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Remove the Merkle tree hash function's fixed point.

pull/145/head
Taylor Hornby 8 years ago
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  1. 1
      src/Makefile.test.include
  2. 32
      src/gtest/test_merkletree.cpp
  3. 185
      src/test/data/merkle_path.json
  4. 30
      src/test/data/merkle_roots.json
  5. 68
      src/test/data/merkle_roots_empty.json
  6. 4
      src/txdb.cpp
  7. 42
      src/zcash/IncrementalMerkleTree.cpp
  8. 21
      src/zcash/IncrementalMerkleTree.hpp

1
src/Makefile.test.include
View File

@ -27,6 +27,7 @@ JSON_TEST_FILES = \
test/data/tx_valid.json \
test/data/sighash.json \
test/data/merkle_roots.json \
test/data/merkle_roots_empty.json \
test/data/merkle_serialization.json \
test/data/merkle_witness_serialization.json \
test/data/merkle_path.json

32
src/gtest/test_merkletree.cpp
View File

@ -1,6 +1,7 @@
#include <gtest/gtest.h>
#include "test/data/merkle_roots.json.h"
#include "test/data/merkle_roots_empty.json.h"
#include "test/data/merkle_serialization.json.h"
#include "test/data/merkle_witness_serialization.json.h"
#include "test/data/merkle_path.json.h"
@ -48,6 +49,7 @@ using namespace std;
using namespace libzerocash;
using namespace libsnark;
template<typename T>
void expect_deser_same(const T& expected)
{
@ -121,8 +123,9 @@ void test_tree(Array root_tests, Array ser_tests, Array witness_ser_tests, Array
Tree tree;
// The root of the tree at this point is expected to be null.
ASSERT_TRUE(tree.root().IsNull());
// The root of the tree at this point is expected to be the root of the
// empty tree.
ASSERT_TRUE(tree.root() == Tree::empty_root());
// We need to witness at every single point in the tree, so
// that the consistency of the tree and the merkle paths can
@ -235,6 +238,29 @@ TEST(merkletree, vectors) {
test_tree<ZCTestingIncrementalMerkleTree, ZCTestingIncrementalWitness>(root_tests, ser_tests, witness_ser_tests, path_tests);
}
TEST(merkletree, emptyroots) {
Array empty_roots = read_json(std::string(json_tests::merkle_roots_empty, json_tests::merkle_roots_empty + sizeof(json_tests::merkle_roots_empty)));
Array::iterator root_iterator = empty_roots.begin();
libzcash::EmptyMerkleRoots<64, libzcash::SHA256Compress> emptyroots;
for (size_t depth = 0; depth <= 64; depth++) {
expect_test_vector(root_iterator, emptyroots.empty_root(depth));
}
// Double check that we're testing (at least) all the empty roots we'll use.
ASSERT_TRUE(INCREMENTAL_MERKLE_TREE_DEPTH <= 64);
}
TEST(merkletree, emptyroot) {
// This literal is the depth-20 empty tree root with the bytes reversed to
// account for the fact that uint256S() loads a big-endian representation of
// an integer which converted to little-endian internally.
uint256 expected = uint256S("6af0c4cedfb34a98469ecb5af4909116c77e05a6095c4c4b4f44f30b85f22303");
ASSERT_TRUE(ZCIncrementalMerkleTree::empty_root() == expected);
}
TEST(merkletree, deserializeInvalid) {
// attempt to deserialize a small tree from a serialized large tree
// (exceeds depth well-formedness check)
@ -293,7 +319,7 @@ TEST(merkletree, testZeroElements) {
for (int start = 0; start < 20; start++) {
ZCIncrementalMerkleTree newTree;
ASSERT_TRUE(newTree.root() == uint256());
ASSERT_TRUE(newTree.root() == ZCIncrementalMerkleTree::empty_root());
for (int i = start; i > 0; i--) {
newTree.append(uint256S("54d626e08c1c802b305dad30b7e54a82f102390cc92c7d4db112048935236e9c"));

185
src/test/data/merkle_path.json
View File

@ -1,95 +1,95 @@
[
"04fd000100000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000fd000100000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000fd000100000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000fd0001000100010001000101000101010000000001000100000100000101010100000000000001010001010100000101000001010000010001000101000100000100000001000001010000010000010000010101000001010001010001010000010000010101000001000000010000000000010100010001010100000001000001010100000100000100000100010101000001000101000101010101000001010000010101000001000000010101010001000001010101010001010100000101000100000000010001000000000001010100000101010101010000010000010100000000010000000001000101000000010000010001010000000001010100000001010400000000",
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"0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
"da5698be17b9b46962335799779fbeca8ce5d491c0d26243bafef9ea1837a9d8",
"dc766fab492ccf3d1e49d4f374b5235fa56506aac2224d39f943fcd49202974c",
"3f0a406181105968fdaee30679e3273c66b72bf9a7f5debbf3b5a0a26e359f92",
"26b0052694fc42fdff93e6fb5a71d38c3dd7dc5b6ad710eb048c660233137fab",
"0109ecc0722659ff83450b8f7b8846e67b2859f33c30d9b7acd5bf39cae54e31",
"3f909b8ce3d7ffd8a5b30908f605a03b0db85169558ddc1da7bbbcc9b09fd325",
"40460fa6bc692a06f47521a6725a547c028a6a240d8409f165e63cb54da2d23f",
"8c085674249b43da1b9a31a0e820e81e75f342807b03b6b9e64983217bc2b38e",
"a083450c1ba2a3a7be76fad9d13bc37be4bf83bd3e59fc375a36ba62dc620298",
"1ddddabc2caa2de9eff9e18c8c5a39406d7936e889bc16cfabb144f5c0022682",
"c22d8f0b5e4056e5f318ba22091cc07db5694fbeb5e87ef0d7e2c57ca352359e",
"89a434ae1febd7687eceea21d07f20a2512449d08ce2eee55871cdb9d46c1233",
"7333dbffbd11f09247a2b33a013ec4c4342029d851e22ba485d4461851370c15",
"5dad844ab9466b70f745137195ca221b48f346abd145fb5efc23a8b4ba508022",
"507e0dae81cbfbe457fd370ef1ca4201c2b6401083ddab440e4a038dc1e358c4",
"bdcdb3293188c9807d808267018684cfece07ac35a42c00f2c79b4003825305d",
"bab5800972a16c2c22530c66066d0a5867e987bed21a6d5a450b683cf1cfd709",
"11aa0b4ad29b13b057a31619d6500d636cd735cdd07d811ea265ec4bcbbbd058",
"5145b1b055c2df02b95675e3797b91de1b846d25003c0a803d08900728f2cd6a",
"0323f2850bf3444f4b4c5c09a6057ec7169190f45acb9e46984ab3dfcec4f06a",
"671546e26b1da1af754531e26d8a6a51073a57ddd72dc472efb43fcb257cffff",
"bb23a9bba56de57cb284b0d2b01c642cf79c9a5563f0067a21292412145bd78a",
"f30cc836b9f71b4e7ee3c72b1fd253268af9a27e9d7291a23d02821b21ddfd16",
"58a2753dade103cecbcda50b5ebfce31e12d41d5841dcc95620f7b3d50a1b9a1",
"925e6d474a5d8d3004f29da0dd78d30ae3824ce79dfe4934bb29ec3afaf3d521",
"08f279618616bcdd4eadc9c7a9062691a59b43b07e2c1e237f17bd189cd6a8fe",
"c92b32db42f42e2bf0a59df9055be5c669d3242df45357659b75ae2c27a76f50",
"c0db2a74998c50eb7ba6534f6d410efc27c4bb88acb0222c7906ea28a327b511",
"d7c612c817793191a1e68652121876d6b3bde40f4fa52bc314145ce6e5cdd259",
"b22370106c67a17209f6130bc09f735d83aa2c04fc4fe72ea5d80b216723e7ce",
"9f67d5f664664c901940eee3d02dd5b3e4b92e7b42820c42fc5159e91b41172a",
"ac58cd1388fec290d398f1944b564449a63c815880566bd1d189f7839e3b0c8c",
"5698eae7c8515ed05a70339bdf7c1028e7acca13a4fa97d9538f01ac8d889ae3",
"2d4995770a76fb93314ca74b3524ea1db5688ad0a76183ea17204a8f024a9f3b",
"5e8992c1b072c16e9e28a85358fb5fb6901a81587766dadb7aa0b973ded2f264",
"e95db71e1f7291ba5499461bc715203e29b84bfa4283e3bb7f470a15d0e1584e",
"41f078bd1824c8a4b71964f394aa595084d8eb17b97a3630433af70d10e0eff6",
"a1913fe6b20132312f8c1f00ddd63cec7a03f5f1d7d83492fa284c0b5d6320b0",
"ba9440c4dbfcf55ceb605a5b8990fc11f8ef22870d8d12e130f986491eae84b3",
"49db2d5e22b8015cae4810d75e54014c5469862738e161ec96ec20218718828a",
"d4851fb8431edfbb8b1e85ada6895967c2dac87df344992a05faf1ecf836eec9",
"e4ab9f4470f00cd196d47c75c82e7adaf06fe17e042e3953d93bb5d56d8cd8fb",
"7e4320434849ecb357f1afaaba21a54400ef2d11cff83b937d87fdafa49f8199",
"020adc98d96cfbbcca15fc3aa03760ed286686c35b5d92c7cb64a999b394a854",
"3a26b29fe1acfdd6c6a151bcc3dbcb95a10ebe2f0553f80779569b67b7244e77",
"ec2d0986e6a0ddf43897b2d4f23bb034f538ffe00827f310dc4963f3267f0bfb",
"d48073f8819f81f0358e3fc35a047cc74082ae1cb7ee22fb609c01649342d0e6",
"ad8037601793f172441ecb00dc138d9fc5957125ecc382ec65e36f817dc799fb",
"ca500a5441f36f4df673d6b8ed075d36dae2c7e6481428c70a5a76b7a9bebce8",
"422b6ddd473231dc4d56fe913444ccd56f7c61f747ba57ca946d5fef72d840a0",
"ab41f4ecb7d7089615800e19fcc53b8379ed05ee35c82567095583fd90ff3035",
"bbf7618248354ceb1bc1fc9dbc42c426a4e2c1e0d443c5683a9256c62ecdc26f",
"e50ae71479fc8ec569192a13072e011afc249f471af09500ea39f75d0af856bf",
"e74c0b9220147db2d50a3b58d413775d16c984690be7d90f0bc43d99dba1b689",
"29324a0a48d11657a51ba08b004879bfcfc66a1acb7ce36dfe478d2655484b48",
"88952e3d0ac06cb16b665201122249659a22325e01c870f49e29da6b1757e082",
"cdf879f2435b95af042a3bf7b850f7819246c805285803d67ffbf4f295bed004",
"e005e324200b4f428c62bc3331e695c373607cd0faa9790341fa3ba1ed228bc5",
"354447727aa9a53dd8345b6b6c693443e56ef4aeba13c410179fc8589e7733d5",
"da52dda91f2829c15c0e58d29a95360b86ab30cf0cac8101832a29f38c3185f1",
"c7da7814e228e1144411d78b536092fe920bcdfcc36cf19d1259047b267d58b5",
"aba1f68b6c2b4db6cc06a7340e12313c4b4a4ea6deb17deb3e1e66cd8eacf32b",
"c160ae4f64ab764d864a52ad5e33126c4b5ce105a47deedd75bc70199a5247ef",
"eadf23fc99d514dd8ea204d223e98da988831f9b5d1940274ca520b7fb173d8a",
"5b8e14facac8a7c7a3bfee8bae71f2f7793d3ad5fe3383f93ab6061f2a11bb02"
]

4
src/txdb.cpp
View File

@ -70,7 +70,7 @@ CCoinsViewDB::CCoinsViewDB(size_t nCacheSize, bool fMemory, bool fWipe) : db(Get
bool CCoinsViewDB::GetAnchorAt(const uint256 &rt, ZCIncrementalMerkleTree &tree) const {
if (rt.IsNull()) {
if (rt == ZCIncrementalMerkleTree::empty_root()) {
ZCIncrementalMerkleTree new_tree;
tree = new_tree;
return true;
@ -106,7 +106,7 @@ uint256 CCoinsViewDB::GetBestBlock() const {
uint256 CCoinsViewDB::GetBestAnchor() const {
uint256 hashBestAnchor;
if (!db.Read(DB_BEST_ANCHOR, hashBestAnchor))
return uint256();
return ZCIncrementalMerkleTree::empty_root();
return hashBestAnchor;
}

42
src/zcash/IncrementalMerkleTree.cpp
View File

@ -10,11 +10,6 @@ namespace libzcash {
SHA256Compress SHA256Compress::combine(const SHA256Compress& a, const SHA256Compress& b)
{
// This is a performance optimization.
if (a.IsNull() && b.IsNull()) {
return a;
}
SHA256Compress res = SHA256Compress();
CSHA256 hasher;
@ -25,27 +20,34 @@ SHA256Compress SHA256Compress::combine(const SHA256Compress& a, const SHA256Comp
return res;
}
template <typename Hash>
template <size_t Depth, typename Hash>
class PathFiller {
private:
std::deque<Hash> queue;
static EmptyMerkleRoots<Depth, Hash> emptyroots;
public:
PathFiller() : queue() { }
PathFiller(std::deque<Hash> queue) : queue(queue) { }
Hash next() {
Hash next(size_t depth) {
if (queue.size() > 0) {
Hash h = queue.front();
queue.pop_front();
return h;
} else {
return Hash();
return emptyroots.empty_root(depth);
}
}
};
template<size_t Depth, typename Hash>
EmptyMerkleRoots<Depth, Hash> PathFiller<Depth, Hash>::emptyroots;
template<size_t Depth, typename Hash>
EmptyMerkleRoots<Depth, Hash> IncrementalMerkleTree<Depth, Hash>::emptyroots;
template<size_t Depth, typename Hash>
void IncrementalMerkleTree<Depth, Hash>::wfcheck() const {
if (parents.size() >= Depth) {
@ -132,7 +134,7 @@ bool IncrementalMerkleTree<Depth, Hash>::is_complete(size_t depth) const {
template<size_t Depth, typename Hash>
size_t IncrementalMerkleTree<Depth, Hash>::next_depth(size_t skip) const {
if (!left) {
if (skip) {
if (skip) {
skip--;
} else {
return 0;
@ -140,7 +142,7 @@ size_t IncrementalMerkleTree<Depth, Hash>::next_depth(size_t skip) const {
}
if (!right) {
if (skip) {
if (skip) {
skip--;
} else {
return 0;
@ -168,10 +170,10 @@ size_t IncrementalMerkleTree<Depth, Hash>::next_depth(size_t skip) const {
template<size_t Depth, typename Hash>
Hash IncrementalMerkleTree<Depth, Hash>::root(size_t depth,
std::deque<Hash> filler_hashes) const {
PathFiller<Hash> filler(filler_hashes);
PathFiller<Depth, Hash> filler(filler_hashes);
Hash combine_left = left ? *left : filler.next();
Hash combine_right = right ? *right : filler.next();
Hash combine_left = left ? *left : filler.next(0);
Hash combine_right = right ? *right : filler.next(0);
Hash root = Hash::combine(combine_left, combine_right);
@ -181,7 +183,7 @@ Hash IncrementalMerkleTree<Depth, Hash>::root(size_t depth,
if (parent) {
root = Hash::combine(*parent, root);
} else {
root = Hash::combine(root, filler.next());
root = Hash::combine(root, filler.next(d));
}
d++;
@ -190,7 +192,7 @@ Hash IncrementalMerkleTree<Depth, Hash>::root(size_t depth,
// We may not have parents for ancestor trees, so we fill
// the rest in here.
while (d < depth) {
root = Hash::combine(root, filler.next());
root = Hash::combine(root, filler.next(d));
d++;
}
@ -205,7 +207,7 @@ MerklePath IncrementalMerkleTree<Depth, Hash>::path(std::deque<Hash> filler_hash
throw std::runtime_error("can't create an authentication path for the beginning of the tree");
}
PathFiller<Hash> filler(filler_hashes);
PathFiller<Depth, Hash> filler(filler_hashes);
std::vector<Hash> path;
std::vector<bool> index;
@ -215,7 +217,7 @@ MerklePath IncrementalMerkleTree<Depth, Hash>::path(std::deque<Hash> filler_hash
path.push_back(*left);
} else {
index.push_back(false);
path.push_back(filler.next());
path.push_back(filler.next(0));
}
size_t d = 1;
@ -226,7 +228,7 @@ MerklePath IncrementalMerkleTree<Depth, Hash>::path(std::deque<Hash> filler_hash
path.push_back(*parent);
} else {
index.push_back(false);
path.push_back(filler.next());
path.push_back(filler.next(d));
}
d++;
@ -234,7 +236,7 @@ MerklePath IncrementalMerkleTree<Depth, Hash>::path(std::deque<Hash> filler_hash
while (d < Depth) {
index.push_back(false);
path.push_back(filler.next());
path.push_back(filler.next(d));
d++;
}

21
src/zcash/IncrementalMerkleTree.hpp
View File

@ -31,6 +31,22 @@ public:
: authentication_path(authentication_path), index(index) { }
};
template<size_t Depth, typename Hash>
class EmptyMerkleRoots {
public:
EmptyMerkleRoots() {
empty_roots.at(0) = Hash();
for (size_t d = 1; d <= Depth; d++) {
empty_roots.at(d) = Hash::combine(empty_roots.at(d-1), empty_roots.at(d-1));
}
}
Hash empty_root(size_t depth) {
return empty_roots.at(depth);
}
private:
boost::array<Hash, Depth+1> empty_roots;
};
template<size_t Depth, typename Hash>
class IncrementalWitness;
@ -64,7 +80,12 @@ public:
wfcheck();
}
static Hash empty_root() {
return emptyroots.empty_root(Depth);
}
private:
static EmptyMerkleRoots<Depth, Hash> emptyroots;
boost::optional<Hash> left;
boost::optional<Hash> right;

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