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 "kernel.h"
   9 #include "kernel_worker.h"
  10 #include "txdb.h"
  11
  12 extern uint32_t nStakeTargetSpacing;
  13
  14 using namespace std;
  15
  16 uint32_t nStakeMinAge = 30 * nOneDay; // 30 days as zero time weight
  17 uint32_t nStakeMaxAge = 90 * nOneDay; // 90 days as full weight
  18
  19 // Protocol switch time for fixed kernel modifier interval
  20 uint32_t nModifierSwitchTime  = 1413763200;    // Mon, 20 Oct 2014 00:00:00 GMT
  21 uint32_t nModifierTestSwitchTime = 1397520000; // Tue, 15 Apr 2014 00:00:00 GMT
  22
  23 // Note: user must upgrade before the protocol switch deadline, otherwise it's required to
  24 //   re-download the blockchain. The timestamp of upgrade is recorded in the blockchain
  25 //   database.
  26 uint32_t nModifierUpgradeTime = 0;
  27
  28 // Hard checkpoints of stake modifiers to ensure they are deterministic
  29 static map<int, uint32_t> mapStakeModifierCheckpoints =
  30 {
  31     {      0, 0x0e00670bu },
  32     {  12661, 0x5d84115du },
  33     { 143990, 0x9c592c78u },
  34     { 149000, 0x48f2bdc4u },
  35     { 160000, 0x789df0f0u },
  36     { 200000, 0x01ec1503u },
  37     { 221047, 0x0b39ef50u },
  38     { 243100, 0xe928d83au },
  39 };
  40
  41 // Hard checkpoints of stake modifiers to ensure they are deterministic (testNet)
  42 static map<int, uint32_t> mapStakeModifierCheckpointsTestNet =
  43 {
  44     { 0, 0x0e00670bu }
  45 };
  46
  47 // Pregenerated entropy bits table (from genesis to #9689)
  48 //
  49 // Bits are packed into array of 256 bit integers:
  50 //
  51 // * array index calculated as nHeight / 256
  52 // * position of bit is calculated as nHeight & 0xFF.
  53 //
  54 const uint256 entropyStore[] = {
  55     uint256("0x4555b4dcc1d690ddd9b810c90c66e82b18bf4f43cc887246c418383ec120a5ab"),
  56     uint256("0xaa6d1198412fa77608addf6549c9198a22155e8afd7a9ded6179f6b7cfc66b0c"),
  57     uint256("0x9442fabfa4116fb14a9769c2eea003845a1f5c3a0260f36b497d68f3a3cd4078"),
  58     uint256("0x0e769042a9a98e42388195d699574b822d06515f7053ad884c53d7ee059f05b1"),
  59     uint256("0x7005aac20baf70251aebfe3f1b95987d83ef1e3e6963de8fed601d4dd07bf7cf"),
  60     uint256("0x58952c5c3de188f2e33c38d3f53d7bf44f9bc545a4289d266696273fa821be66"),
  61     uint256("0x50b6c2ed780c08aaec3f7665b1b6004206243e3866456fc910b83b52d07eeb63"),
  62     uint256("0x563841eefca85ba3384986c58100408ae3f1ba2ac727e1ac910ce154a06c702f"),
  63     uint256("0x79275b03938b3e27a9b01a7f7953c6c487c58355f5d4169accfbb800213ffd13"),
  64     uint256("0xd783f2538b3ed18f135af90adc687c5646d93aeaeaabc6667be94f7aa0a2d366"),
  65     uint256("0xb441d0c175c40c8e88b09d88ea008af79cbed2d28219427d2e72fda682974db8"),
  66     uint256("0x3204c43bd41f2e19628af3b0c9aca3db15bca4c8705d51056e7b17a319c04715"),
  67     uint256("0x7e80e6ab7857d8f2f261a0a49c783bd800b365b8c9b85cc0e13f73904b0dcaa9"),
  68     uint256("0xefaaee60ed82d2ad145c0e347941fdb131eb8fd289a45eef07121a93f283c5f1"),
  69     uint256("0x3efc86e4334da332c1fd4c12513c40cff689f3efdc7f9913230822adacdda4f9"),
  70     uint256("0xf0d6b8f38599a017fa35d1fbbf9ef51eca5ebc5b286aadba40c4c3e1d9bace0c"),
  71     uint256("0x286a67f27323486036a0a92d35382fc8963c0c00bad331723318b4b9fdb2b56e"),
  72     uint256("0xecbfaaa6567c54f08c4d5bd0118a2d7b58740f42cbfc73aa1536c1f5f76de87c"),
  73     uint256("0xf9a4de1c5c46520de5aaf10d3796cf0e27ddce98b3398357f5726a949664e308"),
  74     uint256("0xd75e6c4dc4be08401e3478d2467d9ab96a62af4f255c04a82c41af0de0a487bb"),
  75     uint256("0x1a82c3bc6ad6047294c16571b5e2b7316c97bf8813e7da15798b9820d67e39f2"),
  76     uint256("0xb49be0080de564e01829ded7e7971979565a741c5975dc9978dcc020192d396c"),
  77     uint256("0x0d8eed113be67663b5a15a0625a9b49792b5ea59c005c4f405914877acab7000"),
  78     uint256("0x8f9d46e2bc05a218ffa942965b747056197d393b097085523640cd59e07fe7c7"),
  79     uint256("0x7a63ab40bc7f40ac2ebe9ede438d97b45fa6ed6f8419016da8d5f7a670111dda"),
  80     uint256("0x63fbcc080448c43d6cf915c958314feff7a95a52ba43a68c05fc281d3a522d25"),
  81     uint256("0xf834cf824c326d3ea861ea1e85dc3289265e37045981e28208e7344a7f8081d7"),
  82     uint256("0xb4edc22ec98cc49b2f5af5bae3f52f5e6058280f74f2c432c2dd89ae49acceb8"),
  83     uint256("0x0fe596037dcf81bf5c64f39755261c404ed088af5c8c31dd7549b6657ee92365"),
  84     uint256("0xbbad51a0aeba254b01d18c328de9e932b9b859b61e622c325d64e2211b5e413d"),
  85     uint256("0xabf0194cc787be938bc51c7fdf1cae4ec79e65ebab8fa8b8f40541c44ef384b0"),
  86     uint256("0x83bc12d6fdbd3e854cb91c4ca7dfba3c38e8714121af88c8a8abdb33e5002438"),
  87     uint256("0x71a2513026cabaedcbe55aeb6dc8049e5b763a3f54f10c33dd333624f764b38c"),
  88     uint256("0xee6725632ff5c025dff6a18cd059875dcae20f399b03bccba13d9d5fcf6d9d9a"),
  89     uint256("0xa168a2741d1e7e50cc74b79f695c25ffd3576e6bd61353c2a20e569fd63b2dac"),
  90     uint256("0x6e462d2a87bfde9398b6747f94a8ed6a01e4d96c5b4372df5c910c106c48bd13"),
  91     uint256("0x8eeb696181957c4b22434028990f49cb30006827c73860e77e2eecf5c38be99d"),
  92     uint256("0x3188aaa65877b166f05cdc48f55b1f77a7d6fb221c395596d990ae5647e9ba96")
  93 };
  94
  95 // Whether the given block is subject to new modifier protocol
  96 bool IsFixedModifierInterval(unsigned int nTimeBlock)
  97 {
  98     return (nTimeBlock >= (fTestNet? nModifierTestSwitchTime : nModifierSwitchTime));
  99 }
 100
 101 // Get the last stake modifier and its generation time from a given block
 102 static bool GetLastStakeModifier(const CBlockIndex* pindex, uint64_t& nStakeModifier, int64_t& nModifierTime)
 103 {
 104     if (!pindex)
 105         return error("GetLastStakeModifier: null pindex");
 106     while (pindex && pindex->pprev && !pindex->GeneratedStakeModifier())
 107         pindex = pindex->pprev;
 108     if (!pindex->GeneratedStakeModifier())
 109         return error("GetLastStakeModifier: no generation at genesis block");
 110     nStakeModifier = pindex->nStakeModifier;
 111     nModifierTime = pindex->GetBlockTime();
 112     return true;
 113 }
 114
 115 // Get selection interval section (in seconds)
 116 static int64_t GetStakeModifierSelectionIntervalSection(int nSection)
 117 {
 118     assert (nSection >= 0 && nSection < 64);
 119     return (nModifierInterval * 63 / (63 + ((63 - nSection) * (MODIFIER_INTERVAL_RATIO - 1))));
 120 }
 121
 122 // Get stake modifier selection interval (in seconds)
 123 static int64_t GetStakeModifierSelectionInterval()
 124 {
 125     int64_t nSelectionInterval = 0;
 126     for (int nSection=0; nSection<64; nSection++)
 127         nSelectionInterval += GetStakeModifierSelectionIntervalSection(nSection);
 128     return nSelectionInterval;
 129 }
 130
 131 // select a block from the candidate blocks in vSortedByTimestamp, excluding
 132 // already selected blocks in vSelectedBlocks, and with timestamp up to
 133 // nSelectionIntervalStop.
 134 static bool SelectBlockFromCandidates(vector<pair<int64_t, uint256> >& vSortedByTimestamp, map<uint256, const CBlockIndex*>& mapSelectedBlocks,
 135     int64_t nSelectionIntervalStop, uint64_t nStakeModifierPrev, const CBlockIndex** pindexSelected)
 136 {
 137     bool fSelected = false;
 138     uint256 hashBest = 0;
 139     *pindexSelected = (const CBlockIndex*) 0;
 140     for(const auto& item : vSortedByTimestamp)
 141     {
 142         if (!mapBlockIndex.count(item.second))
 143             return error("SelectBlockFromCandidates: failed to find block index for candidate block %s", item.second.ToString().c_str());
 144         auto pindex = mapBlockIndex[item.second];
 145         if (fSelected && pindex->GetBlockTime() > nSelectionIntervalStop)
 146             break;
 147         if (mapSelectedBlocks.count(pindex->GetBlockHash()) > 0)
 148             continue;
 149         // compute the selection hash by hashing its proof-hash and the
 150         // previous proof-of-stake modifier
 151         auto hashProof = pindex->IsProofOfStake()? pindex->hashProofOfStake : pindex->GetBlockHash();
 152         CDataStream ss(SER_GETHASH, 0);
 153         ss << hashProof << nStakeModifierPrev;
 154         auto hashSelection = Hash(ss.begin(), ss.end());
 155         // the selection hash is divided by 2**32 so that proof-of-stake block
 156         // is always favored over proof-of-work block. this is to preserve
 157         // the energy efficiency property
 158         if (pindex->IsProofOfStake())
 159             hashSelection >>= 32;
 160         if (fSelected && hashSelection < hashBest)
 161         {
 162             hashBest = hashSelection;
 163             *pindexSelected = pindex;
 164         }
 165         else if (!fSelected)
 166         {
 167             fSelected = true;
 168             hashBest = hashSelection;
 169             *pindexSelected = pindex;
 170         }
 171     }
 172     if (fDebug && GetBoolArg("-printstakemodifier"))
 173         printf("SelectBlockFromCandidates: selection hash=%s\n", hashBest.ToString().c_str());
 174     return fSelected;
 175 }
 176
 177 // Stake Modifier (hash modifier of proof-of-stake):
 178 // The purpose of stake modifier is to prevent a txout (coin) owner from
 179 // computing future proof-of-stake generated by this txout at the time
 180 // of transaction confirmation. To meet kernel protocol, the txout
 181 // must hash with a future stake modifier to generate the proof.
 182 // Stake modifier consists of bits each of which is contributed from a
 183 // selected block of a given block group in the past.
 184 // The selection of a block is based on a hash of the block's proof-hash and
 185 // the previous stake modifier.
 186 // Stake modifier is recomputed at a fixed time interval instead of every
 187 // block. This is to make it difficult for an attacker to gain control of
 188 // additional bits in the stake modifier, even after generating a chain of
 189 // blocks.
 190 bool ComputeNextStakeModifier(const CBlockIndex* pindexCurrent, uint64_t& nStakeModifier, bool& fGeneratedStakeModifier)
 191 {
 192     nStakeModifier = 0;
 193     fGeneratedStakeModifier = false;
 194     auto pindexPrev = pindexCurrent->pprev;
 195     if (!pindexPrev)
 196     {
 197         fGeneratedStakeModifier = true;
 198         return true;  // genesis block's modifier is 0
 199     }
 200
 201     // First find current stake modifier and its generation block time
 202     // if it's not old enough, return the same stake modifier
 203     int64_t nModifierTime = 0;
 204     if (!GetLastStakeModifier(pindexPrev, nStakeModifier, nModifierTime))
 205         return error("ComputeNextStakeModifier: unable to get last modifier");
 206     if (fDebug)
 207     {
 208         printf("ComputeNextStakeModifier: prev modifier=0x%016" PRIx64 " time=%s epoch=%u\n", nStakeModifier, DateTimeStrFormat(nModifierTime).c_str(), (unsigned int)nModifierTime);
 209     }
 210     if (nModifierTime / nModifierInterval >= pindexPrev->GetBlockTime() / nModifierInterval)
 211     {
 212         if (fDebug)
 213         {
 214             printf("ComputeNextStakeModifier: no new interval keep current modifier: pindexPrev nHeight=%d nTime=%u\n", pindexPrev->nHeight, (unsigned int)pindexPrev->GetBlockTime());
 215         }
 216         return true;
 217     }
 218     if (nModifierTime / nModifierInterval >= pindexCurrent->GetBlockTime() / nModifierInterval)
 219     {
 220         // fixed interval protocol requires current block timestamp also be in a different modifier interval
 221         if (IsFixedModifierInterval(pindexCurrent->nTime))
 222         {
 223             if (fDebug)
 224             {
 225                 printf("ComputeNextStakeModifier: no new interval keep current modifier: pindexCurrent nHeight=%d nTime=%u\n", pindexCurrent->nHeight, (unsigned int)pindexCurrent->GetBlockTime());
 226             }
 227             return true;
 228         }
 229         else
 230         {
 231             if (fDebug)
 232             {
 233                 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());
 234             }
 235         }
 236     }
 237
 238     // Sort candidate blocks by timestamp
 239     vector<pair<int64_t, uint256> > vSortedByTimestamp;
 240     vSortedByTimestamp.reserve(64 * nModifierInterval / nStakeTargetSpacing);
 241     auto nSelectionInterval = GetStakeModifierSelectionInterval();
 242     auto nSelectionIntervalStart = (pindexPrev->GetBlockTime() / nModifierInterval) * nModifierInterval - nSelectionInterval;
 243     const auto *pindex = pindexPrev;
 244     while (pindex && pindex->GetBlockTime() >= nSelectionIntervalStart)
 245     {
 246         vSortedByTimestamp.push_back({ pindex->GetBlockTime(), pindex->GetBlockHash() });
 247         pindex = pindex->pprev;
 248     }
 249     int nHeightFirstCandidate = pindex ? (pindex->nHeight + 1) : 0;
 250     reverse(vSortedByTimestamp.begin(), vSortedByTimestamp.end());
 251     sort(vSortedByTimestamp.begin(), vSortedByTimestamp.end());
 252
 253     // Select 64 blocks from candidate blocks to generate stake modifier
 254     uint64_t nStakeModifierNew = 0;
 255     auto nSelectionIntervalStop = nSelectionIntervalStart;
 256     map<uint256, const CBlockIndex*> mapSelectedBlocks;
 257     for (int nRound=0; nRound<min(64, (int)vSortedByTimestamp.size()); nRound++)
 258     {
 259         // add an interval section to the current selection round
 260         nSelectionIntervalStop += GetStakeModifierSelectionIntervalSection(nRound);
 261         // select a block from the candidates of current round
 262         if (!SelectBlockFromCandidates(vSortedByTimestamp, mapSelectedBlocks, nSelectionIntervalStop, nStakeModifier, &pindex))
 263             return error("ComputeNextStakeModifier: unable to select block at round %d", nRound);
 264         // write the entropy bit of the selected block
 265         nStakeModifierNew |= (((uint64_t)pindex->GetStakeEntropyBit()) << nRound);
 266         // add the selected block from candidates to selected list
 267         mapSelectedBlocks.insert({ pindex->GetBlockHash(), pindex });
 268         if (fDebug && GetBoolArg("-printstakemodifier"))
 269             printf("ComputeNextStakeModifier: selected round %d stop=%s height=%d bit=%d\n", nRound, DateTimeStrFormat(nSelectionIntervalStop).c_str(), pindex->nHeight, pindex->GetStakeEntropyBit());
 270     }
 271
 272     // Print selection map for visualization of the selected blocks
 273     if (fDebug && GetBoolArg("-printstakemodifier"))
 274     {
 275         string strSelectionMap = "";
 276         // '-' indicates proof-of-work blocks not selected
 277         strSelectionMap.insert(0, pindexPrev->nHeight - nHeightFirstCandidate + 1, '-');
 278         pindex = pindexPrev;
 279         while (pindex && pindex->nHeight >= nHeightFirstCandidate)
 280         {
 281             // '=' indicates proof-of-stake blocks not selected
 282             if (pindex->IsProofOfStake())
 283                 strSelectionMap.replace(pindex->nHeight - nHeightFirstCandidate, 1, "=");
 284             pindex = pindex->pprev;
 285         }
 286         for(const auto& item : mapSelectedBlocks)
 287         {
 288             // 'S' indicates selected proof-of-stake blocks
 289             // 'W' indicates selected proof-of-work blocks
 290             strSelectionMap.replace(item.second->nHeight - nHeightFirstCandidate, 1, item.second->IsProofOfStake()? "S" : "W");
 291         }
 292         printf("ComputeNextStakeModifier: selection height [%d, %d] map %s\n", nHeightFirstCandidate, pindexPrev->nHeight, strSelectionMap.c_str());
 293     }
 294     if (fDebug)
 295     {
 296         printf("ComputeNextStakeModifier: new modifier=0x%016" PRIx64 " time=%s\n", nStakeModifierNew, DateTimeStrFormat(pindexPrev->GetBlockTime()).c_str());
 297     }
 298
 299     nStakeModifier = nStakeModifierNew;
 300     fGeneratedStakeModifier = true;
 301     return true;
 302 }
 303
 304 // The stake modifier used to hash for a stake kernel is chosen as the stake
 305 // modifier about a selection interval later than the coin generating the kernel
 306 static bool GetKernelStakeModifier(const uint256 &hashBlockFrom, uint64_t& nStakeModifier, int& nStakeModifierHeight, int64_t& nStakeModifierTime, bool fPrintProofOfStake)
 307 {
 308     nStakeModifier = 0;
 309     if (!mapBlockIndex.count(hashBlockFrom))
 310         return error("GetKernelStakeModifier() : block not indexed");
 311     auto pindexFrom = mapBlockIndex[hashBlockFrom];
 312     nStakeModifierHeight = pindexFrom->nHeight;
 313     nStakeModifierTime = pindexFrom->GetBlockTime();
 314     auto nStakeModifierSelectionInterval = GetStakeModifierSelectionInterval();
 315     auto pindex = pindexFrom;
 316     // loop to find the stake modifier later by a selection interval
 317     while (nStakeModifierTime < pindexFrom->GetBlockTime() + nStakeModifierSelectionInterval)
 318     {
 319         if (!pindex->pnext)
 320         {   // reached best block; may happen if node is behind on block chain
 321             if (fPrintProofOfStake || (pindex->GetBlockTime() + nStakeMinAge - nStakeModifierSelectionInterval > GetAdjustedTime()))
 322                 return error("GetKernelStakeModifier() : reached best block %s at height %d from block %s",
 323                     pindex->GetBlockHash().ToString().c_str(), pindex->nHeight, hashBlockFrom.ToString().c_str());
 324             else
 325                 return false;
 326         }
 327         pindex = pindex->pnext;
 328         if (pindex->GeneratedStakeModifier())
 329         {
 330             nStakeModifierHeight = pindex->nHeight;
 331             nStakeModifierTime = pindex->GetBlockTime();
 332         }
 333     }
 334     nStakeModifier = pindex->nStakeModifier;
 335     return true;
 336 }
 337
 338 bool GetKernelStakeModifier(const uint256 &hashBlockFrom, uint64_t& nStakeModifier)
 339 {
 340     int nStakeModifierHeight;
 341     int64_t nStakeModifierTime;
 342
 343     return GetKernelStakeModifier(hashBlockFrom, nStakeModifier, nStakeModifierHeight, nStakeModifierTime, false);
 344 }
 345
 346
 347 // ppcoin kernel protocol
 348 // coinstake must meet hash target according to the protocol:
 349 // kernel (input 0) must meet the formula
 350 //     hash(nStakeModifier + txPrev.block.nTime + txPrev.offset + txPrev.nTime + txPrev.vout.n + nTime) < bnTarget * nCoinDayWeight
 351 // this ensures that the chance of getting a coinstake is proportional to the
 352 // amount of coin age one owns.
 353 // The reason this hash is chosen is the following:
 354 //   nStakeModifier: scrambles computation to make it very difficult to precompute
 355 //                  future proof-of-stake at the time of the coin's confirmation
 356 //   txPrev.block.nTime: prevent nodes from guessing a good timestamp to
 357 //                       generate transaction for future advantage
 358 //   txPrev.offset: offset of txPrev inside block, to reduce the chance of
 359 //                  nodes generating coinstake at the same time
 360 //   txPrev.nTime: reduce the chance of nodes generating coinstake at the same
 361 //                 time
 362 //   txPrev.vout.n: output number of txPrev, to reduce the chance of nodes
 363 //                  generating coinstake at the same time
 364 //   block/tx hash should not be used here as they can be generated in vast
 365 //   quantities so as to generate blocks faster, degrading the system back into
 366 //   a proof-of-work situation.
 367 //
 368 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)
 369 {
 370     if (nTimeTx < txPrev.nTime)  // Transaction timestamp violation
 371         return error("CheckStakeKernelHash() : nTime violation");
 372
 373     uint32_t nTimeBlockFrom = blockFrom.GetBlockTime();
 374     if (nTimeBlockFrom + nStakeMinAge > nTimeTx) // Min age requirement
 375         return error("CheckStakeKernelHash() : min age violation");
 376
 377     CBigNum bnTargetPerCoinDay;
 378     bnTargetPerCoinDay.SetCompact(nBits);
 379     auto nValueIn = txPrev.vout[prevout.n].nValue;
 380     auto hashBlockFrom = blockFrom.GetHash();
 381     auto bnCoinDayWeight = CBigNum(nValueIn) * GetWeight((int64_t)txPrev.nTime, (int64_t)nTimeTx) / COIN / nOneDay;
 382     targetProofOfStake = (bnCoinDayWeight * bnTargetPerCoinDay).getuint256();
 383
 384     // Calculate hash
 385     CDataStream ss(SER_GETHASH, 0);
 386     uint64_t nStakeModifier = 0;
 387     int nStakeModifierHeight = 0;
 388     int64_t nStakeModifierTime = 0;
 389
 390     if (!GetKernelStakeModifier(hashBlockFrom, nStakeModifier, nStakeModifierHeight, nStakeModifierTime, fPrintProofOfStake))
 391         return false;
 392     ss << nStakeModifier;
 393
 394     ss << nTimeBlockFrom << nTxPrevOffset << txPrev.nTime << prevout.n << nTimeTx;
 395     hashProofOfStake = Hash(ss.begin(), ss.end());
 396     if (fPrintProofOfStake)
 397     {
 398         printf("CheckStakeKernelHash() : using modifier 0x%016" PRIx64 " at height=%d timestamp=%s for block from height=%d timestamp=%s\n",
 399             nStakeModifier, nStakeModifierHeight,
 400             DateTimeStrFormat(nStakeModifierTime).c_str(),
 401             mapBlockIndex[hashBlockFrom]->nHeight,
 402             DateTimeStrFormat(blockFrom.GetBlockTime()).c_str());
 403         printf("CheckStakeKernelHash() : check modifier=0x%016" PRIx64 " nTimeBlockFrom=%u nTxPrevOffset=%u nTimeTxPrev=%u nPrevout=%u nTimeTx=%u hashTarget=%s hashProof=%s\n",
 404             nStakeModifier,
 405             nTimeBlockFrom, nTxPrevOffset, txPrev.nTime, prevout.n, nTimeTx,
 406             targetProofOfStake.ToString().c_str(), hashProofOfStake.ToString().c_str());
 407     }
 408
 409     // Now check if proof-of-stake hash meets target protocol
 410     if (CBigNum(hashProofOfStake) > bnCoinDayWeight * bnTargetPerCoinDay)
 411         return false;
 412     if (fDebug && !fPrintProofOfStake)
 413     {
 414         printf("CheckStakeKernelHash() : using modifier 0x%016" PRIx64 " at height=%d timestamp=%s for block from height=%d timestamp=%s\n",
 415             nStakeModifier, nStakeModifierHeight,
 416             DateTimeStrFormat(nStakeModifierTime).c_str(),
 417             mapBlockIndex[hashBlockFrom]->nHeight,
 418             DateTimeStrFormat(blockFrom.GetBlockTime()).c_str());
 419         printf("CheckStakeKernelHash() : pass modifier=0x%016" PRIx64 " nTimeBlockFrom=%u nTxPrevOffset=%u nTimeTxPrev=%u nPrevout=%u nTimeTx=%u hashTarget=%s hashProof=%s\n",
 420             nStakeModifier,
 421             nTimeBlockFrom, nTxPrevOffset, txPrev.nTime, prevout.n, nTimeTx,
 422             targetProofOfStake.ToString().c_str(), hashProofOfStake.ToString().c_str());
 423     }
 424     return true;
 425 }
 426
 427 // Scan given kernel for solution
 428 bool ScanKernelForward(unsigned char *kernel, uint32_t nBits, uint32_t nInputTxTime, int64_t nValueIn, pair<uint32_t, uint32_t> &SearchInterval, vector<pair<uint256, uint32_t> > &solutions)
 429 {
 430     solutions.clear();
 431     {
 432         using namespace boost;
 433
 434         auto nThreads = boost::thread::hardware_concurrency();
 435         if (nThreads == 0) {
 436            nThreads = 1;
 437            printf("Warning: hardware_concurrency() failed in %s:%d\n", __FILE__, __LINE__);
 438         }
 439         auto vWorkers = vector<KernelWorker>(nThreads);
 440         auto nPart = (SearchInterval.second - SearchInterval.first) / nThreads;
 441         thread_group group;
 442
 443         for(size_t i = 0; i < vWorkers.size(); i++)
 444         {
 445             auto nBegin = SearchInterval.first + nPart * i;
 446             auto nEnd = SearchInterval.first + nPart * (i + 1);
 447
 448             vWorkers[i] = KernelWorker(kernel, nBits, nInputTxTime, nValueIn, nBegin, nEnd);
 449             auto workerFnc = bind(&KernelWorker::Do, &vWorkers[i]);
 450             group.create_thread(workerFnc);
 451         }
 452
 453         group.join_all();
 454
 455         for(auto& worker : vWorkers)
 456         {
 457             auto ws = worker.GetSolutions();
 458             solutions.insert(solutions.end(), ws.begin(), ws.end());
 459         }
 460
 461         return (solutions.size() != 0);
 462     }
 463
 464     return true;
 465 }
 466
 467 // Check kernel hash target and coinstake signature
 468 bool CheckProofOfStake(const CTransaction& tx, unsigned int nBits, uint256& hashProofOfStake, uint256& targetProofOfStake)
 469 {
 470     if (!tx.IsCoinStake())
 471         return error("CheckProofOfStake() : called on non-coinstake %s", tx.GetHash().ToString().c_str());
 472
 473     // Kernel (input 0) must match the stake hash target per coin age (nBits)
 474     const auto& txin = tx.vin[0];
 475
 476     // First try finding the previous transaction in database
 477     CTxDB txdb("r");
 478     CTransaction txPrev;
 479     CTxIndex txindex;
 480     if (!txPrev.ReadFromDisk(txdb, txin.prevout, txindex))
 481         return tx.DoS(1, error("CheckProofOfStake() : INFO: read txPrev failed"));  // previous transaction not in main chain, may occur during initial download
 482
 483 #ifndef USE_LEVELDB
 484     txdb.Close();
 485 #endif
 486
 487     // Verify signature
 488     if (!VerifySignature(txPrev, tx, 0, MANDATORY_SCRIPT_VERIFY_FLAGS, 0))
 489         return tx.DoS(100, error("CheckProofOfStake() : VerifySignature failed on coinstake %s", tx.GetHash().ToString().c_str()));
 490
 491     // Read block header
 492     CBlock block;
 493     if (!block.ReadFromDisk(txindex.pos.nFile, txindex.pos.nBlockPos, false))
 494         return fDebug? error("CheckProofOfStake() : read block failed") : false; // unable to read block of previous transaction
 495
 496     if (!CheckStakeKernelHash(nBits, block, txindex.pos.nTxPos - txindex.pos.nBlockPos, txPrev, txin.prevout, tx.nTime, hashProofOfStake, targetProofOfStake, fDebug))
 497         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
 498
 499     return true;
 500 }
 501
 502 // Get stake modifier checksum
 503 uint32_t GetStakeModifierChecksum(const CBlockIndex* pindex)
 504 {
 505     assert (pindex->pprev || pindex->GetBlockHash() == (!fTestNet ? hashGenesisBlock : hashGenesisBlockTestNet));
 506     // Hash previous checksum with flags, hashProofOfStake and nStakeModifier
 507     CDataStream ss(SER_GETHASH, 0);
 508     if (pindex->pprev)
 509         ss << pindex->pprev->nStakeModifierChecksum;
 510     ss << pindex->nFlags << pindex->hashProofOfStake << pindex->nStakeModifier;
 511     auto hashChecksum = Hash(ss.begin(), ss.end());
 512     hashChecksum >>= (256 - 32);
 513     return hashChecksum.Get32();
 514 }
 515
 516 // Check stake modifier hard checkpoints
 517 bool CheckStakeModifierCheckpoints(int nHeight, uint32_t nStakeModifierChecksum)
 518 {
 519     auto& checkpoints = (fTestNet ? mapStakeModifierCheckpointsTestNet : mapStakeModifierCheckpoints);
 520     if (checkpoints.count(nHeight))
 521         return nStakeModifierChecksum == checkpoints[nHeight];
 522     return true;
 523 }