f708bfe9b6110e543e1a7d6aad63a34fcd7e08ed
[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::Event;
39
40 use std::collections::{HashMap, hash_map};
41 use std::sync::RwLock;
42 use std::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
144 impl<ChannelSigner: Sign, C: Deref, T: Deref, F: Deref, L: Deref, P: Deref>
145 chain::Listen for ChainMonitor<ChannelSigner, C, T, F, L, P>
146 where
147         C::Target: chain::Filter,
148         T::Target: BroadcasterInterface,
149         F::Target: FeeEstimator,
150         L::Target: Logger,
151         P::Target: channelmonitor::Persist<ChannelSigner>,
152 {
153         fn block_connected(&self, block: &Block, height: u32) {
154                 let header = &block.header;
155                 let txdata: Vec<_> = block.txdata.iter().enumerate().collect();
156                 self.process_chain_data(header, &txdata, |monitor, txdata| {
157                         monitor.block_connected(
158                                 header, txdata, height, &*self.broadcaster, &*self.fee_estimator, &*self.logger)
159                 });
160         }
161
162         fn block_disconnected(&self, header: &BlockHeader, height: u32) {
163                 let monitors = self.monitors.read().unwrap();
164                 for monitor in monitors.values() {
165                         monitor.block_disconnected(
166                                 header, height, &*self.broadcaster, &*self.fee_estimator, &*self.logger);
167                 }
168         }
169 }
170
171 impl<ChannelSigner: Sign, C: Deref, T: Deref, F: Deref, L: Deref, P: Deref>
172 chain::Confirm for ChainMonitor<ChannelSigner, C, T, F, L, P>
173 where
174         C::Target: chain::Filter,
175         T::Target: BroadcasterInterface,
176         F::Target: FeeEstimator,
177         L::Target: Logger,
178         P::Target: channelmonitor::Persist<ChannelSigner>,
179 {
180         fn transactions_confirmed(&self, header: &BlockHeader, txdata: &TransactionData, height: u32) {
181                 self.process_chain_data(header, txdata, |monitor, txdata| {
182                         monitor.transactions_confirmed(
183                                 header, txdata, height, &*self.broadcaster, &*self.fee_estimator, &*self.logger)
184                 });
185         }
186
187         fn transaction_unconfirmed(&self, txid: &Txid) {
188                 let monitors = self.monitors.read().unwrap();
189                 for monitor in monitors.values() {
190                         monitor.transaction_unconfirmed(txid, &*self.broadcaster, &*self.fee_estimator, &*self.logger);
191                 }
192         }
193
194         fn best_block_updated(&self, header: &BlockHeader, height: u32) {
195                 self.process_chain_data(header, &[], |monitor, txdata| {
196                         // While in practice there shouldn't be any recursive calls when given empty txdata,
197                         // it's still possible if a chain::Filter implementation returns a transaction.
198                         debug_assert!(txdata.is_empty());
199                         monitor.best_block_updated(
200                                 header, height, &*self.broadcaster, &*self.fee_estimator, &*self.logger)
201                 });
202         }
203
204         fn get_relevant_txids(&self) -> Vec<Txid> {
205                 let mut txids = Vec::new();
206                 let monitors = self.monitors.read().unwrap();
207                 for monitor in monitors.values() {
208                         txids.append(&mut monitor.get_relevant_txids());
209                 }
210
211                 txids.sort_unstable();
212                 txids.dedup();
213                 txids
214         }
215 }
216
217 impl<ChannelSigner: Sign, C: Deref , T: Deref , F: Deref , L: Deref , P: Deref >
218 chain::Watch<ChannelSigner> for ChainMonitor<ChannelSigner, C, T, F, L, P>
219 where C::Target: chain::Filter,
220             T::Target: BroadcasterInterface,
221             F::Target: FeeEstimator,
222             L::Target: Logger,
223             P::Target: channelmonitor::Persist<ChannelSigner>,
224 {
225         /// Adds the monitor that watches the channel referred to by the given outpoint.
226         ///
227         /// Calls back to [`chain::Filter`] with the funding transaction and outputs to watch.
228         ///
229         /// Note that we persist the given `ChannelMonitor` while holding the `ChainMonitor`
230         /// monitors lock.
231         fn watch_channel(&self, funding_outpoint: OutPoint, monitor: ChannelMonitor<ChannelSigner>) -> Result<(), ChannelMonitorUpdateErr> {
232                 let mut monitors = self.monitors.write().unwrap();
233                 let entry = match monitors.entry(funding_outpoint) {
234                         hash_map::Entry::Occupied(_) => {
235                                 log_error!(self.logger, "Failed to add new channel data: channel monitor for given outpoint is already present");
236                                 return Err(ChannelMonitorUpdateErr::PermanentFailure)},
237                         hash_map::Entry::Vacant(e) => e,
238                 };
239                 if let Err(e) = self.persister.persist_new_channel(funding_outpoint, &monitor) {
240                         log_error!(self.logger, "Failed to persist new channel data");
241                         return Err(e);
242                 }
243                 {
244                         let funding_txo = monitor.get_funding_txo();
245                         log_trace!(self.logger, "Got new Channel Monitor for channel {}", log_bytes!(funding_txo.0.to_channel_id()[..]));
246
247                         if let Some(ref chain_source) = self.chain_source {
248                                 monitor.load_outputs_to_watch(chain_source);
249                         }
250                 }
251                 entry.insert(monitor);
252                 Ok(())
253         }
254
255         /// Note that we persist the given `ChannelMonitor` update while holding the
256         /// `ChainMonitor` monitors lock.
257         fn update_channel(&self, funding_txo: OutPoint, update: ChannelMonitorUpdate) -> Result<(), ChannelMonitorUpdateErr> {
258                 // Update the monitor that watches the channel referred to by the given outpoint.
259                 let monitors = self.monitors.read().unwrap();
260                 match monitors.get(&funding_txo) {
261                         None => {
262                                 log_error!(self.logger, "Failed to update channel monitor: no such monitor registered");
263
264                                 // We should never ever trigger this from within ChannelManager. Technically a
265                                 // user could use this object with some proxying in between which makes this
266                                 // possible, but in tests and fuzzing, this should be a panic.
267                                 #[cfg(any(test, feature = "fuzztarget"))]
268                                 panic!("ChannelManager generated a channel update for a channel that was not yet registered!");
269                                 #[cfg(not(any(test, feature = "fuzztarget")))]
270                                 Err(ChannelMonitorUpdateErr::PermanentFailure)
271                         },
272                         Some(monitor) => {
273                                 log_trace!(self.logger, "Updating Channel Monitor for channel {}", log_funding_info!(monitor));
274                                 let update_res = monitor.update_monitor(&update, &self.broadcaster, &self.fee_estimator, &self.logger);
275                                 if let Err(e) = &update_res {
276                                         log_error!(self.logger, "Failed to update channel monitor: {:?}", e);
277                                 }
278                                 // Even if updating the monitor returns an error, the monitor's state will
279                                 // still be changed. So, persist the updated monitor despite the error.
280                                 let persist_res = self.persister.update_persisted_channel(funding_txo, &update, monitor);
281                                 if let Err(ref e) = persist_res {
282                                         log_error!(self.logger, "Failed to persist channel monitor update: {:?}", e);
283                                 }
284                                 if update_res.is_err() {
285                                         Err(ChannelMonitorUpdateErr::PermanentFailure)
286                                 } else {
287                                         persist_res
288                                 }
289                         }
290                 }
291         }
292
293         fn release_pending_monitor_events(&self) -> Vec<MonitorEvent> {
294                 let mut pending_monitor_events = Vec::new();
295                 for monitor in self.monitors.read().unwrap().values() {
296                         pending_monitor_events.append(&mut monitor.get_and_clear_pending_monitor_events());
297                 }
298                 pending_monitor_events
299         }
300 }
301
302 impl<ChannelSigner: Sign, C: Deref, T: Deref, F: Deref, L: Deref, P: Deref> events::EventsProvider for ChainMonitor<ChannelSigner, C, T, F, L, P>
303         where C::Target: chain::Filter,
304               T::Target: BroadcasterInterface,
305               F::Target: FeeEstimator,
306               L::Target: Logger,
307               P::Target: channelmonitor::Persist<ChannelSigner>,
308 {
309         fn get_and_clear_pending_events(&self) -> Vec<Event> {
310                 let mut pending_events = Vec::new();
311                 for monitor in self.monitors.read().unwrap().values() {
312                         pending_events.append(&mut monitor.get_and_clear_pending_events());
313                 }
314                 pending_events
315         }
316 }
317
318 #[cfg(test)]
319 mod tests {
320         use ::{check_added_monitors, get_local_commitment_txn};
321         use ln::features::InitFeatures;
322         use ln::functional_test_utils::*;
323         use util::events::EventsProvider;
324         use util::events::MessageSendEventsProvider;
325         use util::test_utils::{OnRegisterOutput, TxOutReference};
326
327         /// Tests that in-block dependent transactions are processed by `block_connected` when not
328         /// included in `txdata` but returned by [`chain::Filter::register_output`]. For instance,
329         /// a (non-anchor) commitment transaction's HTLC output may be spent in the same block as the
330         /// commitment transaction itself. An Electrum client may filter the commitment transaction but
331         /// needs to return the HTLC transaction so it can be processed.
332         #[test]
333         fn connect_block_checks_dependent_transactions() {
334                 let chanmon_cfgs = create_chanmon_cfgs(2);
335                 let node_cfgs = create_node_cfgs(2, &chanmon_cfgs);
336                 let node_chanmgrs = create_node_chanmgrs(2, &node_cfgs, &[None, None]);
337                 let nodes = create_network(2, &node_cfgs, &node_chanmgrs);
338                 let channel = create_announced_chan_between_nodes(
339                         &nodes, 0, 1, InitFeatures::known(), InitFeatures::known());
340
341                 // Send a payment, saving nodes[0]'s revoked commitment and HTLC-Timeout transactions.
342                 let (commitment_tx, htlc_tx) = {
343                         let payment_preimage = route_payment(&nodes[0], &vec!(&nodes[1])[..], 5_000_000).0;
344                         let mut txn = get_local_commitment_txn!(nodes[0], channel.2);
345                         claim_payment(&nodes[0], &vec!(&nodes[1])[..], payment_preimage);
346
347                         assert_eq!(txn.len(), 2);
348                         (txn.remove(0), txn.remove(0))
349                 };
350
351                 // Set expectations on nodes[1]'s chain source to return dependent transactions.
352                 let htlc_output = TxOutReference(commitment_tx.clone(), 0);
353                 let to_local_output = TxOutReference(commitment_tx.clone(), 1);
354                 let htlc_timeout_output = TxOutReference(htlc_tx.clone(), 0);
355                 nodes[1].chain_source
356                         .expect(OnRegisterOutput { with: htlc_output, returns: Some((1, htlc_tx)) })
357                         .expect(OnRegisterOutput { with: to_local_output, returns: None })
358                         .expect(OnRegisterOutput { with: htlc_timeout_output, returns: None });
359
360                 // Notify nodes[1] that nodes[0]'s revoked commitment transaction was mined. The chain
361                 // source should return the dependent HTLC transaction when the HTLC output is registered.
362                 mine_transaction(&nodes[1], &commitment_tx);
363
364                 // Clean up so uninteresting assertions don't fail.
365                 check_added_monitors!(nodes[1], 1);
366                 nodes[1].node.get_and_clear_pending_msg_events();
367                 nodes[1].node.get_and_clear_pending_events();
368         }
369 }