src/kernel.cpp

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   2 // Copyright (c) 2013-2015 The Novacoin developers
   3 // Distributed under the MIT/X11 software license, see the accompanying
   4 // file COPYING or http://www.opensource.org/licenses/mit-license.php.
   5 // Distributed under the MIT/X11 software license, see the accompanying
   6 // file COPYING or http://www.opensource.org/licenses/mit-license.php.
   7
   8 #include <boost/assign/list_of.hpp>
   9
  10 #include "kernel.h"
  11 #include "kernel_worker.h"
  12 #include "txdb.h"
  13
  14 extern unsigned int nStakeMaxAge;
  15 extern unsigned int nStakeTargetSpacing;
  16
  17 using namespace std;
  18
  19
  20 // Protocol switch time for fixed kernel modifier interval
  21 unsigned int nModifierSwitchTime  = 1413763200;    // Mon, 20 Oct 2014 00:00:00 GMT
  22 unsigned int nModifierTestSwitchTime = 1397520000; // Tue, 15 Apr 2014 00:00:00 GMT
  23
  24 // Note: user must upgrade before the protocol switch deadline, otherwise it's required to
  25 //   re-download the blockchain. The timestamp of upgrade is recorded in the blockchain
  26 //   database.
  27 unsigned int nModifierUpgradeTime = 0;
  28
  29 typedef std::map<int, unsigned int> MapModifierCheckpoints;
  30
  31 // Hard checkpoints of stake modifiers to ensure they are deterministic
  32 static std::map<int, unsigned int> mapStakeModifierCheckpoints =
  33     boost::assign::map_list_of
  34         ( 0, 0x0e00670bu )
  35         ( 12661, 0x5d84115du )
  36         (143990, 0x9c592c78u )
  37         (149000, 0x48f2bdc4u )
  38         (160000, 0x789df0f0u )
  39         (200000, 0x01ec1503u )
  40         (221047, 0x0b39ef50u )
  41         (243100, 0xe928d83au )
  42     ;
  43
  44 // Hard checkpoints of stake modifiers to ensure they are deterministic (testNet)
  45 static std::map<int, unsigned int> mapStakeModifierCheckpointsTestNet =
  46     boost::assign::map_list_of
  47         ( 0, 0x0e00670bu )
  48     ;
  49
  50 // Pregenerated entropy bits table (from genesis to #9689)
  51 //
  52 // Bits are packed into array of 256 bit integers:
  53 //
  54 // * array index calculated as nHeight / 256
  55 // * position of bit is calculated as nHeight & 0xFF.
  56 //
  57 const uint256 entropyStore[] = {
  58     uint256("0x4555b4dcc1d690ddd9b810c90c66e82b18bf4f43cc887246c418383ec120a5ab"),
  59     uint256("0xaa6d1198412fa77608addf6549c9198a22155e8afd7a9ded6179f6b7cfc66b0c"),
  60     uint256("0x9442fabfa4116fb14a9769c2eea003845a1f5c3a0260f36b497d68f3a3cd4078"),
  61     uint256("0x0e769042a9a98e42388195d699574b822d06515f7053ad884c53d7ee059f05b1"),
  62     uint256("0x7005aac20baf70251aebfe3f1b95987d83ef1e3e6963de8fed601d4dd07bf7cf"),
  63     uint256("0x58952c5c3de188f2e33c38d3f53d7bf44f9bc545a4289d266696273fa821be66"),
  64     uint256("0x50b6c2ed780c08aaec3f7665b1b6004206243e3866456fc910b83b52d07eeb63"),
  65     uint256("0x563841eefca85ba3384986c58100408ae3f1ba2ac727e1ac910ce154a06c702f"),
  66     uint256("0x79275b03938b3e27a9b01a7f7953c6c487c58355f5d4169accfbb800213ffd13"),
  67     uint256("0xd783f2538b3ed18f135af90adc687c5646d93aeaeaabc6667be94f7aa0a2d366"),
  68     uint256("0xb441d0c175c40c8e88b09d88ea008af79cbed2d28219427d2e72fda682974db8"),
  69     uint256("0x3204c43bd41f2e19628af3b0c9aca3db15bca4c8705d51056e7b17a319c04715"),
  70     uint256("0x7e80e6ab7857d8f2f261a0a49c783bd800b365b8c9b85cc0e13f73904b0dcaa9"),
  71     uint256("0xefaaee60ed82d2ad145c0e347941fdb131eb8fd289a45eef07121a93f283c5f1"),
  72     uint256("0x3efc86e4334da332c1fd4c12513c40cff689f3efdc7f9913230822adacdda4f9"),
  73     uint256("0xf0d6b8f38599a017fa35d1fbbf9ef51eca5ebc5b286aadba40c4c3e1d9bace0c"),
  74     uint256("0x286a67f27323486036a0a92d35382fc8963c0c00bad331723318b4b9fdb2b56e"),
  75     uint256("0xecbfaaa6567c54f08c4d5bd0118a2d7b58740f42cbfc73aa1536c1f5f76de87c"),
  76     uint256("0xf9a4de1c5c46520de5aaf10d3796cf0e27ddce98b3398357f5726a949664e308"),
  77     uint256("0xd75e6c4dc4be08401e3478d2467d9ab96a62af4f255c04a82c41af0de0a487bb"),
  78     uint256("0x1a82c3bc6ad6047294c16571b5e2b7316c97bf8813e7da15798b9820d67e39f2"),
  79     uint256("0xb49be0080de564e01829ded7e7971979565a741c5975dc9978dcc020192d396c"),
  80     uint256("0x0d8eed113be67663b5a15a0625a9b49792b5ea59c005c4f405914877acab7000"),
  81     uint256("0x8f9d46e2bc05a218ffa942965b747056197d393b097085523640cd59e07fe7c7"),
  82     uint256("0x7a63ab40bc7f40ac2ebe9ede438d97b45fa6ed6f8419016da8d5f7a670111dda"),
  83     uint256("0x63fbcc080448c43d6cf915c958314feff7a95a52ba43a68c05fc281d3a522d25"),
  84     uint256("0xf834cf824c326d3ea861ea1e85dc3289265e37045981e28208e7344a7f8081d7"),
  85     uint256("0xb4edc22ec98cc49b2f5af5bae3f52f5e6058280f74f2c432c2dd89ae49acceb8"),
  86     uint256("0x0fe596037dcf81bf5c64f39755261c404ed088af5c8c31dd7549b6657ee92365"),
  87     uint256("0xbbad51a0aeba254b01d18c328de9e932b9b859b61e622c325d64e2211b5e413d"),
  88     uint256("0xabf0194cc787be938bc51c7fdf1cae4ec79e65ebab8fa8b8f40541c44ef384b0"),
  89     uint256("0x83bc12d6fdbd3e854cb91c4ca7dfba3c38e8714121af88c8a8abdb33e5002438"),
  90     uint256("0x71a2513026cabaedcbe55aeb6dc8049e5b763a3f54f10c33dd333624f764b38c"),
  91     uint256("0xee6725632ff5c025dff6a18cd059875dcae20f399b03bccba13d9d5fcf6d9d9a"),
  92     uint256("0xa168a2741d1e7e50cc74b79f695c25ffd3576e6bd61353c2a20e569fd63b2dac"),
  93     uint256("0x6e462d2a87bfde9398b6747f94a8ed6a01e4d96c5b4372df5c910c106c48bd13"),
  94     uint256("0x8eeb696181957c4b22434028990f49cb30006827c73860e77e2eecf5c38be99d"),
  95     uint256("0x3188aaa65877b166f05cdc48f55b1f77a7d6fb221c395596d990ae5647e9ba96")
  96 };
  97
  98 // Whether the given block is subject to new modifier protocol
  99 bool IsFixedModifierInterval(unsigned int nTimeBlock)
 100 {
 101     return (nTimeBlock >= (fTestNet? nModifierTestSwitchTime : nModifierSwitchTime));
 102 }
 103
 104 // Get the last stake modifier and its generation time from a given block
 105 static bool GetLastStakeModifier(const CBlockIndex* pindex, uint64_t& nStakeModifier, int64_t& nModifierTime)
 106 {
 107     if (!pindex)
 108         return error("GetLastStakeModifier: null pindex");
 109     while (pindex && pindex->pprev && !pindex->GeneratedStakeModifier())
 110         pindex = pindex->pprev;
 111     if (!pindex->GeneratedStakeModifier())
 112         return error("GetLastStakeModifier: no generation at genesis block");
 113     nStakeModifier = pindex->nStakeModifier;
 114     nModifierTime = pindex->GetBlockTime();
 115     return true;
 116 }
 117
 118 // Get selection interval section (in seconds)
 119 static int64_t GetStakeModifierSelectionIntervalSection(int nSection)
 120 {
 121     assert (nSection >= 0 && nSection < 64);
 122     return (nModifierInterval * 63 / (63 + ((63 - nSection) * (MODIFIER_INTERVAL_RATIO - 1))));
 123 }
 124
 125 // Get stake modifier selection interval (in seconds)
 126 static int64_t GetStakeModifierSelectionInterval()
 127 {
 128     int64_t nSelectionInterval = 0;
 129     for (int nSection=0; nSection<64; nSection++)
 130         nSelectionInterval += GetStakeModifierSelectionIntervalSection(nSection);
 131     return nSelectionInterval;
 132 }
 133
 134 // select a block from the candidate blocks in vSortedByTimestamp, excluding
 135 // already selected blocks in vSelectedBlocks, and with timestamp up to
 136 // nSelectionIntervalStop.
 137 static bool SelectBlockFromCandidates(vector<pair<int64_t, uint256> >& vSortedByTimestamp, map<uint256, const CBlockIndex*>& mapSelectedBlocks,
 138     int64_t nSelectionIntervalStop, uint64_t nStakeModifierPrev, const CBlockIndex** pindexSelected)
 139 {
 140     bool fSelected = false;
 141     uint256 hashBest = 0;
 142     *pindexSelected = (const CBlockIndex*) 0;
 143     BOOST_FOREACH(const PAIRTYPE(int64_t, uint256)& item, vSortedByTimestamp)
 144     {
 145         if (!mapBlockIndex.count(item.second))
 146             return error("SelectBlockFromCandidates: failed to find block index for candidate block %s", item.second.ToString().c_str());
 147         const CBlockIndex* pindex = mapBlockIndex[item.second];
 148         if (fSelected && pindex->GetBlockTime() > nSelectionIntervalStop)
 149             break;
 150         if (mapSelectedBlocks.count(pindex->GetBlockHash()) > 0)
 151             continue;
 152         // compute the selection hash by hashing its proof-hash and the
 153         // previous proof-of-stake modifier
 154         uint256 hashProof = pindex->IsProofOfStake()? pindex->hashProofOfStake : pindex->GetBlockHash();
 155         CDataStream ss(SER_GETHASH, 0);
 156         ss << hashProof << nStakeModifierPrev;
 157         uint256 hashSelection = Hash(ss.begin(), ss.end());
 158         // the selection hash is divided by 2**32 so that proof-of-stake block
 159         // is always favored over proof-of-work block. this is to preserve
 160         // the energy efficiency property
 161         if (pindex->IsProofOfStake())
 162             hashSelection >>= 32;
 163         if (fSelected && hashSelection < hashBest)
 164         {
 165             hashBest = hashSelection;
 166             *pindexSelected = pindex;
 167         }
 168         else if (!fSelected)
 169         {
 170             fSelected = true;
 171             hashBest = hashSelection;
 172             *pindexSelected = pindex;
 173         }
 174     }
 175     if (fDebug && GetBoolArg("-printstakemodifier"))
 176         printf("SelectBlockFromCandidates: selection hash=%s\n", hashBest.ToString().c_str());
 177     return fSelected;
 178 }
 179
 180 // Stake Modifier (hash modifier of proof-of-stake):
 181 // The purpose of stake modifier is to prevent a txout (coin) owner from
 182 // computing future proof-of-stake generated by this txout at the time
 183 // of transaction confirmation. To meet kernel protocol, the txout
 184 // must hash with a future stake modifier to generate the proof.
 185 // Stake modifier consists of bits each of which is contributed from a
 186 // selected block of a given block group in the past.
 187 // The selection of a block is based on a hash of the block's proof-hash and
 188 // the previous stake modifier.
 189 // Stake modifier is recomputed at a fixed time interval instead of every
 190 // block. This is to make it difficult for an attacker to gain control of
 191 // additional bits in the stake modifier, even after generating a chain of
 192 // blocks.
 193 bool ComputeNextStakeModifier(const CBlockIndex* pindexCurrent, uint64_t& nStakeModifier, bool& fGeneratedStakeModifier)
 194 {
 195     nStakeModifier = 0;
 196     fGeneratedStakeModifier = false;
 197     const CBlockIndex* pindexPrev = pindexCurrent->pprev;
 198     if (!pindexPrev)
 199     {
 200         fGeneratedStakeModifier = true;
 201         return true;  // genesis block's modifier is 0
 202     }
 203
 204     // First find current stake modifier and its generation block time
 205     // if it's not old enough, return the same stake modifier
 206     int64_t nModifierTime = 0;
 207     if (!GetLastStakeModifier(pindexPrev, nStakeModifier, nModifierTime))
 208         return error("ComputeNextStakeModifier: unable to get last modifier");
 209     if (fDebug)
 210     {
 211         printf("ComputeNextStakeModifier: prev modifier=0x%016" PRIx64 " time=%s epoch=%u\n", nStakeModifier, DateTimeStrFormat(nModifierTime).c_str(), (unsigned int)nModifierTime);
 212     }
 213     if (nModifierTime / nModifierInterval >= pindexPrev->GetBlockTime() / nModifierInterval)
 214     {
 215         if (fDebug)
 216         {
 217             printf("ComputeNextStakeModifier: no new interval keep current modifier: pindexPrev nHeight=%d nTime=%u\n", pindexPrev->nHeight, (unsigned int)pindexPrev->GetBlockTime());
 218         }
 219         return true;
 220     }
 221     if (nModifierTime / nModifierInterval >= pindexCurrent->GetBlockTime() / nModifierInterval)
 222     {
 223         // fixed interval protocol requires current block timestamp also be in a different modifier interval
 224         if (IsFixedModifierInterval(pindexCurrent->nTime))
 225         {
 226             if (fDebug)
 227             {
 228                 printf("ComputeNextStakeModifier: no new interval keep current modifier: pindexCurrent nHeight=%d nTime=%u\n", pindexCurrent->nHeight, (unsigned int)pindexCurrent->GetBlockTime());
 229             }
 230             return true;
 231         }
 232         else
 233         {
 234             if (fDebug)
 235             {
 236                 printf("ComputeNextStakeModifier: old modifier at block %s not meeting fixed modifier interval: pindexCurrent nHeight=%d nTime=%u\n", pindexCurrent->GetBlockHash().ToString().c_str(), pindexCurrent->nHeight, (unsigned int)pindexCurrent->GetBlockTime());
 237             }
 238         }
 239     }
 240
 241     // Sort candidate blocks by timestamp
 242     vector<pair<int64_t, uint256> > vSortedByTimestamp;
 243     vSortedByTimestamp.reserve(64 * nModifierInterval / nStakeTargetSpacing);
 244     int64_t nSelectionInterval = GetStakeModifierSelectionInterval();
 245     int64_t nSelectionIntervalStart = (pindexPrev->GetBlockTime() / nModifierInterval) * nModifierInterval - nSelectionInterval;
 246     const CBlockIndex* pindex = pindexPrev;
 247     while (pindex && pindex->GetBlockTime() >= nSelectionIntervalStart)
 248     {
 249         vSortedByTimestamp.push_back(make_pair(pindex->GetBlockTime(), pindex->GetBlockHash()));
 250         pindex = pindex->pprev;
 251     }
 252     int nHeightFirstCandidate = pindex ? (pindex->nHeight + 1) : 0;
 253     reverse(vSortedByTimestamp.begin(), vSortedByTimestamp.end());
 254     sort(vSortedByTimestamp.begin(), vSortedByTimestamp.end());
 255
 256     // Select 64 blocks from candidate blocks to generate stake modifier
 257     uint64_t nStakeModifierNew = 0;
 258     int64_t nSelectionIntervalStop = nSelectionIntervalStart;
 259     map<uint256, const CBlockIndex*> mapSelectedBlocks;
 260     for (int nRound=0; nRound<min(64, (int)vSortedByTimestamp.size()); nRound++)
 261     {
 262         // add an interval section to the current selection round
 263         nSelectionIntervalStop += GetStakeModifierSelectionIntervalSection(nRound);
 264         // select a block from the candidates of current round
 265         if (!SelectBlockFromCandidates(vSortedByTimestamp, mapSelectedBlocks, nSelectionIntervalStop, nStakeModifier, &pindex))
 266             return error("ComputeNextStakeModifier: unable to select block at round %d", nRound);
 267         // write the entropy bit of the selected block
 268         nStakeModifierNew |= (((uint64_t)pindex->GetStakeEntropyBit()) << nRound);
 269         // add the selected block from candidates to selected list
 270         mapSelectedBlocks.insert(make_pair(pindex->GetBlockHash(), pindex));
 271         if (fDebug && GetBoolArg("-printstakemodifier"))
 272             printf("ComputeNextStakeModifier: selected round %d stop=%s height=%d bit=%d\n", nRound, DateTimeStrFormat(nSelectionIntervalStop).c_str(), pindex->nHeight, pindex->GetStakeEntropyBit());
 273     }
 274
 275     // Print selection map for visualization of the selected blocks
 276     if (fDebug && GetBoolArg("-printstakemodifier"))
 277     {
 278         string strSelectionMap = "";
 279         // '-' indicates proof-of-work blocks not selected
 280         strSelectionMap.insert(0, pindexPrev->nHeight - nHeightFirstCandidate + 1, '-');
 281         pindex = pindexPrev;
 282         while (pindex && pindex->nHeight >= nHeightFirstCandidate)
 283         {
 284             // '=' indicates proof-of-stake blocks not selected
 285             if (pindex->IsProofOfStake())
 286                 strSelectionMap.replace(pindex->nHeight - nHeightFirstCandidate, 1, "=");
 287             pindex = pindex->pprev;
 288         }
 289         BOOST_FOREACH(const PAIRTYPE(uint256, const CBlockIndex*)& item, mapSelectedBlocks)
 290         {
 291             // 'S' indicates selected proof-of-stake blocks
 292             // 'W' indicates selected proof-of-work blocks
 293             strSelectionMap.replace(item.second->nHeight - nHeightFirstCandidate, 1, item.second->IsProofOfStake()? "S" : "W");
 294         }
 295         printf("ComputeNextStakeModifier: selection height [%d, %d] map %s\n", nHeightFirstCandidate, pindexPrev->nHeight, strSelectionMap.c_str());
 296     }
 297     if (fDebug)
 298     {
 299         printf("ComputeNextStakeModifier: new modifier=0x%016" PRIx64 " time=%s\n", nStakeModifierNew, DateTimeStrFormat(pindexPrev->GetBlockTime()).c_str());
 300     }
 301
 302     nStakeModifier = nStakeModifierNew;
 303     fGeneratedStakeModifier = true;
 304     return true;
 305 }
 306
 307 // The stake modifier used to hash for a stake kernel is chosen as the stake
 308 // modifier about a selection interval later than the coin generating the kernel
 309 static bool GetKernelStakeModifier(uint256 hashBlockFrom, uint64_t& nStakeModifier, int& nStakeModifierHeight, int64_t& nStakeModifierTime, bool fPrintProofOfStake)
 310 {
 311     nStakeModifier = 0;
 312     if (!mapBlockIndex.count(hashBlockFrom))
 313         return error("GetKernelStakeModifier() : block not indexed");
 314     const CBlockIndex* pindexFrom = mapBlockIndex[hashBlockFrom];
 315     nStakeModifierHeight = pindexFrom->nHeight;
 316     nStakeModifierTime = pindexFrom->GetBlockTime();
 317     int64_t nStakeModifierSelectionInterval = GetStakeModifierSelectionInterval();
 318     const CBlockIndex* pindex = pindexFrom;
 319     // loop to find the stake modifier later by a selection interval
 320     while (nStakeModifierTime < pindexFrom->GetBlockTime() + nStakeModifierSelectionInterval)
 321     {
 322         if (!pindex->pnext)
 323         {   // reached best block; may happen if node is behind on block chain
 324             if (fPrintProofOfStake || (pindex->GetBlockTime() + nStakeMinAge - nStakeModifierSelectionInterval > GetAdjustedTime()))
 325                 return error("GetKernelStakeModifier() : reached best block %s at height %d from block %s",
 326                     pindex->GetBlockHash().ToString().c_str(), pindex->nHeight, hashBlockFrom.ToString().c_str());
 327             else
 328                 return false;
 329         }
 330         pindex = pindex->pnext;
 331         if (pindex->GeneratedStakeModifier())
 332         {
 333             nStakeModifierHeight = pindex->nHeight;
 334             nStakeModifierTime = pindex->GetBlockTime();
 335         }
 336     }
 337     nStakeModifier = pindex->nStakeModifier;
 338     return true;
 339 }
 340
 341 bool GetKernelStakeModifier(uint256 hashBlockFrom, uint64_t& nStakeModifier)
 342 {
 343     int nStakeModifierHeight;
 344     int64_t nStakeModifierTime;
 345
 346     return GetKernelStakeModifier(hashBlockFrom, nStakeModifier, nStakeModifierHeight, nStakeModifierTime, false);
 347 }
 348
 349
 350 // ppcoin kernel protocol
 351 // coinstake must meet hash target according to the protocol:
 352 // kernel (input 0) must meet the formula
 353 //     hash(nStakeModifier + txPrev.block.nTime + txPrev.offset + txPrev.nTime + txPrev.vout.n + nTime) < bnTarget * nCoinDayWeight
 354 // this ensures that the chance of getting a coinstake is proportional to the
 355 // amount of coin age one owns.
 356 // The reason this hash is chosen is the following:
 357 //   nStakeModifier: scrambles computation to make it very difficult to precompute
 358 //                  future proof-of-stake at the time of the coin's confirmation
 359 //   txPrev.block.nTime: prevent nodes from guessing a good timestamp to
 360 //                       generate transaction for future advantage
 361 //   txPrev.offset: offset of txPrev inside block, to reduce the chance of
 362 //                  nodes generating coinstake at the same time
 363 //   txPrev.nTime: reduce the chance of nodes generating coinstake at the same
 364 //                 time
 365 //   txPrev.vout.n: output number of txPrev, to reduce the chance of nodes
 366 //                  generating coinstake at the same time
 367 //   block/tx hash should not be used here as they can be generated in vast
 368 //   quantities so as to generate blocks faster, degrading the system back into
 369 //   a proof-of-work situation.
 370 //
 371 bool CheckStakeKernelHash(uint32_t nBits, const CBlock& blockFrom, uint32_t nTxPrevOffset, const CTransaction& txPrev, const COutPoint& prevout, uint32_t nTimeTx, uint256& hashProofOfStake, uint256& targetProofOfStake, bool fPrintProofOfStake)
 372 {
 373     if (nTimeTx < txPrev.nTime)  // Transaction timestamp violation
 374         return error("CheckStakeKernelHash() : nTime violation");
 375
 376     uint32_t nTimeBlockFrom = blockFrom.GetBlockTime();
 377     if (nTimeBlockFrom + nStakeMinAge > nTimeTx) // Min age requirement
 378         return error("CheckStakeKernelHash() : min age violation");
 379
 380     CBigNum bnTargetPerCoinDay;
 381     bnTargetPerCoinDay.SetCompact(nBits);
 382     int64_t nValueIn = txPrev.vout[prevout.n].nValue;
 383
 384     uint256 hashBlockFrom = blockFrom.GetHash();
 385
 386     CBigNum bnCoinDayWeight = CBigNum(nValueIn) * GetWeight((int64_t)txPrev.nTime, (int64_t)nTimeTx) / COIN / nOneDay;
 387     targetProofOfStake = (bnCoinDayWeight * bnTargetPerCoinDay).getuint256();
 388
 389     // Calculate hash
 390     CDataStream ss(SER_GETHASH, 0);
 391     uint64_t nStakeModifier = 0;
 392     int nStakeModifierHeight = 0;
 393     int64_t nStakeModifierTime = 0;
 394
 395     if (!GetKernelStakeModifier(hashBlockFrom, nStakeModifier, nStakeModifierHeight, nStakeModifierTime, fPrintProofOfStake))
 396         return false;
 397     ss << nStakeModifier;
 398
 399     ss << nTimeBlockFrom << nTxPrevOffset << txPrev.nTime << prevout.n << nTimeTx;
 400     hashProofOfStake = Hash(ss.begin(), ss.end());
 401     if (fPrintProofOfStake)
 402     {
 403         printf("CheckStakeKernelHash() : using modifier 0x%016" PRIx64 " at height=%d timestamp=%s for block from height=%d timestamp=%s\n",
 404             nStakeModifier, nStakeModifierHeight,
 405             DateTimeStrFormat(nStakeModifierTime).c_str(),
 406             mapBlockIndex[hashBlockFrom]->nHeight,
 407             DateTimeStrFormat(blockFrom.GetBlockTime()).c_str());
 408         printf("CheckStakeKernelHash() : check modifier=0x%016" PRIx64 " nTimeBlockFrom=%u nTxPrevOffset=%u nTimeTxPrev=%u nPrevout=%u nTimeTx=%u hashTarget=%s hashProof=%s\n",
 409             nStakeModifier,
 410             nTimeBlockFrom, nTxPrevOffset, txPrev.nTime, prevout.n, nTimeTx,
 411             targetProofOfStake.ToString().c_str(), hashProofOfStake.ToString().c_str());
 412     }
 413
 414     // Now check if proof-of-stake hash meets target protocol
 415     if (CBigNum(hashProofOfStake) > bnCoinDayWeight * bnTargetPerCoinDay)
 416         return false;
 417     if (fDebug && !fPrintProofOfStake)
 418     {
 419         printf("CheckStakeKernelHash() : using modifier 0x%016" PRIx64 " at height=%d timestamp=%s for block from height=%d timestamp=%s\n",
 420             nStakeModifier, nStakeModifierHeight,
 421             DateTimeStrFormat(nStakeModifierTime).c_str(),
 422             mapBlockIndex[hashBlockFrom]->nHeight,
 423             DateTimeStrFormat(blockFrom.GetBlockTime()).c_str());
 424         printf("CheckStakeKernelHash() : pass modifier=0x%016" PRIx64 " nTimeBlockFrom=%u nTxPrevOffset=%u nTimeTxPrev=%u nPrevout=%u nTimeTx=%u hashTarget=%s hashProof=%s\n",
 425             nStakeModifier,
 426             nTimeBlockFrom, nTxPrevOffset, txPrev.nTime, prevout.n, nTimeTx,
 427             targetProofOfStake.ToString().c_str(), hashProofOfStake.ToString().c_str());
 428     }
 429     return true;
 430 }
 431
 432 // Scan given kernel for solution
 433 bool ScanKernelForward(unsigned char *kernel, uint32_t nBits, uint32_t nInputTxTime, int64_t nValueIn, std::pair<uint32_t, uint32_t> &SearchInterval, std::vector<std::pair<uint256, uint32_t> > &solutions)
 434 {
 435     // TODO: custom threads amount
 436
 437     uint32_t nThreads = boost::thread::hardware_concurrency();
 438     uint32_t nPart = (SearchInterval.second - SearchInterval.first) / nThreads;
 439
 440
 441     KernelWorker *workers = new KernelWorker[nThreads];
 442
 443     boost::thread_group group;
 444     for(size_t i = 0; i < nThreads; i++)
 445     {
 446         uint32_t nBegin = SearchInterval.first + nPart * i;
 447         uint32_t nEnd = SearchInterval.first + nPart * (i + 1);
 448         workers[i] = KernelWorker(kernel, nBits, nInputTxTime, nValueIn, nBegin, nEnd);
 449         boost::function<void()> workerFnc = boost::bind(&KernelWorker::Do, &workers[i]);
 450         group.create_thread(workerFnc);
 451     }
 452
 453     group.join_all();
 454     solutions.clear();
 455
 456     for(size_t i = 0; i < nThreads; i++)
 457     {
 458         std::vector<std::pair<uint256, uint32_t> > ws = workers[i].GetSolutions();
 459         solutions.insert(solutions.end(), ws.begin(), ws.end());
 460     }
 461
 462     delete [] workers;
 463
 464     if (solutions.size() == 0)
 465     {
 466         // no solutions
 467         return false;
 468     }
 469
 470     return true;
 471 }
 472
 473 // Check kernel hash target and coinstake signature
 474 bool CheckProofOfStake(const CTransaction& tx, unsigned int nBits, uint256& hashProofOfStake, uint256& targetProofOfStake)
 475 {
 476     if (!tx.IsCoinStake())
 477         return error("CheckProofOfStake() : called on non-coinstake %s", tx.GetHash().ToString().c_str());
 478
 479     // Kernel (input 0) must match the stake hash target per coin age (nBits)
 480     const CTxIn& txin = tx.vin[0];
 481
 482     // First try finding the previous transaction in database
 483     CTxDB txdb("r");
 484     CTransaction txPrev;
 485     CTxIndex txindex;
 486     if (!txPrev.ReadFromDisk(txdb, txin.prevout, txindex))
 487         return tx.DoS(1, error("CheckProofOfStake() : INFO: read txPrev failed"));  // previous transaction not in main chain, may occur during initial download
 488
 489 #ifndef USE_LEVELDB
 490     txdb.Close();
 491 #endif
 492
 493     // Verify signature
 494     if (!VerifySignature(txPrev, tx, 0, MANDATORY_SCRIPT_VERIFY_FLAGS, 0))
 495         return tx.DoS(100, error("CheckProofOfStake() : VerifySignature failed on coinstake %s", tx.GetHash().ToString().c_str()));
 496
 497     // Read block header
 498     CBlock block;
 499     if (!block.ReadFromDisk(txindex.pos.nFile, txindex.pos.nBlockPos, false))
 500         return fDebug? error("CheckProofOfStake() : read block failed") : false; // unable to read block of previous transaction
 501
 502     if (!CheckStakeKernelHash(nBits, block, txindex.pos.nTxPos - txindex.pos.nBlockPos, txPrev, txin.prevout, tx.nTime, hashProofOfStake, targetProofOfStake, fDebug))
 503         return tx.DoS(1, error("CheckProofOfStake() : INFO: check kernel failed on coinstake %s, hashProof=%s", tx.GetHash().ToString().c_str(), hashProofOfStake.ToString().c_str())); // may occur during initial download or if behind on block chain sync
 504
 505     return true;
 506 }
 507
 508 // Get stake modifier checksum
 509 uint32_t GetStakeModifierChecksum(const CBlockIndex* pindex)
 510 {
 511     assert (pindex->pprev || pindex->GetBlockHash() == (!fTestNet ? hashGenesisBlock : hashGenesisBlockTestNet));
 512     // Hash previous checksum with flags, hashProofOfStake and nStakeModifier
 513     CDataStream ss(SER_GETHASH, 0);
 514     if (pindex->pprev)
 515         ss << pindex->pprev->nStakeModifierChecksum;
 516     ss << pindex->nFlags << pindex->hashProofOfStake << pindex->nStakeModifier;
 517     uint256 hashChecksum = Hash(ss.begin(), ss.end());
 518     hashChecksum >>= (256 - 32);
 519     return static_cast<uint32_t>(hashChecksum.Get64());
 520 }
 521
 522 // Check stake modifier hard checkpoints
 523 bool CheckStakeModifierCheckpoints(int nHeight, uint32_t nStakeModifierChecksum)
 524 {
 525     MapModifierCheckpoints& checkpoints = (fTestNet ? mapStakeModifierCheckpointsTestNet : mapStakeModifierCheckpoints);
 526
 527     if (checkpoints.count(nHeight))
 528         return nStakeModifierChecksum == checkpoints[nHeight];
 529     return true;
 530 }