 {
318         /// Processes [`SpendableOutputs`] events produced from each [`ChannelMonitor`] upon maturity.
319         ///
320         /// An [`EventHandler`] may safely call back to the provider, though this shouldn't be needed in
321         /// order to handle these events.
322         ///
323         /// [`SpendableOutputs`]: events::Event::SpendableOutputs
324         fn process_pending_events<H: Deref>(&self, handler: H) where H::Target: EventHandler {
325                 let mut pending_events = Vec::new();
326                 for monitor in self.monitors.read().unwrap().values() {
327                         pending_events.append(&mut monitor.get_and_clear_pending_events());
328                 }
329                 for event in pending_events.drain(..) {
330                         handler.handle_event(event);
331                 }
332         }
333 }
334
335 #[cfg(test)]
336 mod tests {
337         use ::{check_added_monitors, get_local_commitment_txn};
338         use ln::features::InitFeatures;
339         use ln::functional_test_utils::*;
340         use util::events::MessageSendEventsProvider;
341         use util::test_utils::{OnRegisterOutput, TxOutReference};
342
343         /// Tests that in-block dependent transactions are processed by `block_connected` when not
344         /// included in `txdata` but returned by [`chain::Filter::register_output`]. For instance,
345         /// a (non-anchor) commitment transaction's HTLC output may be spent in the same block as the
346         /// commitment transaction itself. An Electrum client may filter the commitment transaction but
347         /// needs to return the HTLC transaction so it can be processed.
348         #[test]
349         fn connect_block_checks_dependent_transactions() {
350                 let chanmon_cfgs = create_chanmon_cfgs(2);
351                 let node_cfgs = create_node_cfgs(2, &chanmon_cfgs);
352                 let node_chanmgrs = create_node_chanmgrs(2, &node_cfgs, &[None, None]);
353                 let nodes = create_network(2, &node_cfgs, &node_chanmgrs);
354                 let channel = create_announced_chan_between_nodes(
355                         &nodes, 0, 1, InitFeatures::known(), InitFeatures::known());
356
357                 // Send a payment, saving nodes[0]'s revoked commitment and HTLC-Timeout transactions.
358                 let (commitment_tx, htlc_tx) = {
359                         let payment_preimage = route_payment(&nodes[0], &vec!(&nodes[1])[..], 5_000_000).0;
360                         let mut txn = get_local_commitment_txn!(nodes[0], channel.2);
361                         claim_payment(&nodes[0], &vec!(&nodes[1])[..], payment_preimage);
362
363                         assert_eq!(txn.len(), 2);
364                         (txn.remove(0), txn.remove(0))
365                 };
366
367                 // Set expectations on nodes[1]'s chain source to return dependent transactions.
368                 let htlc_output = TxOutReference(commitment_tx.clone(), 0);
369                 let to_local_output = TxOutReference(commitment_tx.clone(), 1);
370                 let htlc_timeout_output = TxOutReference(htlc_tx.clone(), 0);
371                 nodes[1].chain_source
372                         .expect(OnRegisterOutput { with: htlc_output, returns: Some((1, htlc_tx)) })
373                         .expect(OnRegisterOutput { with: to_local_output, returns: None })
374                         .expect(OnRegisterOutput { with: htlc_timeout_output, returns: None });
375
376                 // Notify nodes[1] that nodes[0]'s revoked commitment transaction was mined. The chain
377                 // source should return the dependent HTLC transaction when the HTLC output is registered.
378                 mine_transaction(&nodes[1], &commitment_tx);
379
380                 // Clean up so uninteresting assertions don't fail.
381                 check_added_monitors!(nodes[1], 1);
382                 nodes[1].node.get_and_clear_pending_msg_events();
383                 nodes[1].node.get_and_clear_pending_events();
384         }
385 }