a3365f2b64fd58302eef8e292961e53384743896
[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::collections::{HashMap, hash_map};
42 use std::sync::RwLock;
43 use core::ops::Deref;
44
45 /// An implementation of [`chain::Watch`] for monitoring channels.
46 ///
47 /// Connected and disconnected blocks must be provided to `ChainMonitor` as documented by
48 /// [`chain::Watch`]. May be used in conjunction with [`ChannelManager`] to monitor channels locally
49 /// or used independently to monitor channels remotely. See the [module-level documentation] for
50 /// details.
51 ///
52 /// [`ChannelManager`]: crate::ln::channelmanager::ChannelManager
53 /// [module-level documentation]: crate::chain::chainmonitor
54 pub struct ChainMonitor<ChannelSigner: Sign, C: Deref, T: Deref, F: Deref, L: Deref, P: Deref>
55         where C::Target: chain::Filter,
56         T::Target: BroadcasterInterface,
57         F::Target: FeeEstimator,
58         L::Target: Logger,
59         P::Target: channelmonitor::Persist<ChannelSigner>,
60 {
61         /// The monitors
62         pub monitors: RwLock<HashMap<OutPoint, ChannelMonitor<ChannelSigner>>>,
63         chain_source: Option<C>,
64         broadcaster: T,
65         logger: L,
66         fee_estimator: F,
67         persister: P,
68 }
69
70 impl<ChannelSigner: Sign, C: Deref, T: Deref, F: Deref, L: Deref, P: Deref> ChainMonitor<ChannelSigner, C, T, F, L, P>
71 where C::Target: chain::Filter,
72             T::Target: BroadcasterInterface,
73             F::Target: FeeEstimator,
74             L::Target: Logger,
75             P::Target: channelmonitor::Persist<ChannelSigner>,
76 {
77         /// Dispatches to per-channel monitors, which are responsible for updating their on-chain view
78         /// of a channel and reacting accordingly based on transactions in the given chain data. See
79         /// [`ChannelMonitor::block_connected`] for details. Any HTLCs that were resolved on chain will
80         /// be returned by [`chain::Watch::release_pending_monitor_events`].
81         ///
82         /// Calls back to [`chain::Filter`] if any monitor indicated new outputs to watch. Subsequent
83         /// calls must not exclude any transactions matching the new outputs nor any in-block
84         /// descendants of such transactions. It is not necessary to re-fetch the block to obtain
85         /// updated `txdata`.
86         fn process_chain_data<FN>(&self, header: &BlockHeader, txdata: &TransactionData, process: FN)
87         where
88                 FN: Fn(&ChannelMonitor<ChannelSigner>, &TransactionData) -> Vec<TransactionOutputs>
89         {
90                 let mut dependent_txdata = Vec::new();
91                 let monitors = self.monitors.read().unwrap();
92                 for monitor in monitors.values() {
93                         let mut txn_outputs = process(monitor, txdata);
94
95                         // Register any new outputs with the chain source for filtering, storing any dependent
96                         // transactions from within the block that previously had not been included in txdata.
97                         if let Some(ref chain_source) = self.chain_source {
98                                 let block_hash = header.block_hash();
99                                 for (txid, mut outputs) in txn_outputs.drain(..) {
100                                         for (idx, output) in outputs.drain(..) {
101                                                 // Register any new outputs with the chain source for filtering and recurse
102                                                 // if it indicates that there are dependent transactions within the block
103                                                 // that had not been previously included in txdata.
104                                                 let output = WatchedOutput {
105                                                         block_hash: Some(block_hash),
106                                                         outpoint: OutPoint { txid, index: idx as u16 },
107                                                         script_pubkey: output.script_pubkey,
108                                                 };
109                                                 if let Some(tx) = chain_source.register_output(output) {
110                                                         dependent_txdata.push(tx);
111                                                 }
112                                         }
113                                 }
114                         }
115                 }
116
117                 // Recursively call for any dependent transactions that were identified by the chain source.
118                 if !dependent_txdata.is_empty() {
119                         dependent_txdata.sort_unstable_by_key(|(index, _tx)| *index);
120                         dependent_txdata.dedup_by_key(|(index, _tx)| *index);
121                         let txdata: Vec<_> = dependent_txdata.iter().map(|(index, tx)| (*index, tx)).collect();
122                         self.process_chain_data(header, &txdata, process);
123                 }
124         }
125
126         /// Creates a new `ChainMonitor` used to watch on-chain activity pertaining to channels.
127         ///
128         /// When an optional chain source implementing [`chain::Filter`] is provided, the chain monitor
129         /// will call back to it indicating transactions and outputs of interest. This allows clients to
130         /// pre-filter blocks or only fetch blocks matching a compact filter. Otherwise, clients may
131         /// always need to fetch full blocks absent another means for determining which blocks contain
132         /// transactions relevant to the watched channels.
133         pub fn new(chain_source: Option<C>, broadcaster: T, logger: L, feeest: F, persister: P) -> Self {
134                 Self {
135                         monitors: RwLock::new(HashMap::new()),
136                         chain_source,
137                         broadcaster,
138                         logger,
139                         fee_estimator: feeest,
140                         persister,
141                 }
142         }
143
144         #[cfg(any(test, feature = "fuzztarget", feature = "_test_utils"))]
145         pub fn get_and_clear_pending_events(&self) -> Vec<events::Event> {
146                 use util::events::EventsProvider;
147                 let events = core::cell::RefCell::new(Vec::new());
148                 let event_handler = |event| events.borrow_mut().push(event);
149                 self.process_pending_events(&event_handler);
150                 events.into_inner()
151         }
152 }
153
154 impl<ChannelSigner: Sign, C: Deref, T: Deref, F: Deref, L: Deref, P: Deref>
155 chain::Listen for ChainMonitor<ChannelSigner, C, T, F, L, P>
156 where
157         C::Target: chain::Filter,
158         T::Target: BroadcasterInterface,
159         F::Target: FeeEstimator,
160         L::Target: Logger,
161         P::Target: channelmonitor::Persist<ChannelSigner>,
162 {
163         fn block_connected(&self, block: &Block, height: u32) {
164                 let header = &block.header;
165                 let txdata: Vec<_> = block.txdata.iter().enumerate().collect();
166                 self.process_chain_data(header, &txdata, |monitor, txdata| {
167                         monitor.block_connected(
168                                 header, txdata, height, &*self.broadcaster, &*self.fee_estimator, &*self.logger)
169                 });
170         }
171
172         fn block_disconnected(&self, header: &BlockHeader, height: u32) {
173                 let monitors = self.monitors.read().unwrap();
174                 for monitor in monitors.values() {
175                         monitor.block_disconnected(
176                                 header, height, &*self.broadcaster, &*self.fee_estimator, &*self.logger);
177                 }
178         }
179 }
180
181 impl<ChannelSigner: Sign, C: Deref, T: Deref, F: Deref, L: Deref, P: Deref>
182 chain::Confirm for ChainMonitor<ChannelSigner, C, T, F, L, P>
183 where
184         C::Target: chain::Filter,
185         T::Target: BroadcasterInterface,
186         F::Target: FeeEstimator,
187         L::Target: Logger,
188         P::Target: channelmonitor::Persist<ChannelSigner>,
189 {
190         fn transactions_confirmed(&self, header: &BlockHeader, txdata: &TransactionData, height: u32) {
191                 self.process_chain_data(header, txdata, |monitor, txdata| {
192                         monitor.transactions_confirmed(
193                                 header, txdata, height, &*self.broadcaster, &*self.fee_estimator, &*self.logger)
194                 });
195         }
196
197         fn transaction_unconfirmed(&self, txid: &Txid) {
198                 let monitors = self.monitors.read().unwrap();
199                 for monitor in monitors.values() {
200                         monitor.transaction_unconfirmed(txid, &*self.broadcaster, &*self.fee_estimator, &*self.logger);
201                 }
202         }
203
204         fn best_block_updated(&self, header: &BlockHeader, height: u32) {
205                 self.process_chain_data(header, &[], |monitor, txdata| {
206                         // While in practice there shouldn't be any recursive calls when given empty txdata,
207                         // it's still possible if a chain::Filter implementation returns a transaction.
208                         debug_assert!(txdata.is_empty());
209                         monitor.best_block_updated(
210                                 header, height, &*self.broadcaster, &*self.fee_estimator, &*self.logger)
211                 });
212         }
213
214         fn get_relevant_txids(&self) -> Vec<Txid> {
215                 let mut txids = Vec::new();
216                 let monitors = self.monitors.read().unwrap();
217                 for monitor in monitors.values() {
218                         txids.append(&mut monitor.get_relevant_txids());
219                 }
220
221                 txids.sort_unstable();
222                 txids.dedup();
223                 txids
224         }
225 }
226
227 impl<ChannelSigner: Sign, C: Deref , T: Deref , F: Deref , L: Deref , P: Deref >
228 chain::Watch<ChannelSigner> for ChainMonitor<ChannelSigner, C, T, F, L, P>
229 where C::Target: chain::Filter,
230             T::Target: BroadcasterInterface,
231             F::Target: FeeEstimator,
232             L::Target: Logger,
233             P::Target: channelmonitor::Persist<ChannelSigner>,
234 {
235         /// Adds the monitor that watches the channel referred to by the given outpoint.
236         ///
237         /// Calls back to [`chain::Filter`] with the funding transaction and outputs to watch.
238         ///
239         /// Note that we persist the given `ChannelMonitor` while holding the `ChainMonitor`
240         /// monitors lock.
241         fn watch_channel(&self, funding_outpoint: OutPoint, monitor: ChannelMonitor<ChannelSigner>) -> Result<(), ChannelMonitorUpdateErr> {
242                 let mut monitors = self.monitors.write().unwrap();
243                 let entry = match monitors.entry(funding_outpoint) {
244                         hash_map::Entry::Occupied(_) => {
245                                 log_error!(self.logger, "Failed to add new channel data: channel monitor for given outpoint is already present");
246                                 return Err(ChannelMonitorUpdateErr::PermanentFailure)},
247                         hash_map::Entry::Vacant(e) => e,
248                 };
249                 if let Err(e) = self.persister.persist_new_channel(funding_outpoint, &monitor) {
250                         log_error!(self.logger, "Failed to persist new channel data");
251                         return Err(e);
252                 }
253                 {
254                         let funding_txo = monitor.get_funding_txo();
255                         log_trace!(self.logger, "Got new Channel Monitor for channel {}", log_bytes!(funding_txo.0.to_channel_id()[..]));
256
257                         if let Some(ref chain_source) = self.chain_source {
258                                 monitor.load_outputs_to_watch(chain_source);
259                         }
260                 }
261                 entry.insert(monitor);
262                 Ok(())
263         }
264
265         /// Note that we persist the given `ChannelMonitor` update while holding the
266         /// `ChainMonitor` monitors lock.
267         fn update_channel(&self, funding_txo: OutPoint, update: ChannelMonitorUpdate) -> Result<(), ChannelMonitorUpdateErr> {
268                 // Update the monitor that watches the channel referred to by the given outpoint.
269                 let monitors = self.monitors.read().unwrap();
270                 match monitors.get(&funding_txo) {
271                         None => {
272                                 log_error!(self.logger, "Failed to update channel monitor: no such monitor registered");
273
274                                 // We should never ever trigger this from within ChannelManager. Technically a
275                                 // user could use this object with some proxying in between which makes this
276                                 // possible, but in tests and fuzzing, this should be a panic.
277                                 #[cfg(any(test, feature = "fuzztarget"))]
278                                 panic!("ChannelManager generated a channel update for a channel that was not yet registered!");
279                                 #[cfg(not(any(test, feature = "fuzztarget")))]
280                                 Err(ChannelMonitorUpdateErr::PermanentFailure)
281                         },
282                         Some(monitor) => {
283                                 log_trace!(self.logger, "Updating Channel Monitor for channel {}", log_funding_info!(monitor));
284                                 let update_res = monitor.update_monitor(&update, &self.broadcaster, &self.fee_estimator, &self.logger);
285                                 if let Err(e) = &update_res {
286                                         log_error!(self.logger, "Failed to update channel monitor: {:?}", e);
287                                 }
288                                 // Even if updating the monitor returns an error, the monitor's state will
289                                 // still be changed. So, persist the updated monitor despite the error.
290                                 let persist_res = self.persister.update_persisted_channel(funding_txo, &update, monitor);
291                                 if let Err(ref e) = persist_res {
292                                         log_error!(self.logger, "Failed to persist channel monitor update: {:?}", e);
293                                 }
294                                 if update_res.is_err() {
295                                         Err(ChannelMonitorUpdateErr::PermanentFailure)
296                                 } else {
297                                         persist_res
298                                 }
299                         }
300                 }
301         }
302
303         fn release_pending_monitor_events(&self) -> Vec<MonitorEvent> {
304                 let mut pending_monitor_events = Vec::new();
305                 for monitor in self.monitors.read().unwrap().values() {
306                         pending_monitor_events.append(&mut monitor.get_and_clear_pending_monitor_events());
307                 }
308                 pending_monitor_events
309         }
310 }
311
312 impl<ChannelSigner: Sign, C: Deref, T: Deref, F: Deref, L: Deref, P: Deref> events::EventsProvider for ChainMonitor<ChannelSigner, C, T, F, L, P>
313         where C::Target: chain::Filter,
314               T::Target: BroadcasterInterface,
315               F::Target: FeeEstimator,
316               L::Target: Logger,
317               P::Target: channelmonitor::Persist<ChannelSigner>,
318 {
319         /// Processes [`SpendableOutputs`] events produced from each [`ChannelMonitor`] upon maturity.
320         ///
321         /// An [`EventHandler`] may safely call back to the provider, though this shouldn't be needed in
322         /// order to handle these events.
323         ///
324         /// [`SpendableOutputs`]: events::Event::SpendableOutputs
325         fn process_pending_events<H: Deref>(&self, handler: H) where H::Target: EventHandler {
326                 let mut pending_events = Vec::new();
327                 for monitor in self.monitors.read().unwrap().values() {
328                         pending_events.append(&mut monitor.get_and_clear_pending_events());
329                 }
330                 for event in pending_events.drain(..) {
331                         handler.handle_event(event);
332                 }
333         }
334 }
335
336 #[cfg(test)]
337 mod tests {
338         use ::{check_added_monitors, get_local_commitment_txn};
339         use ln::features::InitFeatures;
340         use ln::functional_test_utils::*;
341         use util::events::MessageSendEventsProvider;
342         use util::test_utils::{OnRegisterOutput, TxOutReference};
343
344         /// Tests that in-block dependent transactions are processed by `block_connected` when not
345         /// included in `txdata` but returned by [`chain::Filter::register_output`]. For instance,
346         /// a (non-anchor) commitment transaction's HTLC output may be spent in the same block as the
347         /// commitment transaction itself. An Electrum client may filter the commitment transaction but
348         /// needs to return the HTLC transaction so it can be processed.
349         #[test]
350         fn connect_block_checks_dependent_transactions() {
351                 let chanmon_cfgs = create_chanmon_cfgs(2);
352                 let node_cfgs = create_node_cfgs(2, &chanmon_cfgs);
353                 let node_chanmgrs = create_node_chanmgrs(2, &node_cfgs, &[None, None]);
354                 let nodes = create_network(2, &node_cfgs, &node_chanmgrs);
355                 let channel = create_announced_chan_between_nodes(
356                         &nodes, 0, 1, InitFeatures::known(), InitFeatures::known());
357
358                 // Send a payment, saving nodes[0]'s revoked commitment and HTLC-Timeout transactions.
359                 let (commitment_tx, htlc_tx) = {
360                         let payment_preimage = route_payment(&nodes[0], &vec!(&nodes[1])[..], 5_000_000).0;
361                         let mut txn = get_local_commitment_txn!(nodes[0], channel.2);
362                         claim_payment(&nodes[0], &vec!(&nodes[1])[..], payment_preimage);
363
364                         assert_eq!(txn.len(), 2);
365                         (txn.remove(0), txn.remove(0))
366                 };
367
368                 // Set expectations on nodes[1]'s chain source to return dependent transactions.
369                 let htlc_output = TxOutReference(commitment_tx.clone(), 0);
370                 let to_local_output = TxOutReference(commitment_tx.clone(), 1);
371                 let htlc_timeout_output = TxOutReference(htlc_tx.clone(), 0);
372                 nodes[1].chain_source
373                         .expect(OnRegisterOutput { with: htlc_output, returns: Some((1, htlc_tx)) })
374                         .expect(OnRegisterOutput { with: to_local_output, returns: None })
375                         .expect(OnRegisterOutput { with: htlc_timeout_output, returns: None });
376
377                 // Notify nodes[1] that nodes[0]'s revoked commitment transaction was mined. The chain
378                 // source should return the dependent HTLC transaction when the HTLC output is registered.
379                 mine_transaction(&nodes[1], &commitment_tx);
380
381                 // Clean up so uninteresting assertions don't fail.
382                 check_added_monitors!(nodes[1], 1);
383                 nodes[1].node.get_and_clear_pending_msg_events();
384                 nodes[1].node.get_and_clear_pending_events();
385         }
386 }