protocol/validation/tx.go

   1 package validation
   2
   3 import (
   4         "fmt"
   5         "math"
   6
   7         "github.com/vapor/consensus"
   8         "github.com/vapor/consensus/segwit"
   9         "github.com/vapor/errors"
  10         "github.com/vapor/math/checked"
  11         "github.com/vapor/protocol/bc"
  12         "github.com/vapor/protocol/vm"
  13 )
  14
  15 const ruleAA = 142500
  16
  17 // validate transaction error
  18 var (
  19         ErrTxVersion                 = errors.New("invalid transaction version")
  20         ErrWrongTransactionSize      = errors.New("invalid transaction size")
  21         ErrBadTimeRange              = errors.New("invalid transaction time range")
  22         ErrEmptyInputIDs             = errors.New("got the empty InputIDs")
  23         ErrNotStandardTx             = errors.New("not standard transaction")
  24         ErrWrongCoinbaseTransaction  = errors.New("wrong coinbase transaction")
  25         ErrWrongCoinbaseAsset        = errors.New("wrong coinbase assetID")
  26         ErrCoinbaseArbitraryOversize = errors.New("coinbase arbitrary size is larger than limit")
  27         ErrEmptyResults              = errors.New("transaction has no results")
  28         ErrMismatchedAssetID         = errors.New("mismatched assetID")
  29         ErrMismatchedPosition        = errors.New("mismatched value source/dest position")
  30         ErrMismatchedReference       = errors.New("mismatched reference")
  31         ErrMismatchedValue           = errors.New("mismatched value")
  32         ErrMissingField              = errors.New("missing required field")
  33         ErrNoSource                  = errors.New("no source for value")
  34         ErrOverflow                  = errors.New("arithmetic overflow/underflow")
  35         ErrPosition                  = errors.New("invalid source or destination position")
  36         ErrUnbalanced                = errors.New("unbalanced asset amount between input and output")
  37         ErrOverGasCredit             = errors.New("all gas credit has been spend")
  38         ErrGasCalculate              = errors.New("gas usage calculate got a math error")
  39 )
  40
  41 // GasState record the gas usage status
  42 type GasState struct {
  43         BTMValue   uint64
  44         GasLeft    int64
  45         GasUsed    int64
  46         GasValid   bool
  47         StorageGas int64
  48 }
  49
  50 func (g *GasState) setGas(BTMValue int64, txSize int64) error {
  51         if BTMValue < 0 {
  52                 return errors.Wrap(ErrGasCalculate, "input BTM is negative")
  53         }
  54
  55         g.BTMValue = uint64(BTMValue)
  56
  57         var ok bool
  58         if g.GasLeft, ok = checked.DivInt64(BTMValue, consensus.VMGasRate); !ok {
  59                 return errors.Wrap(ErrGasCalculate, "setGas calc gas amount")
  60         }
  61
  62         if g.GasLeft > consensus.MaxGasAmount {
  63                 g.GasLeft = consensus.MaxGasAmount
  64         }
  65
  66         if g.StorageGas, ok = checked.MulInt64(txSize, consensus.StorageGasRate); !ok {
  67                 return errors.Wrap(ErrGasCalculate, "setGas calc tx storage gas")
  68         }
  69         return nil
  70 }
  71
  72 func (g *GasState) setGasValid() error {
  73         var ok bool
  74         if g.GasLeft, ok = checked.SubInt64(g.GasLeft, g.StorageGas); !ok || g.GasLeft < 0 {
  75                 return errors.Wrap(ErrGasCalculate, "setGasValid calc gasLeft")
  76         }
  77
  78         if g.GasUsed, ok = checked.AddInt64(g.GasUsed, g.StorageGas); !ok {
  79                 return errors.Wrap(ErrGasCalculate, "setGasValid calc gasUsed")
  80         }
  81
  82         g.GasValid = true
  83         return nil
  84 }
  85
  86 func (g *GasState) updateUsage(gasLeft int64) error {
  87         if gasLeft < 0 {
  88                 return errors.Wrap(ErrGasCalculate, "updateUsage input negative gas")
  89         }
  90
  91         if gasUsed, ok := checked.SubInt64(g.GasLeft, gasLeft); ok {
  92                 g.GasUsed += gasUsed
  93                 g.GasLeft = gasLeft
  94         } else {
  95                 return errors.Wrap(ErrGasCalculate, "updateUsage calc gas diff")
  96         }
  97
  98         if !g.GasValid && (g.GasUsed > consensus.DefaultGasCredit || g.StorageGas > g.GasLeft) {
  99                 return ErrOverGasCredit
 100         }
 101         return nil
 102 }
 103
 104 // validationState contains the context that must propagate through
 105 // the transaction graph when validating entries.
 106 type validationState struct {
 107         block     *bc.Block
 108         tx        *bc.Tx
 109         gasStatus *GasState
 110         entryID   bc.Hash           // The ID of the nearest enclosing entry
 111         sourcePos uint64            // The source position, for validate ValueSources
 112         destPos   uint64            // The destination position, for validate ValueDestinations
 113         cache     map[bc.Hash]error // Memoized per-entry validation results
 114 }
 115
 116 func checkValid(vs *validationState, e bc.Entry) (err error) {
 117         var ok bool
 118         entryID := bc.EntryID(e)
 119         if err, ok = vs.cache[entryID]; ok {
 120                 return err
 121         }
 122
 123         defer func() {
 124                 vs.cache[entryID] = err
 125         }()
 126
 127         switch e := e.(type) {
 128         case *bc.TxHeader:
 129                 for i, resID := range e.ResultIds {
 130                         resultEntry := vs.tx.Entries[*resID]
 131                         vs2 := *vs
 132                         vs2.entryID = *resID
 133                         if err = checkValid(&vs2, resultEntry); err != nil {
 134                                 return errors.Wrapf(err, "checking result %d", i)
 135                         }
 136                 }
 137
 138                 if e.Version == 1 && len(e.ResultIds) == 0 {
 139                         return ErrEmptyResults
 140                 }
 141
 142         case *bc.Mux:
 143                 parity := make(map[bc.AssetID]int64)
 144                 for i, src := range e.Sources {
 145                         if src.Value.Amount > math.MaxInt64 {
 146                                 return errors.WithDetailf(ErrOverflow, "amount %d exceeds maximum value 2^63", src.Value.Amount)
 147                         }
 148                         sum, ok := checked.AddInt64(parity[*src.Value.AssetId], int64(src.Value.Amount))
 149                         if !ok {
 150                                 return errors.WithDetailf(ErrOverflow, "adding %d units of asset %x from mux source %d to total %d overflows int64", src.Value.Amount, src.Value.AssetId.Bytes(), i, parity[*src.Value.AssetId])
 151                         }
 152                         parity[*src.Value.AssetId] = sum
 153                 }
 154
 155                 for i, dest := range e.WitnessDestinations {
 156                         sum, ok := parity[*dest.Value.AssetId]
 157                         if !ok {
 158                                 return errors.WithDetailf(ErrNoSource, "mux destination %d, asset %x, has no corresponding source", i, dest.Value.AssetId.Bytes())
 159                         }
 160                         if dest.Value.Amount > math.MaxInt64 {
 161                                 return errors.WithDetailf(ErrOverflow, "amount %d exceeds maximum value 2^63", dest.Value.Amount)
 162                         }
 163                         diff, ok := checked.SubInt64(sum, int64(dest.Value.Amount))
 164                         if !ok {
 165                                 return errors.WithDetailf(ErrOverflow, "subtracting %d units of asset %x from mux destination %d from total %d underflows int64", dest.Value.Amount, dest.Value.AssetId.Bytes(), i, sum)
 166                         }
 167                         parity[*dest.Value.AssetId] = diff
 168                 }
 169
 170                 for assetID, amount := range parity {
 171                         if assetID == *consensus.BTMAssetID {
 172                                 if err = vs.gasStatus.setGas(amount, int64(vs.tx.SerializedSize)); err != nil {
 173                                         return err
 174                                 }
 175                         } else if amount != 0 {
 176                                 return errors.WithDetailf(ErrUnbalanced, "asset %x sources - destinations = %d (should be 0)", assetID.Bytes(), amount)
 177                         }
 178                 }
 179
 180                 for _, BTMInputID := range vs.tx.GasInputIDs {
 181                         e, ok := vs.tx.Entries[BTMInputID]
 182                         if !ok {
 183                                 return errors.Wrapf(bc.ErrMissingEntry, "entry for bytom input %x not found", BTMInputID)
 184                         }
 185
 186                         vs2 := *vs
 187                         vs2.entryID = BTMInputID
 188                         if err := checkValid(&vs2, e); err != nil {
 189                                 return errors.Wrap(err, "checking gas input")
 190                         }
 191                 }
 192
 193                 for i, dest := range e.WitnessDestinations {
 194                         vs2 := *vs
 195                         vs2.destPos = uint64(i)
 196                         if err = checkValidDest(&vs2, dest); err != nil {
 197                                 return errors.Wrapf(err, "checking mux destination %d", i)
 198                         }
 199                 }
 200
 201                 if err := vs.gasStatus.setGasValid(); err != nil {
 202                         return err
 203                 }
 204
 205                 for i, src := range e.Sources {
 206                         vs2 := *vs
 207                         vs2.sourcePos = uint64(i)
 208                         if err = checkValidSrc(&vs2, src); err != nil {
 209                                 return errors.Wrapf(err, "checking mux source %d", i)
 210                         }
 211                 }
 212
 213         case *bc.IntraChainOutput:
 214                 vs2 := *vs
 215                 vs2.sourcePos = 0
 216                 if err = checkValidSrc(&vs2, e.Source); err != nil {
 217                         return errors.Wrap(err, "checking output source")
 218                 }
 219
 220         case *bc.CrossChainOutput:
 221                 vs2 := *vs
 222                 vs2.sourcePos = 0
 223                 if err = checkValidSrc(&vs2, e.Source); err != nil {
 224                         return errors.Wrap(err, "checking output source")
 225                 }
 226
 227         case *bc.Retirement:
 228                 vs2 := *vs
 229                 vs2.sourcePos = 0
 230                 if err = checkValidSrc(&vs2, e.Source); err != nil {
 231                         return errors.Wrap(err, "checking retirement source")
 232                 }
 233
 234         case *bc.Issuance:
 235                 computedAssetID := e.WitnessAssetDefinition.ComputeAssetID()
 236                 if computedAssetID != *e.Value.AssetId {
 237                         return errors.WithDetailf(ErrMismatchedAssetID, "asset ID is %x, issuance wants %x", computedAssetID.Bytes(), e.Value.AssetId.Bytes())
 238                 }
 239
 240                 gasLeft, err := vm.Verify(NewTxVMContext(vs, e, e.WitnessAssetDefinition.IssuanceProgram, e.WitnessArguments), vs.gasStatus.GasLeft)
 241                 if err != nil {
 242                         return errors.Wrap(err, "checking issuance program")
 243                 }
 244                 if err = vs.gasStatus.updateUsage(gasLeft); err != nil {
 245                         return err
 246                 }
 247
 248                 destVS := *vs
 249                 destVS.destPos = 0
 250                 if err = checkValidDest(&destVS, e.WitnessDestination); err != nil {
 251                         return errors.Wrap(err, "checking issuance destination")
 252                 }
 253
 254         case *bc.Spend:
 255                 if e.SpentOutputId == nil {
 256                         return errors.Wrap(ErrMissingField, "spend without spent output ID")
 257                 }
 258                 spentOutput, err := vs.tx.IntraChainOutput(*e.SpentOutputId)
 259                 if err != nil {
 260                         return errors.Wrap(err, "getting spend prevout")
 261                 }
 262
 263                 gasLeft, err := vm.Verify(NewTxVMContext(vs, e, spentOutput.ControlProgram, e.WitnessArguments), vs.gasStatus.GasLeft)
 264                 if err != nil {
 265                         return errors.Wrap(err, "checking control program")
 266                 }
 267                 if err = vs.gasStatus.updateUsage(gasLeft); err != nil {
 268                         return err
 269                 }
 270
 271                 eq, err := spentOutput.Source.Value.Equal(e.WitnessDestination.Value)
 272                 if err != nil {
 273                         return err
 274                 }
 275                 if !eq {
 276                         return errors.WithDetailf(
 277                                 ErrMismatchedValue,
 278                                 "previous output is for %d unit(s) of %x, spend wants %d unit(s) of %x",
 279                                 spentOutput.Source.Value.Amount,
 280                                 spentOutput.Source.Value.AssetId.Bytes(),
 281                                 e.WitnessDestination.Value.Amount,
 282                                 e.WitnessDestination.Value.AssetId.Bytes(),
 283                         )
 284                 }
 285
 286                 vs2 := *vs
 287                 vs2.destPos = 0
 288                 if err = checkValidDest(&vs2, e.WitnessDestination); err != nil {
 289                         return errors.Wrap(err, "checking spend destination")
 290                 }
 291
 292         case *bc.Coinbase:
 293                 if vs.block == nil || len(vs.block.Transactions) == 0 || vs.block.Transactions[0] != vs.tx {
 294                         return ErrWrongCoinbaseTransaction
 295                 }
 296
 297                 if *e.WitnessDestination.Value.AssetId != *consensus.BTMAssetID {
 298                         return ErrWrongCoinbaseAsset
 299                 }
 300
 301                 if e.Arbitrary != nil && len(e.Arbitrary) > consensus.CoinbaseArbitrarySizeLimit {
 302                         return ErrCoinbaseArbitraryOversize
 303                 }
 304
 305                 vs2 := *vs
 306                 vs2.destPos = 0
 307                 if err = checkValidDest(&vs2, e.WitnessDestination); err != nil {
 308                         return errors.Wrap(err, "checking coinbase destination")
 309                 }
 310                 vs.gasStatus.StorageGas = 0
 311
 312         default:
 313                 return fmt.Errorf("entry has unexpected type %T", e)
 314         }
 315
 316         return nil
 317 }
 318
 319 func checkValidSrc(vstate *validationState, vs *bc.ValueSource) error {
 320         if vs == nil {
 321                 return errors.Wrap(ErrMissingField, "empty value source")
 322         }
 323         if vs.Ref == nil {
 324                 return errors.Wrap(ErrMissingField, "missing ref on value source")
 325         }
 326         if vs.Value == nil || vs.Value.AssetId == nil {
 327                 return errors.Wrap(ErrMissingField, "missing value on value source")
 328         }
 329
 330         e, ok := vstate.tx.Entries[*vs.Ref]
 331         if !ok {
 332                 return errors.Wrapf(bc.ErrMissingEntry, "entry for value source %x not found", vs.Ref.Bytes())
 333         }
 334
 335         vstate2 := *vstate
 336         vstate2.entryID = *vs.Ref
 337         if err := checkValid(&vstate2, e); err != nil {
 338                 return errors.Wrap(err, "checking value source")
 339         }
 340
 341         var dest *bc.ValueDestination
 342         switch ref := e.(type) {
 343         case *bc.Coinbase:
 344                 if vs.Position != 0 {
 345                         return errors.Wrapf(ErrPosition, "invalid position %d for coinbase source", vs.Position)
 346                 }
 347                 dest = ref.WitnessDestination
 348
 349         case *bc.Issuance:
 350                 if vs.Position != 0 {
 351                         return errors.Wrapf(ErrPosition, "invalid position %d for issuance source", vs.Position)
 352                 }
 353                 dest = ref.WitnessDestination
 354
 355         case *bc.Spend:
 356                 if vs.Position != 0 {
 357                         return errors.Wrapf(ErrPosition, "invalid position %d for spend source", vs.Position)
 358                 }
 359                 dest = ref.WitnessDestination
 360
 361         case *bc.Mux:
 362                 if vs.Position >= uint64(len(ref.WitnessDestinations)) {
 363                         return errors.Wrapf(ErrPosition, "invalid position %d for %d-destination mux source", vs.Position, len(ref.WitnessDestinations))
 364                 }
 365                 dest = ref.WitnessDestinations[vs.Position]
 366
 367         default:
 368                 return errors.Wrapf(bc.ErrEntryType, "value source is %T, should be coinbase, issuance, spend, or mux", e)
 369         }
 370
 371         if dest.Ref == nil || *dest.Ref != vstate.entryID {
 372                 return errors.Wrapf(ErrMismatchedReference, "value source for %x has disagreeing destination %x", vstate.entryID.Bytes(), dest.Ref.Bytes())
 373         }
 374
 375         if dest.Position != vstate.sourcePos {
 376                 return errors.Wrapf(ErrMismatchedPosition, "value source position %d disagrees with %d", dest.Position, vstate.sourcePos)
 377         }
 378
 379         eq, err := dest.Value.Equal(vs.Value)
 380         if err != nil {
 381                 return errors.Sub(ErrMissingField, err)
 382         }
 383         if !eq {
 384                 return errors.Wrapf(ErrMismatchedValue, "source value %v disagrees with %v", dest.Value, vs.Value)
 385         }
 386
 387         return nil
 388 }
 389
 390 func checkValidDest(vs *validationState, vd *bc.ValueDestination) error {
 391         if vd == nil {
 392                 return errors.Wrap(ErrMissingField, "empty value destination")
 393         }
 394         if vd.Ref == nil {
 395                 return errors.Wrap(ErrMissingField, "missing ref on value destination")
 396         }
 397         if vd.Value == nil || vd.Value.AssetId == nil {
 398                 return errors.Wrap(ErrMissingField, "missing value on value destination")
 399         }
 400
 401         e, ok := vs.tx.Entries[*vd.Ref]
 402         if !ok {
 403                 return errors.Wrapf(bc.ErrMissingEntry, "entry for value destination %x not found", vd.Ref.Bytes())
 404         }
 405
 406         var src *bc.ValueSource
 407         switch ref := e.(type) {
 408         case *bc.IntraChainOutput:
 409                 if vd.Position != 0 {
 410                         return errors.Wrapf(ErrPosition, "invalid position %d for output destination", vd.Position)
 411                 }
 412                 src = ref.Source
 413
 414         case *bc.CrossChainOutput:
 415                 if vd.Position != 0 {
 416                         return errors.Wrapf(ErrPosition, "invalid position %d for output destination", vd.Position)
 417                 }
 418                 src = ref.Source
 419
 420         case *bc.Retirement:
 421                 if vd.Position != 0 {
 422                         return errors.Wrapf(ErrPosition, "invalid position %d for retirement destination", vd.Position)
 423                 }
 424                 src = ref.Source
 425
 426         case *bc.Mux:
 427                 if vd.Position >= uint64(len(ref.Sources)) {
 428                         return errors.Wrapf(ErrPosition, "invalid position %d for %d-source mux destination", vd.Position, len(ref.Sources))
 429                 }
 430                 src = ref.Sources[vd.Position]
 431
 432         default:
 433                 return errors.Wrapf(bc.ErrEntryType, "value destination is %T, should be intra-chain/cross-chain output, retirement, or mux", e)
 434         }
 435
 436         if src.Ref == nil || *src.Ref != vs.entryID {
 437                 return errors.Wrapf(ErrMismatchedReference, "value destination for %x has disagreeing source %x", vs.entryID.Bytes(), src.Ref.Bytes())
 438         }
 439
 440         if src.Position != vs.destPos {
 441                 return errors.Wrapf(ErrMismatchedPosition, "value destination position %d disagrees with %d", src.Position, vs.destPos)
 442         }
 443
 444         eq, err := src.Value.Equal(vd.Value)
 445         if err != nil {
 446                 return errors.Sub(ErrMissingField, err)
 447         }
 448         if !eq {
 449                 return errors.Wrapf(ErrMismatchedValue, "destination value %v disagrees with %v", src.Value, vd.Value)
 450         }
 451
 452         return nil
 453 }
 454
 455 func checkStandardTx(tx *bc.Tx, blockHeight uint64) error {
 456         for _, id := range tx.InputIDs {
 457                 if blockHeight >= ruleAA && id.IsZero() {
 458                         return ErrEmptyInputIDs
 459                 }
 460         }
 461
 462         for _, id := range tx.GasInputIDs {
 463                 spend, err := tx.Spend(id)
 464                 if err != nil {
 465                         continue
 466                 }
 467
 468                 intraChainSpentOutput, err := tx.IntraChainOutput(*spend.SpentOutputId)
 469                 if err != nil {
 470                         return err
 471                 }
 472
 473                 if !segwit.IsP2WScript(intraChainSpentOutput.ControlProgram.Code) {
 474                         return ErrNotStandardTx
 475                 }
 476         }
 477
 478         for _, id := range tx.ResultIds {
 479                 e, ok := tx.Entries[*id]
 480                 if !ok {
 481                         return errors.Wrapf(bc.ErrMissingEntry, "id %x", id.Bytes())
 482                 }
 483
 484                 var prog []byte
 485                 switch e := e.(type) {
 486                 case *bc.IntraChainOutput:
 487                         if *e.Source.Value.AssetId != *consensus.BTMAssetID {
 488                                 continue
 489                         }
 490                         prog = e.ControlProgram.Code
 491
 492                 case *bc.CrossChainOutput:
 493                         if *e.Source.Value.AssetId != *consensus.BTMAssetID {
 494                                 continue
 495                         }
 496                         prog = e.ControlProgram.Code
 497
 498                 default:
 499                         continue
 500                 }
 501
 502                 if !segwit.IsP2WScript(prog) {
 503                         return ErrNotStandardTx
 504                 }
 505         }
 506
 507         return nil
 508 }
 509
 510 func checkTimeRange(tx *bc.Tx, block *bc.Block) error {
 511         if tx.TimeRange == 0 {
 512                 return nil
 513         }
 514
 515         if tx.TimeRange < block.Height {
 516                 return ErrBadTimeRange
 517         }
 518
 519         return nil
 520 }
 521
 522 // ValidateTx validates a transaction.
 523 func ValidateTx(tx *bc.Tx, block *bc.Block) (*GasState, error) {
 524         gasStatus := &GasState{GasValid: false}
 525         if block.Version == 1 && tx.Version != 1 {
 526                 return gasStatus, errors.WithDetailf(ErrTxVersion, "block version %d, transaction version %d", block.Version, tx.Version)
 527         }
 528         if tx.SerializedSize == 0 {
 529                 return gasStatus, ErrWrongTransactionSize
 530         }
 531         if err := checkTimeRange(tx, block); err != nil {
 532                 return gasStatus, err
 533         }
 534         if err := checkStandardTx(tx, block.Height); err != nil {
 535                 return gasStatus, err
 536         }
 537
 538         vs := &validationState{
 539                 block:     block,
 540                 tx:        tx,
 541                 entryID:   tx.ID,
 542                 gasStatus: gasStatus,
 543                 cache:     make(map[bc.Hash]error),
 544         }
 545         return vs.gasStatus, checkValid(vs, tx.TxHeader)
 546 }