Add an internal typedef for transaction outputs
[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 connected block. 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         pub fn block_connected(&self, header: &BlockHeader, txdata: &TransactionData, height: u32) {
86                 self.process_chain_data(header, txdata, |monitor, txdata| {
87                         monitor.block_connected(
88                                 header, txdata, height, &*self.broadcaster, &*self.fee_estimator, &*self.logger)
89                 });
90         }
91
92         /// Dispatches to per-channel monitors, which are responsible for updating their on-chain view
93         /// of a channel and reacting accordingly to newly confirmed transactions. For details, see
94         /// [`ChannelMonitor::transactions_confirmed`].
95         ///
96         /// Used instead of [`block_connected`] by clients that are notified of transactions rather than
97         /// blocks. May be called before or after [`update_best_block`] for transactions in the
98         /// corresponding block. See [`update_best_block`] for further calling expectations.
99         ///
100         /// [`block_connected`]: Self::block_connected
101         /// [`update_best_block`]: Self::update_best_block
102         pub fn transactions_confirmed(&self, header: &BlockHeader, txdata: &TransactionData, height: u32) {
103                 self.process_chain_data(header, txdata, |monitor, txdata| {
104                         monitor.transactions_confirmed(
105                                 header, txdata, height, &*self.broadcaster, &*self.fee_estimator, &*self.logger)
106                 });
107         }
108
109         /// Dispatches to per-channel monitors, which are responsible for updating their on-chain view
110         /// of a channel and reacting accordingly based on the new chain tip. For details, see
111         /// [`ChannelMonitor::update_best_block`].
112         ///
113         /// Used instead of [`block_connected`] by clients that are notified of transactions rather than
114         /// blocks. May be called before or after [`transactions_confirmed`] for the corresponding
115         /// block.
116         ///
117         /// Must be called after new blocks become available for the most recent block. Intermediary
118         /// blocks, however, may be safely skipped. In the event of a chain re-organization, this only
119         /// needs to be called for the most recent block assuming `transaction_unconfirmed` is called
120         /// for any affected transactions.
121         ///
122         /// [`block_connected`]: Self::block_connected
123         /// [`transactions_confirmed`]: Self::transactions_confirmed
124         /// [`transaction_unconfirmed`]: Self::transaction_unconfirmed
125         pub fn update_best_block(&self, header: &BlockHeader, height: u32) {
126                 self.process_chain_data(header, &[], |monitor, txdata| {
127                         // While in practice there shouldn't be any recursive calls when given empty txdata,
128                         // it's still possible if a chain::Filter implementation returns a transaction.
129                         debug_assert!(txdata.is_empty());
130                         monitor.update_best_block(
131                                 header, height, &*self.broadcaster, &*self.fee_estimator, &*self.logger)
132                 });
133         }
134
135         fn process_chain_data<FN>(&self, header: &BlockHeader, txdata: &TransactionData, process: FN)
136         where
137                 FN: Fn(&ChannelMonitor<ChannelSigner>, &TransactionData) -> Vec<TransactionOutputs>
138         {
139                 let mut dependent_txdata = Vec::new();
140                 let monitors = self.monitors.read().unwrap();
141                 for monitor in monitors.values() {
142                         let mut txn_outputs = process(monitor, txdata);
143
144                         // Register any new outputs with the chain source for filtering, storing any dependent
145                         // transactions from within the block that previously had not been included in txdata.
146                         if let Some(ref chain_source) = self.chain_source {
147                                 let block_hash = header.block_hash();
148                                 for (txid, mut outputs) in txn_outputs.drain(..) {
149                                         for (idx, output) in outputs.drain(..) {
150                                                 // Register any new outputs with the chain source for filtering and recurse
151                                                 // if it indicates that there are dependent transactions within the block
152                                                 // that had not been previously included in txdata.
153                                                 let output = WatchedOutput {
154                                                         block_hash: Some(block_hash),
155                                                         outpoint: OutPoint { txid, index: idx as u16 },
156                                                         script_pubkey: output.script_pubkey,
157                                                 };
158                                                 if let Some(tx) = chain_source.register_output(output) {
159                                                         dependent_txdata.push(tx);
160                                                 }
161                                         }
162                                 }
163                         }
164                 }
165
166                 // Recursively call for any dependent transactions that were identified by the chain source.
167                 if !dependent_txdata.is_empty() {
168                         dependent_txdata.sort_unstable_by_key(|(index, _tx)| *index);
169                         dependent_txdata.dedup_by_key(|(index, _tx)| *index);
170                         let txdata: Vec<_> = dependent_txdata.iter().map(|(index, tx)| (*index, tx)).collect();
171                         self.process_chain_data(header, &txdata, process);
172                 }
173         }
174
175         /// Dispatches to per-channel monitors, which are responsible for updating their on-chain view
176         /// of a channel based on the disconnected block. See [`ChannelMonitor::block_disconnected`] for
177         /// details.
178         pub fn block_disconnected(&self, header: &BlockHeader, disconnected_height: u32) {
179                 let monitors = self.monitors.read().unwrap();
180                 for monitor in monitors.values() {
181                         monitor.block_disconnected(header, disconnected_height, &*self.broadcaster, &*self.fee_estimator, &*self.logger);
182                 }
183         }
184
185         /// Dispatches to per-channel monitors, which are responsible for updating their on-chain view
186         /// of a channel based on transactions unconfirmed as a result of a chain reorganization. See
187         /// [`ChannelMonitor::transaction_unconfirmed`] for details.
188         ///
189         /// Used instead of [`block_disconnected`] by clients that are notified of transactions rather
190         /// than blocks. May be called before or after [`update_best_block`] for transactions in the
191         /// corresponding block. See [`update_best_block`] for further calling expectations. 
192         ///
193         /// [`block_disconnected`]: Self::block_disconnected
194         /// [`update_best_block`]: Self::update_best_block
195         pub fn transaction_unconfirmed(&self, txid: &Txid) {
196                 let monitors = self.monitors.read().unwrap();
197                 for monitor in monitors.values() {
198                         monitor.transaction_unconfirmed(txid, &*self.broadcaster, &*self.fee_estimator, &*self.logger);
199                 }
200         }
201
202         /// Returns the set of txids that should be monitored for re-organization out of the chain.
203         pub fn get_relevant_txids(&self) -> Vec<Txid> {
204                 let mut txids = Vec::new();
205                 let monitors = self.monitors.read().unwrap();
206                 for monitor in monitors.values() {
207                         txids.append(&mut monitor.get_relevant_txids());
208                 }
209
210                 txids.sort_unstable();
211                 txids.dedup();
212                 txids
213         }
214
215         /// Creates a new `ChainMonitor` used to watch on-chain activity pertaining to channels.
216         ///
217         /// When an optional chain source implementing [`chain::Filter`] is provided, the chain monitor
218         /// will call back to it indicating transactions and outputs of interest. This allows clients to
219         /// pre-filter blocks or only fetch blocks matching a compact filter. Otherwise, clients may
220         /// always need to fetch full blocks absent another means for determining which blocks contain
221         /// transactions relevant to the watched channels.
222         pub fn new(chain_source: Option<C>, broadcaster: T, logger: L, feeest: F, persister: P) -> Self {
223                 Self {
224                         monitors: RwLock::new(HashMap::new()),
225                         chain_source,
226                         broadcaster,
227                         logger,
228                         fee_estimator: feeest,
229                         persister,
230                 }
231         }
232 }
233
234 impl<ChannelSigner: Sign, C: Deref + Send + Sync, T: Deref + Send + Sync, F: Deref + Send + Sync, L: Deref + Send + Sync, P: Deref + Send + Sync>
235 chain::Listen for ChainMonitor<ChannelSigner, C, T, F, L, P>
236 where
237         ChannelSigner: Sign,
238         C::Target: chain::Filter,
239         T::Target: BroadcasterInterface,
240         F::Target: FeeEstimator,
241         L::Target: Logger,
242         P::Target: channelmonitor::Persist<ChannelSigner>,
243 {
244         fn block_connected(&self, block: &Block, height: u32) {
245                 let txdata: Vec<_> = block.txdata.iter().enumerate().collect();
246                 ChainMonitor::block_connected(self, &block.header, &txdata, height);
247         }
248
249         fn block_disconnected(&self, header: &BlockHeader, height: u32) {
250                 ChainMonitor::block_disconnected(self, header, height);
251         }
252 }
253
254 impl<ChannelSigner: Sign, C: Deref + Sync + Send, T: Deref + Sync + Send, F: Deref + Sync + Send, L: Deref + Sync + Send, P: Deref + Sync + Send>
255 chain::Watch<ChannelSigner> for ChainMonitor<ChannelSigner, C, T, F, L, P>
256 where C::Target: chain::Filter,
257             T::Target: BroadcasterInterface,
258             F::Target: FeeEstimator,
259             L::Target: Logger,
260             P::Target: channelmonitor::Persist<ChannelSigner>,
261 {
262         /// Adds the monitor that watches the channel referred to by the given outpoint.
263         ///
264         /// Calls back to [`chain::Filter`] with the funding transaction and outputs to watch.
265         ///
266         /// Note that we persist the given `ChannelMonitor` while holding the `ChainMonitor`
267         /// monitors lock.
268         fn watch_channel(&self, funding_outpoint: OutPoint, monitor: ChannelMonitor<ChannelSigner>) -> Result<(), ChannelMonitorUpdateErr> {
269                 let mut monitors = self.monitors.write().unwrap();
270                 let entry = match monitors.entry(funding_outpoint) {
271                         hash_map::Entry::Occupied(_) => {
272                                 log_error!(self.logger, "Failed to add new channel data: channel monitor for given outpoint is already present");
273                                 return Err(ChannelMonitorUpdateErr::PermanentFailure)},
274                         hash_map::Entry::Vacant(e) => e,
275                 };
276                 if let Err(e) = self.persister.persist_new_channel(funding_outpoint, &monitor) {
277                         log_error!(self.logger, "Failed to persist new channel data");
278                         return Err(e);
279                 }
280                 {
281                         let funding_txo = monitor.get_funding_txo();
282                         log_trace!(self.logger, "Got new Channel Monitor for channel {}", log_bytes!(funding_txo.0.to_channel_id()[..]));
283
284                         if let Some(ref chain_source) = self.chain_source {
285                                 monitor.load_outputs_to_watch(chain_source);
286                         }
287                 }
288                 entry.insert(monitor);
289                 Ok(())
290         }
291
292         /// Note that we persist the given `ChannelMonitor` update while holding the
293         /// `ChainMonitor` monitors lock.
294         fn update_channel(&self, funding_txo: OutPoint, update: ChannelMonitorUpdate) -> Result<(), ChannelMonitorUpdateErr> {
295                 // Update the monitor that watches the channel referred to by the given outpoint.
296                 let monitors = self.monitors.read().unwrap();
297                 match monitors.get(&funding_txo) {
298                         None => {
299                                 log_error!(self.logger, "Failed to update channel monitor: no such monitor registered");
300
301                                 // We should never ever trigger this from within ChannelManager. Technically a
302                                 // user could use this object with some proxying in between which makes this
303                                 // possible, but in tests and fuzzing, this should be a panic.
304                                 #[cfg(any(test, feature = "fuzztarget"))]
305                                 panic!("ChannelManager generated a channel update for a channel that was not yet registered!");
306                                 #[cfg(not(any(test, feature = "fuzztarget")))]
307                                 Err(ChannelMonitorUpdateErr::PermanentFailure)
308                         },
309                         Some(monitor) => {
310                                 log_trace!(self.logger, "Updating Channel Monitor for channel {}", log_funding_info!(monitor));
311                                 let update_res = monitor.update_monitor(&update, &self.broadcaster, &self.fee_estimator, &self.logger);
312                                 if let Err(e) = &update_res {
313                                         log_error!(self.logger, "Failed to update channel monitor: {:?}", e);
314                                 }
315                                 // Even if updating the monitor returns an error, the monitor's state will
316                                 // still be changed. So, persist the updated monitor despite the error.
317                                 let persist_res = self.persister.update_persisted_channel(funding_txo, &update, monitor);
318                                 if let Err(ref e) = persist_res {
319                                         log_error!(self.logger, "Failed to persist channel monitor update: {:?}", e);
320                                 }
321                                 if update_res.is_err() {
322                                         Err(ChannelMonitorUpdateErr::PermanentFailure)
323                                 } else {
324                                         persist_res
325                                 }
326                         }
327                 }
328         }
329
330         fn release_pending_monitor_events(&self) -> Vec<MonitorEvent> {
331                 let mut pending_monitor_events = Vec::new();
332                 for monitor in self.monitors.read().unwrap().values() {
333                         pending_monitor_events.append(&mut monitor.get_and_clear_pending_monitor_events());
334                 }
335                 pending_monitor_events
336         }
337 }
338
339 impl<ChannelSigner: Sign, C: Deref, T: Deref, F: Deref, L: Deref, P: Deref> events::EventsProvider for ChainMonitor<ChannelSigner, C, T, F, L, P>
340         where C::Target: chain::Filter,
341               T::Target: BroadcasterInterface,
342               F::Target: FeeEstimator,
343               L::Target: Logger,
344               P::Target: channelmonitor::Persist<ChannelSigner>,
345 {
346         fn get_and_clear_pending_events(&self) -> Vec<Event> {
347                 let mut pending_events = Vec::new();
348                 for monitor in self.monitors.read().unwrap().values() {
349                         pending_events.append(&mut monitor.get_and_clear_pending_events());
350                 }
351                 pending_events
352         }
353 }
354
355 #[cfg(test)]
356 mod tests {
357         use ::{check_added_monitors, get_local_commitment_txn};
358         use ln::features::InitFeatures;
359         use ln::functional_test_utils::*;
360         use util::events::EventsProvider;
361         use util::events::MessageSendEventsProvider;
362         use util::test_utils::{OnRegisterOutput, TxOutReference};
363
364         /// Tests that in-block dependent transactions are processed by `block_connected` when not
365         /// included in `txdata` but returned by [`chain::Filter::register_output`]. For instance,
366         /// a (non-anchor) commitment transaction's HTLC output may be spent in the same block as the
367         /// commitment transaction itself. An Electrum client may filter the commitment transaction but
368         /// needs to return the HTLC transaction so it can be processed.
369         #[test]
370         fn connect_block_checks_dependent_transactions() {
371                 let chanmon_cfgs = create_chanmon_cfgs(2);
372                 let node_cfgs = create_node_cfgs(2, &chanmon_cfgs);
373                 let node_chanmgrs = create_node_chanmgrs(2, &node_cfgs, &[None, None]);
374                 let nodes = create_network(2, &node_cfgs, &node_chanmgrs);
375                 let channel = create_announced_chan_between_nodes(
376                         &nodes, 0, 1, InitFeatures::known(), InitFeatures::known());
377
378                 // Send a payment, saving nodes[0]'s revoked commitment and HTLC-Timeout transactions.
379                 let (commitment_tx, htlc_tx) = {
380                         let payment_preimage = route_payment(&nodes[0], &vec!(&nodes[1])[..], 5_000_000).0;
381                         let mut txn = get_local_commitment_txn!(nodes[0], channel.2);
382                         claim_payment(&nodes[0], &vec!(&nodes[1])[..], payment_preimage, 5_000_000);
383
384                         assert_eq!(txn.len(), 2);
385                         (txn.remove(0), txn.remove(0))
386                 };
387
388                 // Set expectations on nodes[1]'s chain source to return dependent transactions.
389                 let htlc_output = TxOutReference(commitment_tx.clone(), 0);
390                 let to_local_output = TxOutReference(commitment_tx.clone(), 1);
391                 let htlc_timeout_output = TxOutReference(htlc_tx.clone(), 0);
392                 nodes[1].chain_source
393                         .expect(OnRegisterOutput { with: htlc_output, returns: Some((1, htlc_tx)) })
394                         .expect(OnRegisterOutput { with: to_local_output, returns: None })
395                         .expect(OnRegisterOutput { with: htlc_timeout_output, returns: None });
396
397                 // Notify nodes[1] that nodes[0]'s revoked commitment transaction was mined. The chain
398                 // source should return the dependent HTLC transaction when the HTLC output is registered.
399                 mine_transaction(&nodes[1], &commitment_tx);
400
401                 // Clean up so uninteresting assertions don't fail.
402                 check_added_monitors!(nodes[1], 1);
403                 nodes[1].node.get_and_clear_pending_msg_events();
404                 nodes[1].node.get_and_clear_pending_events();
405         }
406 }