src/kernel.cpp

   1 // Copyright (c) 2012-2013 The PPCoin developers
   2 // Distributed under the MIT/X11 software license, see the accompanying
   3 // file COPYING or http://www.opensource.org/licenses/mit-license.php.
   4
   5 #include <boost/assign/list_of.hpp>
   6
   7 #include "kernel.h"
   8 #include "txdb.h"
   9
  10 extern unsigned int nStakeMaxAge;
  11 extern unsigned int nStakeTargetSpacing;
  12
  13 using namespace std;
  14
  15
  16 // Protocol switch time for fixed kernel modifier interval
  17 unsigned int nModifierSwitchTime  = 1413763200;    // Mon, 20 Oct 2014 00:00:00 GMT
  18 unsigned int nModifierTestSwitchTime = 1397520000; // Tue, 15 Apr 2014 00:00:00 GMT
  19
  20 // Note: user must upgrade before the protocol switch deadline, otherwise it's required to
  21 //   re-download the blockchain. The timestamp of upgrade is recorded in the blockchain
  22 //   database.
  23 unsigned int nModifierUpgradeTime = 0;
  24
  25 typedef std::map<int, unsigned int> MapModifierCheckpoints;
  26
  27 // Hard checkpoints of stake modifiers to ensure they are deterministic
  28 static std::map<int, unsigned int> mapStakeModifierCheckpoints =
  29     boost::assign::map_list_of
  30         ( 0, 0x0e00670bu )
  31         ( 9690, 0x97dcdafau )
  32         ( 12661, 0x5d84115du )
  33         ( 37092, 0xd230afccu )
  34         ( 44200, 0x05370164u )
  35         ( 65000, 0xc8e7be6au )
  36         ( 68600, 0x73a8cc4cu )
  37         ( 92161, 0xe21a911au )
  38         ( 98661, 0xd20c44d4u )
  39         (143990, 0x9c592c78u )
  40     ;
  41
  42 // Hard checkpoints of stake modifiers to ensure they are deterministic (testNet)
  43 static std::map<int, unsigned int> mapStakeModifierCheckpointsTestNet =
  44     boost::assign::map_list_of
  45         ( 0, 0x0e00670bu )
  46     ;
  47
  48 // Pregenerated entropy bits table (from genesis to #9689)
  49 //
  50 // Bits are packed into array of 256 bit integers:
  51 //
  52 // * array index calculated as nHeight / 256
  53 // * position of bit is calculated as nHeight & 0xFF.
  54 //
  55 const uint256 entropyStore[] = {
  56     uint256("0x4555b4dcc1d690ddd9b810c90c66e82b18bf4f43cc887246c418383ec120a5ab"),
  57     uint256("0xaa6d1198412fa77608addf6549c9198a22155e8afd7a9ded6179f6b7cfc66b0c"),
  58     uint256("0x9442fabfa4116fb14a9769c2eea003845a1f5c3a0260f36b497d68f3a3cd4078"),
  59     uint256("0x0e769042a9a98e42388195d699574b822d06515f7053ad884c53d7ee059f05b1"),
  60     uint256("0x7005aac20baf70251aebfe3f1b95987d83ef1e3e6963de8fed601d4dd07bf7cf"),
  61     uint256("0x58952c5c3de188f2e33c38d3f53d7bf44f9bc545a4289d266696273fa821be66"),
  62     uint256("0x50b6c2ed780c08aaec3f7665b1b6004206243e3866456fc910b83b52d07eeb63"),
  63     uint256("0x563841eefca85ba3384986c58100408ae3f1ba2ac727e1ac910ce154a06c702f"),
  64     uint256("0x79275b03938b3e27a9b01a7f7953c6c487c58355f5d4169accfbb800213ffd13"),
  65     uint256("0xd783f2538b3ed18f135af90adc687c5646d93aeaeaabc6667be94f7aa0a2d366"),
  66     uint256("0xb441d0c175c40c8e88b09d88ea008af79cbed2d28219427d2e72fda682974db8"),
  67     uint256("0x3204c43bd41f2e19628af3b0c9aca3db15bca4c8705d51056e7b17a319c04715"),
  68     uint256("0x7e80e6ab7857d8f2f261a0a49c783bd800b365b8c9b85cc0e13f73904b0dcaa9"),
  69     uint256("0xefaaee60ed82d2ad145c0e347941fdb131eb8fd289a45eef07121a93f283c5f1"),
  70     uint256("0x3efc86e4334da332c1fd4c12513c40cff689f3efdc7f9913230822adacdda4f9"),
  71     uint256("0xf0d6b8f38599a017fa35d1fbbf9ef51eca5ebc5b286aadba40c4c3e1d9bace0c"),
  72     uint256("0x286a67f27323486036a0a92d35382fc8963c0c00bad331723318b4b9fdb2b56e"),
  73     uint256("0xecbfaaa6567c54f08c4d5bd0118a2d7b58740f42cbfc73aa1536c1f5f76de87c"),
  74     uint256("0xf9a4de1c5c46520de5aaf10d3796cf0e27ddce98b3398357f5726a949664e308"),
  75     uint256("0xd75e6c4dc4be08401e3478d2467d9ab96a62af4f255c04a82c41af0de0a487bb"),
  76     uint256("0x1a82c3bc6ad6047294c16571b5e2b7316c97bf8813e7da15798b9820d67e39f2"),
  77     uint256("0xb49be0080de564e01829ded7e7971979565a741c5975dc9978dcc020192d396c"),
  78     uint256("0x0d8eed113be67663b5a15a0625a9b49792b5ea59c005c4f405914877acab7000"),
  79     uint256("0x8f9d46e2bc05a218ffa942965b747056197d393b097085523640cd59e07fe7c7"),
  80     uint256("0x7a63ab40bc7f40ac2ebe9ede438d97b45fa6ed6f8419016da8d5f7a670111dda"),
  81     uint256("0x63fbcc080448c43d6cf915c958314feff7a95a52ba43a68c05fc281d3a522d25"),
  82     uint256("0xf834cf824c326d3ea861ea1e85dc3289265e37045981e28208e7344a7f8081d7"),
  83     uint256("0xb4edc22ec98cc49b2f5af5bae3f52f5e6058280f74f2c432c2dd89ae49acceb8"),
  84     uint256("0x0fe596037dcf81bf5c64f39755261c404ed088af5c8c31dd7549b6657ee92365"),
  85     uint256("0xbbad51a0aeba254b01d18c328de9e932b9b859b61e622c325d64e2211b5e413d"),
  86     uint256("0xabf0194cc787be938bc51c7fdf1cae4ec79e65ebab8fa8b8f40541c44ef384b0"),
  87     uint256("0x83bc12d6fdbd3e854cb91c4ca7dfba3c38e8714121af88c8a8abdb33e5002438"),
  88     uint256("0x71a2513026cabaedcbe55aeb6dc8049e5b763a3f54f10c33dd333624f764b38c"),
  89     uint256("0xee6725632ff5c025dff6a18cd059875dcae20f399b03bccba13d9d5fcf6d9d9a"),
  90     uint256("0xa168a2741d1e7e50cc74b79f695c25ffd3576e6bd61353c2a20e569fd63b2dac"),
  91     uint256("0x6e462d2a87bfde9398b6747f94a8ed6a01e4d96c5b4372df5c910c106c48bd13"),
  92     uint256("0x8eeb696181957c4b22434028990f49cb30006827c73860e77e2eecf5c38be99d"),
  93     uint256("0x3188aaa65877b166f05cdc48f55b1f77a7d6fb221c395596d990ae5647e9ba96")
  94 };
  95
  96 // Whether the given block is subject to new modifier protocol
  97 bool IsFixedModifierInterval(unsigned int nTimeBlock)
  98 {
  99     return (nTimeBlock >= (fTestNet? nModifierTestSwitchTime : nModifierSwitchTime));
 100 }
 101
 102 // Get time weight
 103 int64_t GetWeight(int64_t nIntervalBeginning, int64_t nIntervalEnd)
 104 {
 105     // Kernel hash weight starts from 0 at the 30-day min age
 106     // this change increases active coins participating the hash and helps
 107     // to secure the network when proof-of-stake difficulty is low
 108     //
 109     // Maximum TimeWeight is 90 days.
 110
 111     return min(nIntervalEnd - nIntervalBeginning - nStakeMinAge, (int64_t)nStakeMaxAge);
 112 }
 113
 114 // Get the last stake modifier and its generation time from a given block
 115 static bool GetLastStakeModifier(const CBlockIndex* pindex, uint64_t& nStakeModifier, int64_t& nModifierTime)
 116 {
 117     if (!pindex)
 118         return error("GetLastStakeModifier: null pindex");
 119     while (pindex && pindex->pprev && !pindex->GeneratedStakeModifier())
 120         pindex = pindex->pprev;
 121     if (!pindex->GeneratedStakeModifier())
 122         return error("GetLastStakeModifier: no generation at genesis block");
 123     nStakeModifier = pindex->nStakeModifier;
 124     nModifierTime = pindex->GetBlockTime();
 125     return true;
 126 }
 127
 128 // Get selection interval section (in seconds)
 129 static int64_t GetStakeModifierSelectionIntervalSection(int nSection)
 130 {
 131     assert (nSection >= 0 && nSection < 64);
 132     return (nModifierInterval * 63 / (63 + ((63 - nSection) * (MODIFIER_INTERVAL_RATIO - 1))));
 133 }
 134
 135 // Get stake modifier selection interval (in seconds)
 136 static int64_t GetStakeModifierSelectionInterval()
 137 {
 138     int64_t nSelectionInterval = 0;
 139     for (int nSection=0; nSection<64; nSection++)
 140         nSelectionInterval += GetStakeModifierSelectionIntervalSection(nSection);
 141     return nSelectionInterval;
 142 }
 143
 144 // select a block from the candidate blocks in vSortedByTimestamp, excluding
 145 // already selected blocks in vSelectedBlocks, and with timestamp up to
 146 // nSelectionIntervalStop.
 147 static bool SelectBlockFromCandidates(vector<pair<int64_t, uint256> >& vSortedByTimestamp, map<uint256, const CBlockIndex*>& mapSelectedBlocks,
 148     int64_t nSelectionIntervalStop, uint64_t nStakeModifierPrev, const CBlockIndex** pindexSelected)
 149 {
 150     bool fSelected = false;
 151     uint256 hashBest = 0;
 152     *pindexSelected = (const CBlockIndex*) 0;
 153     BOOST_FOREACH(const PAIRTYPE(int64_t, uint256)& item, vSortedByTimestamp)
 154     {
 155         if (!mapBlockIndex.count(item.second))
 156             return error("SelectBlockFromCandidates: failed to find block index for candidate block %s", item.second.ToString().c_str());
 157         const CBlockIndex* pindex = mapBlockIndex[item.second];
 158         if (fSelected && pindex->GetBlockTime() > nSelectionIntervalStop)
 159             break;
 160         if (mapSelectedBlocks.count(pindex->GetBlockHash()) > 0)
 161             continue;
 162         // compute the selection hash by hashing its proof-hash and the
 163         // previous proof-of-stake modifier
 164         uint256 hashProof = pindex->IsProofOfStake()? pindex->hashProofOfStake : pindex->GetBlockHash();
 165         CDataStream ss(SER_GETHASH, 0);
 166         ss << hashProof << nStakeModifierPrev;
 167         uint256 hashSelection = Hash(ss.begin(), ss.end());
 168         // the selection hash is divided by 2**32 so that proof-of-stake block
 169         // is always favored over proof-of-work block. this is to preserve
 170         // the energy efficiency property
 171         if (pindex->IsProofOfStake())
 172             hashSelection >>= 32;
 173         if (fSelected && hashSelection < hashBest)
 174         {
 175             hashBest = hashSelection;
 176             *pindexSelected = (const CBlockIndex*) pindex;
 177         }
 178         else if (!fSelected)
 179         {
 180             fSelected = true;
 181             hashBest = hashSelection;
 182             *pindexSelected = (const CBlockIndex*) pindex;
 183         }
 184     }
 185     if (fDebug && GetBoolArg("-printstakemodifier"))
 186         printf("SelectBlockFromCandidates: selection hash=%s\n", hashBest.ToString().c_str());
 187     return fSelected;
 188 }
 189
 190 // Stake Modifier (hash modifier of proof-of-stake):
 191 // The purpose of stake modifier is to prevent a txout (coin) owner from
 192 // computing future proof-of-stake generated by this txout at the time
 193 // of transaction confirmation. To meet kernel protocol, the txout
 194 // must hash with a future stake modifier to generate the proof.
 195 // Stake modifier consists of bits each of which is contributed from a
 196 // selected block of a given block group in the past.
 197 // The selection of a block is based on a hash of the block's proof-hash and
 198 // the previous stake modifier.
 199 // Stake modifier is recomputed at a fixed time interval instead of every
 200 // block. This is to make it difficult for an attacker to gain control of
 201 // additional bits in the stake modifier, even after generating a chain of
 202 // blocks.
 203 bool ComputeNextStakeModifier(const CBlockIndex* pindexCurrent, uint64_t& nStakeModifier, bool& fGeneratedStakeModifier)
 204 {
 205     nStakeModifier = 0;
 206     fGeneratedStakeModifier = false;
 207     const CBlockIndex* pindexPrev = pindexCurrent->pprev;
 208     if (!pindexPrev)
 209     {
 210         fGeneratedStakeModifier = true;
 211         return true;  // genesis block's modifier is 0
 212     }
 213
 214     // First find current stake modifier and its generation block time
 215     // if it's not old enough, return the same stake modifier
 216     int64_t nModifierTime = 0;
 217     if (!GetLastStakeModifier(pindexPrev, nStakeModifier, nModifierTime))
 218         return error("ComputeNextStakeModifier: unable to get last modifier");
 219     if (fDebug)
 220     {
 221         printf("ComputeNextStakeModifier: prev modifier=0x%016" PRIx64 " time=%s epoch=%u\n", nStakeModifier, DateTimeStrFormat(nModifierTime).c_str(), (unsigned int)nModifierTime);
 222     }
 223     if (nModifierTime / nModifierInterval >= pindexPrev->GetBlockTime() / nModifierInterval)
 224     {
 225         if (fDebug)
 226         {
 227             printf("ComputeNextStakeModifier: no new interval keep current modifier: pindexPrev nHeight=%d nTime=%u\n", pindexPrev->nHeight, (unsigned int)pindexPrev->GetBlockTime());
 228         }
 229         return true;
 230     }
 231     if (nModifierTime / nModifierInterval >= pindexCurrent->GetBlockTime() / nModifierInterval)
 232     {
 233         // fixed interval protocol requires current block timestamp also be in a different modifier interval
 234         if (IsFixedModifierInterval(pindexCurrent->nTime))
 235         {
 236             if (fDebug)
 237             {
 238                 printf("ComputeNextStakeModifier: no new interval keep current modifier: pindexCurrent nHeight=%d nTime=%u\n", pindexCurrent->nHeight, (unsigned int)pindexCurrent->GetBlockTime());
 239             }
 240             return true;
 241         }
 242         else
 243         {
 244             if (fDebug)
 245             {
 246                 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());
 247             }
 248         }
 249     }
 250
 251     // Sort candidate blocks by timestamp
 252     vector<pair<int64_t, uint256> > vSortedByTimestamp;
 253     vSortedByTimestamp.reserve(64 * nModifierInterval / nStakeTargetSpacing);
 254     int64_t nSelectionInterval = GetStakeModifierSelectionInterval();
 255     int64_t nSelectionIntervalStart = (pindexPrev->GetBlockTime() / nModifierInterval) * nModifierInterval - nSelectionInterval;
 256     const CBlockIndex* pindex = pindexPrev;
 257     while (pindex && pindex->GetBlockTime() >= nSelectionIntervalStart)
 258     {
 259         vSortedByTimestamp.push_back(make_pair(pindex->GetBlockTime(), pindex->GetBlockHash()));
 260         pindex = pindex->pprev;
 261     }
 262     int nHeightFirstCandidate = pindex ? (pindex->nHeight + 1) : 0;
 263     reverse(vSortedByTimestamp.begin(), vSortedByTimestamp.end());
 264     sort(vSortedByTimestamp.begin(), vSortedByTimestamp.end());
 265
 266     // Select 64 blocks from candidate blocks to generate stake modifier
 267     uint64_t nStakeModifierNew = 0;
 268     int64_t nSelectionIntervalStop = nSelectionIntervalStart;
 269     map<uint256, const CBlockIndex*> mapSelectedBlocks;
 270     for (int nRound=0; nRound<min(64, (int)vSortedByTimestamp.size()); nRound++)
 271     {
 272         // add an interval section to the current selection round
 273         nSelectionIntervalStop += GetStakeModifierSelectionIntervalSection(nRound);
 274         // select a block from the candidates of current round
 275         if (!SelectBlockFromCandidates(vSortedByTimestamp, mapSelectedBlocks, nSelectionIntervalStop, nStakeModifier, &pindex))
 276             return error("ComputeNextStakeModifier: unable to select block at round %d", nRound);
 277         // write the entropy bit of the selected block
 278         nStakeModifierNew |= (((uint64_t)pindex->GetStakeEntropyBit()) << nRound);
 279         // add the selected block from candidates to selected list
 280         mapSelectedBlocks.insert(make_pair(pindex->GetBlockHash(), pindex));
 281         if (fDebug && GetBoolArg("-printstakemodifier"))
 282             printf("ComputeNextStakeModifier: selected round %d stop=%s height=%d bit=%d\n", nRound, DateTimeStrFormat(nSelectionIntervalStop).c_str(), pindex->nHeight, pindex->GetStakeEntropyBit());
 283     }
 284
 285     // Print selection map for visualization of the selected blocks
 286     if (fDebug && GetBoolArg("-printstakemodifier"))
 287     {
 288         string strSelectionMap = "";
 289         // '-' indicates proof-of-work blocks not selected
 290         strSelectionMap.insert(0, pindexPrev->nHeight - nHeightFirstCandidate + 1, '-');
 291         pindex = pindexPrev;
 292         while (pindex && pindex->nHeight >= nHeightFirstCandidate)
 293         {
 294             // '=' indicates proof-of-stake blocks not selected
 295             if (pindex->IsProofOfStake())
 296                 strSelectionMap.replace(pindex->nHeight - nHeightFirstCandidate, 1, "=");
 297             pindex = pindex->pprev;
 298         }
 299         BOOST_FOREACH(const PAIRTYPE(uint256, const CBlockIndex*)& item, mapSelectedBlocks)
 300         {
 301             // 'S' indicates selected proof-of-stake blocks
 302             // 'W' indicates selected proof-of-work blocks
 303             strSelectionMap.replace(item.second->nHeight - nHeightFirstCandidate, 1, item.second->IsProofOfStake()? "S" : "W");
 304         }
 305         printf("ComputeNextStakeModifier: selection height [%d, %d] map %s\n", nHeightFirstCandidate, pindexPrev->nHeight, strSelectionMap.c_str());
 306     }
 307     if (fDebug)
 308     {
 309         printf("ComputeNextStakeModifier: new modifier=0x%016" PRIx64 " time=%s\n", nStakeModifierNew, DateTimeStrFormat(pindexPrev->GetBlockTime()).c_str());
 310     }
 311
 312     nStakeModifier = nStakeModifierNew;
 313     fGeneratedStakeModifier = true;
 314     return true;
 315 }
 316
 317 // The stake modifier used to hash for a stake kernel is chosen as the stake
 318 // modifier about a selection interval later than the coin generating the kernel
 319 static bool GetKernelStakeModifier(uint256 hashBlockFrom, uint64_t& nStakeModifier, int& nStakeModifierHeight, int64_t& nStakeModifierTime, bool fPrintProofOfStake)
 320 {
 321     nStakeModifier = 0;
 322     if (!mapBlockIndex.count(hashBlockFrom))
 323         return error("GetKernelStakeModifier() : block not indexed");
 324     const CBlockIndex* pindexFrom = mapBlockIndex[hashBlockFrom];
 325     nStakeModifierHeight = pindexFrom->nHeight;
 326     nStakeModifierTime = pindexFrom->GetBlockTime();
 327     int64_t nStakeModifierSelectionInterval = GetStakeModifierSelectionInterval();
 328     const CBlockIndex* pindex = pindexFrom;
 329     // loop to find the stake modifier later by a selection interval
 330     while (nStakeModifierTime < pindexFrom->GetBlockTime() + nStakeModifierSelectionInterval)
 331     {
 332         if (!pindex->pnext)
 333         {   // reached best block; may happen if node is behind on block chain
 334             if (fPrintProofOfStake || (pindex->GetBlockTime() + nStakeMinAge - nStakeModifierSelectionInterval > GetAdjustedTime()))
 335                 return error("GetKernelStakeModifier() : reached best block %s at height %d from block %s",
 336                     pindex->GetBlockHash().ToString().c_str(), pindex->nHeight, hashBlockFrom.ToString().c_str());
 337             else
 338                 return false;
 339         }
 340         pindex = pindex->pnext;
 341         if (pindex->GeneratedStakeModifier())
 342         {
 343             nStakeModifierHeight = pindex->nHeight;
 344             nStakeModifierTime = pindex->GetBlockTime();
 345         }
 346     }
 347     nStakeModifier = pindex->nStakeModifier;
 348     return true;
 349 }
 350
 351 bool GetKernelStakeModifier(uint256 hashBlockFrom, uint64_t& nStakeModifier)
 352 {
 353     int nStakeModifierHeight;
 354     int64_t nStakeModifierTime;
 355
 356     return GetKernelStakeModifier(hashBlockFrom, nStakeModifier, nStakeModifierHeight, nStakeModifierTime, false);
 357 }
 358
 359
 360 // ppcoin kernel protocol
 361 // coinstake must meet hash target according to the protocol:
 362 // kernel (input 0) must meet the formula
 363 //     hash(nStakeModifier + txPrev.block.nTime + txPrev.offset + txPrev.nTime + txPrev.vout.n + nTime) < bnTarget * nCoinDayWeight
 364 // this ensures that the chance of getting a coinstake is proportional to the
 365 // amount of coin age one owns.
 366 // The reason this hash is chosen is the following:
 367 //   nStakeModifier: scrambles computation to make it very difficult to precompute
 368 //                  future proof-of-stake at the time of the coin's confirmation
 369 //   txPrev.block.nTime: prevent nodes from guessing a good timestamp to
 370 //                       generate transaction for future advantage
 371 //   txPrev.offset: offset of txPrev inside block, to reduce the chance of
 372 //                  nodes generating coinstake at the same time
 373 //   txPrev.nTime: reduce the chance of nodes generating coinstake at the same
 374 //                 time
 375 //   txPrev.vout.n: output number of txPrev, to reduce the chance of nodes
 376 //                  generating coinstake at the same time
 377 //   block/tx hash should not be used here as they can be generated in vast
 378 //   quantities so as to generate blocks faster, degrading the system back into
 379 //   a proof-of-work situation.
 380 //
 381 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)
 382 {
 383     if (nTimeTx < txPrev.nTime)  // Transaction timestamp violation
 384         return error("CheckStakeKernelHash() : nTime violation");
 385
 386     uint32_t nTimeBlockFrom = blockFrom.GetBlockTime();
 387     if (nTimeBlockFrom + nStakeMinAge > nTimeTx) // Min age requirement
 388         return error("CheckStakeKernelHash() : min age violation");
 389
 390     CBigNum bnTargetPerCoinDay;
 391     bnTargetPerCoinDay.SetCompact(nBits);
 392     int64_t nValueIn = txPrev.vout[prevout.n].nValue;
 393
 394     uint256 hashBlockFrom = blockFrom.GetHash();
 395
 396     CBigNum bnCoinDayWeight = CBigNum(nValueIn) * GetWeight((int64_t)txPrev.nTime, (int64_t)nTimeTx) / COIN / (24 * 60 * 60);
 397     targetProofOfStake = (bnCoinDayWeight * bnTargetPerCoinDay).getuint256();
 398
 399     // Calculate hash
 400     CDataStream ss(SER_GETHASH, 0);
 401     uint64_t nStakeModifier = 0;
 402     int nStakeModifierHeight = 0;
 403     int64_t nStakeModifierTime = 0;
 404
 405     if (!GetKernelStakeModifier(hashBlockFrom, nStakeModifier, nStakeModifierHeight, nStakeModifierTime, fPrintProofOfStake))
 406         return false;
 407     ss << nStakeModifier;
 408
 409     ss << nTimeBlockFrom << nTxPrevOffset << txPrev.nTime << prevout.n << nTimeTx;
 410     hashProofOfStake = Hash(ss.begin(), ss.end());
 411     if (fPrintProofOfStake)
 412     {
 413         printf("CheckStakeKernelHash() : using modifier 0x%016" PRIx64 " at height=%d timestamp=%s for block from height=%d timestamp=%s\n",
 414             nStakeModifier, nStakeModifierHeight,
 415             DateTimeStrFormat(nStakeModifierTime).c_str(),
 416             mapBlockIndex[hashBlockFrom]->nHeight,
 417             DateTimeStrFormat(blockFrom.GetBlockTime()).c_str());
 418         printf("CheckStakeKernelHash() : check modifier=0x%016" PRIx64 " nTimeBlockFrom=%u nTxPrevOffset=%u nTimeTxPrev=%u nPrevout=%u nTimeTx=%u hashProof=%s\n",
 419             nStakeModifier,
 420             nTimeBlockFrom, nTxPrevOffset, txPrev.nTime, prevout.n, nTimeTx,
 421             hashProofOfStake.ToString().c_str());
 422     }
 423
 424     // Now check if proof-of-stake hash meets target protocol
 425     if (CBigNum(hashProofOfStake) > bnCoinDayWeight * bnTargetPerCoinDay)
 426         return false;
 427     if (fDebug && !fPrintProofOfStake)
 428     {
 429         printf("CheckStakeKernelHash() : using modifier 0x%016" PRIx64 " at height=%d timestamp=%s for block from height=%d timestamp=%s\n",
 430             nStakeModifier, nStakeModifierHeight,
 431             DateTimeStrFormat(nStakeModifierTime).c_str(),
 432             mapBlockIndex[hashBlockFrom]->nHeight,
 433             DateTimeStrFormat(blockFrom.GetBlockTime()).c_str());
 434         printf("CheckStakeKernelHash() : pass modifier=0x%016" PRIx64 " nTimeBlockFrom=%u nTxPrevOffset=%u nTimeTxPrev=%u nPrevout=%u nTimeTx=%u hashProof=%s\n",
 435             nStakeModifier,
 436             nTimeBlockFrom, nTxPrevOffset, txPrev.nTime, prevout.n, nTimeTx,
 437             hashProofOfStake.ToString().c_str());
 438     }
 439     return true;
 440 }
 441
 442 // Scan given coins set for kernel solution
 443 bool ScanForStakeKernelHash(MetaMap &mapMeta, KernelSearchSettings &settings, CoinsSet::value_type &kernelcoin, uint32_t &nTimeTx, uint32_t &nBlockTime, uint64_t &nKernelsTried, uint64_t &nCoinDaysTried)
 444 {
 445     uint256 hashProofOfStake = 0;
 446
 447     // (txid, vout.n) => ((txindex, (tx, vout.n)), (block, modifier))
 448     for(MetaMap::const_iterator meta_item = mapMeta.begin(); meta_item != mapMeta.end(); meta_item++)
 449     {
 450         if (!fCoinsDataActual)
 451             break;
 452
 453         CTxIndex txindex = (*meta_item).second.first.first;
 454         CBlock block = (*meta_item).second.second.first;
 455         uint64_t nStakeModifier = (*meta_item).second.second.second;
 456
 457         // Get coin
 458         CoinsSet::value_type pcoin = meta_item->second.first.second;
 459
 460         static int nMaxStakeSearchInterval = 60;
 461
 462         // only count coins meeting min age requirement
 463         if (nStakeMinAge + block.nTime > settings.nTime - nMaxStakeSearchInterval)
 464             continue;
 465
 466         // Transaction offset inside block
 467         uint32_t nTxOffset = txindex.pos.nTxPos - txindex.pos.nBlockPos;
 468
 469         // Current timestamp scanning interval
 470         unsigned int nCurrentSearchInterval = min((int64_t)settings.nSearchInterval, (int64_t)nMaxStakeSearchInterval);
 471
 472         nBlockTime = block.nTime;
 473         CBigNum bnTargetPerCoinDay;
 474         bnTargetPerCoinDay.SetCompact(settings.nBits);
 475         int64_t nValueIn = pcoin.first->vout[pcoin.second].nValue;
 476
 477         // Search backward in time from the given timestamp
 478         // Search nSearchInterval seconds back up to nMaxStakeSearchInterval
 479         // Stopping search in case of shutting down or cache invalidation
 480         for (unsigned int n=0; n<nCurrentSearchInterval && fCoinsDataActual && !fShutdown; n++)
 481         {
 482             nTimeTx = settings.nTime - n;
 483             CBigNum bnCoinDayWeight = CBigNum(nValueIn) * GetWeight((int64_t)pcoin.first->nTime, (int64_t)nTimeTx) / COIN / (24 * 60 * 60);
 484             CBigNum bnTargetProofOfStake = bnCoinDayWeight * bnTargetPerCoinDay;
 485
 486             // Build kernel
 487             CDataStream ss(SER_GETHASH, 0);
 488             ss << nStakeModifier;
 489             ss << nBlockTime << nTxOffset << pcoin.first->nTime << pcoin.second << nTimeTx;
 490
 491             // Calculate kernel hash
 492             hashProofOfStake = Hash(ss.begin(), ss.end());
 493
 494             // Update statistics
 495             nKernelsTried += 1;
 496             nCoinDaysTried += bnCoinDayWeight.getuint64();
 497
 498             if (bnTargetProofOfStake >= CBigNum(hashProofOfStake))
 499             {
 500                 if (fDebug)
 501                     printf("nStakeModifier=0x%016" PRIx64 ", nBlockTime=%u nTxOffset=%u nTxPrevTime=%u nVout=%u nTimeTx=%u hashProofOfStake=%s Success=true\n",
 502                         nStakeModifier, nBlockTime, nTxOffset, pcoin.first->nTime, pcoin.second, nTimeTx, hashProofOfStake.GetHex().c_str());
 503
 504                 kernelcoin = pcoin;
 505                 return true;
 506             }
 507
 508             if (fDebug)
 509                 printf("nStakeModifier=0x%016" PRIx64 ", nBlockTime=%u nTxOffset=%u nTxPrevTime=%u nTxNumber=%u nTimeTx=%u hashProofOfStake=%s Success=false\n",
 510                     nStakeModifier, nBlockTime, nTxOffset, pcoin.first->nTime, pcoin.second, nTimeTx, hashProofOfStake.GetHex().c_str());
 511         }
 512     }
 513
 514     return false;
 515 }
 516
 517 // Check kernel hash target and coinstake signature
 518 bool CheckProofOfStake(const CTransaction& tx, unsigned int nBits, uint256& hashProofOfStake, uint256& targetProofOfStake)
 519 {
 520     if (!tx.IsCoinStake())
 521         return error("CheckProofOfStake() : called on non-coinstake %s", tx.GetHash().ToString().c_str());
 522
 523     // Kernel (input 0) must match the stake hash target per coin age (nBits)
 524     const CTxIn& txin = tx.vin[0];
 525
 526     // First try finding the previous transaction in database
 527     CTxDB txdb("r");
 528     CTransaction txPrev;
 529     CTxIndex txindex;
 530     if (!txPrev.ReadFromDisk(txdb, txin.prevout, txindex))
 531         return tx.DoS(1, error("CheckProofOfStake() : INFO: read txPrev failed"));  // previous transaction not in main chain, may occur during initial download
 532
 533 #ifndef USE_LEVELDB
 534     txdb.Close();
 535 #endif
 536
 537     // Verify signature
 538     if (!VerifySignature(txPrev, tx, 0, MANDATORY_SCRIPT_VERIFY_FLAGS, 0))
 539         return tx.DoS(100, error("CheckProofOfStake() : VerifySignature failed on coinstake %s", tx.GetHash().ToString().c_str()));
 540
 541     // Read block header
 542     CBlock block;
 543     if (!block.ReadFromDisk(txindex.pos.nFile, txindex.pos.nBlockPos, false))
 544         return fDebug? error("CheckProofOfStake() : read block failed") : false; // unable to read block of previous transaction
 545
 546     if (!CheckStakeKernelHash(nBits, block, txindex.pos.nTxPos - txindex.pos.nBlockPos, txPrev, txin.prevout, tx.nTime, hashProofOfStake, targetProofOfStake, fDebug))
 547         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
 548
 549     return true;
 550 }
 551
 552 // Get stake modifier checksum
 553 uint32_t GetStakeModifierChecksum(const CBlockIndex* pindex)
 554 {
 555     assert (pindex->pprev || pindex->GetBlockHash() == (!fTestNet ? hashGenesisBlock : hashGenesisBlockTestNet));
 556     // Hash previous checksum with flags, hashProofOfStake and nStakeModifier
 557     CDataStream ss(SER_GETHASH, 0);
 558     if (pindex->pprev)
 559         ss << pindex->pprev->nStakeModifierChecksum;
 560     ss << pindex->nFlags << pindex->hashProofOfStake << pindex->nStakeModifier;
 561     uint256 hashChecksum = Hash(ss.begin(), ss.end());
 562     hashChecksum >>= (256 - 32);
 563     return hashChecksum.Get64();
 564 }
 565
 566 // Check stake modifier hard checkpoints
 567 bool CheckStakeModifierCheckpoints(int nHeight, uint32_t nStakeModifierChecksum)
 568 {
 569     MapModifierCheckpoints& checkpoints = (fTestNet ? mapStakeModifierCheckpointsTestNet : mapStakeModifierCheckpoints);
 570
 571     if (checkpoints.count(nHeight))
 572         return nStakeModifierChecksum == checkpoints[nHeight];
 573     return true;
 574 }