Fix miner issues
[novacoin.git] / src / kernel.cpp
index 89ffdab..19a391e 100644 (file)
@@ -5,25 +5,61 @@
 #include <boost/assign/list_of.hpp>
 
 #include "kernel.h"
-#include "db.h"
+#include "txdb.h"
+#include "main.h"
 
 using namespace std;
 
-extern int nStakeMaxAge;
-extern int nStakeTargetSpacing;
+
+// Protocol switch time for fixed kernel modifier interval
+unsigned int nModifierSwitchTime  = 1413763200;    // Mon, 20 Oct 2014 00:00:00 GMT
+unsigned int nModifierTestSwitchTime = 1397520000; // Tue, 15 Apr 2014 00:00:00 GMT
+
+// Note: user must upgrade before the protocol switch deadline, otherwise it's required to
+//   re-download the blockchain. The timestamp of upgrade is recorded in the blockchain 
+//   database.
+unsigned int nModifierUpgradeTime = 0;
+
+typedef std::map<int, unsigned int> MapModifierCheckpoints;
 
 // Hard checkpoints of stake modifiers to ensure they are deterministic
 static std::map<int, unsigned int> mapStakeModifierCheckpoints =
     boost::assign::map_list_of
         ( 0, 0x0e00670bu )
-        ( 6000, 0xb7cbc5d3u )
         ( 9690, 0x97dcdafau )
         ( 12661, 0x5d84115du )
-        ( 19600, 0xdded1b8du )
-        ( 21800, 0x0daa1aaau )
-        ( 26174, 0xaf9983dcu )
+        ( 37092, 0xd230afccu )
+        ( 44200, 0x05370164u )
+        ( 65000, 0xc8e7be6au )
+        ( 68600, 0x73a8cc4cu )
+        ( 92161, 0xe21a911au )
+        ( 98661, 0xd20c44d4u )
+    ;
+
+// Hard checkpoints of stake modifiers to ensure they are deterministic (testNet)
+static std::map<int, unsigned int> mapStakeModifierCheckpointsTestNet =
+    boost::assign::map_list_of
+        ( 0, 0x0e00670bu )
     ;
 
+// Whether the given block is subject to new modifier protocol
+bool IsFixedModifierInterval(unsigned int nTimeBlock)
+{
+    return (nTimeBlock >= (fTestNet? nModifierTestSwitchTime : nModifierSwitchTime));
+}
+
+// Get time weight
+int64 GetWeight(int64 nIntervalBeginning, int64 nIntervalEnd)
+{
+    // Kernel hash weight starts from 0 at the 30-day min age
+    // this change increases active coins participating the hash and helps
+    // to secure the network when proof-of-stake difficulty is low
+    //
+    // Maximum TimeWeight is 90 days.
+
+    return min(nIntervalEnd - nIntervalBeginning - nStakeMinAge, (int64)nStakeMaxAge);
+}
+
 // Get the last stake modifier and its generation time from a given block
 static bool GetLastStakeModifier(const CBlockIndex* pindex, uint64& nStakeModifier, int64& nModifierTime)
 {
@@ -57,11 +93,8 @@ static int64 GetStakeModifierSelectionInterval()
 // select a block from the candidate blocks in vSortedByTimestamp, excluding
 // already selected blocks in vSelectedBlocks, and with timestamp up to
 // nSelectionIntervalStop.
-static bool SelectBlockFromCandidates(
-    vector<pair<int64, uint256> >& vSortedByTimestamp,
-    map<uint256, const CBlockIndex*>& mapSelectedBlocks,
-    int64 nSelectionIntervalStop, uint64 nStakeModifierPrev,
-    const CBlockIndex** pindexSelected)
+static bool SelectBlockFromCandidates(vector<pair<int64, uint256> >& vSortedByTimestamp, map<uint256, const CBlockIndex*>& mapSelectedBlocks,
+    int64 nSelectionIntervalStop, uint64 nStakeModifierPrev, const CBlockIndex** pindexSelected)
 {
     bool fSelected = false;
     uint256 hashBest = 0;
@@ -116,15 +149,17 @@ static bool SelectBlockFromCandidates(
 // block. This is to make it difficult for an attacker to gain control of
 // additional bits in the stake modifier, even after generating a chain of
 // blocks.
-bool ComputeNextStakeModifier(const CBlockIndex* pindexPrev, uint64& nStakeModifier, bool& fGeneratedStakeModifier)
+bool ComputeNextStakeModifier(const CBlockIndex* pindexCurrent, uint64& nStakeModifier, bool& fGeneratedStakeModifier)
 {
     nStakeModifier = 0;
     fGeneratedStakeModifier = false;
+    const CBlockIndex* pindexPrev = pindexCurrent->pprev;
     if (!pindexPrev)
     {
         fGeneratedStakeModifier = true;
         return true;  // genesis block's modifier is 0
     }
+
     // First find current stake modifier and its generation block time
     // if it's not old enough, return the same stake modifier
     int64 nModifierTime = 0;
@@ -132,10 +167,35 @@ bool ComputeNextStakeModifier(const CBlockIndex* pindexPrev, uint64& nStakeModif
         return error("ComputeNextStakeModifier: unable to get last modifier");
     if (fDebug)
     {
-        printf("ComputeNextStakeModifier: prev modifier=0x%016"PRI64x" time=%s\n", nStakeModifier, DateTimeStrFormat(nModifierTime).c_str());
+        printf("ComputeNextStakeModifier: prev modifier=0x%016"PRI64x" time=%s epoch=%u\n", nStakeModifier, DateTimeStrFormat(nModifierTime).c_str(), (unsigned int)nModifierTime);
     }
     if (nModifierTime / nModifierInterval >= pindexPrev->GetBlockTime() / nModifierInterval)
+    {
+        if (fDebug)
+        {
+            printf("ComputeNextStakeModifier: no new interval keep current modifier: pindexPrev nHeight=%d nTime=%u\n", pindexPrev->nHeight, (unsigned int)pindexPrev->GetBlockTime());
+        }
         return true;
+    }
+    if (nModifierTime / nModifierInterval >= pindexCurrent->GetBlockTime() / nModifierInterval)
+    {
+        // fixed interval protocol requires current block timestamp also be in a different modifier interval
+        if (IsFixedModifierInterval(pindexCurrent->nTime))
+        {
+            if (fDebug)
+            {
+                printf("ComputeNextStakeModifier: no new interval keep current modifier: pindexCurrent nHeight=%d nTime=%u\n", pindexCurrent->nHeight, (unsigned int)pindexCurrent->GetBlockTime());
+            }
+            return true;
+        }
+        else
+        {
+            if (fDebug)
+            {
+                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());
+            }
+        }
+    }
 
     // Sort candidate blocks by timestamp
     vector<pair<int64, uint256> > vSortedByTimestamp;
@@ -168,8 +228,7 @@ bool ComputeNextStakeModifier(const CBlockIndex* pindexPrev, uint64& nStakeModif
         // add the selected block from candidates to selected list
         mapSelectedBlocks.insert(make_pair(pindex->GetBlockHash(), pindex));
         if (fDebug && GetBoolArg("-printstakemodifier"))
-            printf("ComputeNextStakeModifier: selected round %d stop=%s height=%d bit=%d\n",
-                nRound, DateTimeStrFormat(nSelectionIntervalStop).c_str(), pindex->nHeight, pindex->GetStakeEntropyBit());
+            printf("ComputeNextStakeModifier: selected round %d stop=%s height=%d bit=%d\n", nRound, DateTimeStrFormat(nSelectionIntervalStop).c_str(), pindex->nHeight, pindex->GetStakeEntropyBit());
     }
 
     // Print selection map for visualization of the selected blocks
@@ -238,6 +297,15 @@ static bool GetKernelStakeModifier(uint256 hashBlockFrom, uint64& nStakeModifier
     return true;
 }
 
+bool GetKernelStakeModifier(uint256 hashBlockFrom, uint64& nStakeModifier)
+{
+    int nStakeModifierHeight;
+    int64 nStakeModifierTime;
+
+    return GetKernelStakeModifier(hashBlockFrom, nStakeModifier, nStakeModifierHeight, nStakeModifierTime, false);
+}
+
+
 // ppcoin kernel protocol
 // coinstake must meet hash target according to the protocol:
 // kernel (input 0) must meet the formula
@@ -245,10 +313,8 @@ static bool GetKernelStakeModifier(uint256 hashBlockFrom, uint64& nStakeModifier
 // this ensures that the chance of getting a coinstake is proportional to the
 // amount of coin age one owns.
 // The reason this hash is chosen is the following:
-//   nStakeModifier: 
-//       (v0.3) scrambles computation to make it very difficult to precompute
-//              future proof-of-stake at the time of the coin's confirmation
-//       (v0.2) nBits (deprecated): encodes all past block timestamps
+//   nStakeModifier: scrambles computation to make it very difficult to precompute
+//                  future proof-of-stake at the time of the coin's confirmation
 //   txPrev.block.nTime: prevent nodes from guessing a good timestamp to
 //                       generate transaction for future advantage
 //   txPrev.offset: offset of txPrev inside block, to reduce the chance of 
@@ -261,7 +327,7 @@ static bool GetKernelStakeModifier(uint256 hashBlockFrom, uint64& nStakeModifier
 //   quantities so as to generate blocks faster, degrading the system back into
 //   a proof-of-work situation.
 //
-bool CheckStakeKernelHash(unsigned int nBits, const CBlock& blockFrom, unsigned int nTxPrevOffset, const CTransaction& txPrev, const COutPoint& prevout, unsigned int nTimeTx, uint256& hashProofOfStake, bool fPrintProofOfStake)
+bool CheckStakeKernelHash(unsigned int nBits, const CBlock& blockFrom, unsigned int nTxPrevOffset, const CTransaction& txPrev, const COutPoint& prevout, unsigned int nTimeTx, uint256& hashProofOfStake, uint256& targetProofOfStake, bool fPrintProofOfStake)
 {
     if (nTimeTx < txPrev.nTime)  // Transaction timestamp violation
         return error("CheckStakeKernelHash() : nTime violation");
@@ -274,20 +340,10 @@ bool CheckStakeKernelHash(unsigned int nBits, const CBlock& blockFrom, unsigned
     bnTargetPerCoinDay.SetCompact(nBits);
     int64 nValueIn = txPrev.vout[prevout.n].nValue;
 
-    int64 nTimeWeight;
-
-    // Kernel hash weight starts from 0 at the 30-day min age
-    // this change increases active coins participating the hash and helps
-    // to secure the network when proof-of-stake difficulty is low
-    //
-    // Disabled for the moment, needs some discussion. That's planned to make this active since 01 Jan 2014
-
-    if(fTestNet || (false && STAKEWEIGHT_SWITCH_TIME < nTimeTx))
-        nTimeWeight = min((int64)nTimeTx - txPrev.nTime - nStakeMinAge, (int64)nStakeMaxAge);
-    else
-        nTimeWeight = min((int64)nTimeTx - txPrev.nTime, (int64)nStakeMaxAge) - nStakeMinAge;
+    uint256 hashBlockFrom = blockFrom.GetHash();
 
-    CBigNum bnCoinDayWeight = CBigNum(nValueIn) * nTimeWeight / COIN / (24 * 60 * 60);
+    CBigNum bnCoinDayWeight = CBigNum(nValueIn) * GetWeight((int64)txPrev.nTime, (int64)nTimeTx) / COIN / (24 * 60 * 60);
+    targetProofOfStake = (bnCoinDayWeight * bnTargetPerCoinDay).getuint256();
 
     // Calculate hash
     CDataStream ss(SER_GETHASH, 0);
@@ -295,7 +351,7 @@ bool CheckStakeKernelHash(unsigned int nBits, const CBlock& blockFrom, unsigned
     int nStakeModifierHeight = 0;
     int64 nStakeModifierTime = 0;
 
-    if (!GetKernelStakeModifier(blockFrom.GetHash(), nStakeModifier, nStakeModifierHeight, nStakeModifierTime, fPrintProofOfStake))
+    if (!GetKernelStakeModifier(hashBlockFrom, nStakeModifier, nStakeModifierHeight, nStakeModifierTime, fPrintProofOfStake))
         return false;
     ss << nStakeModifier;
 
@@ -306,10 +362,9 @@ bool CheckStakeKernelHash(unsigned int nBits, const CBlock& blockFrom, unsigned
         printf("CheckStakeKernelHash() : using modifier 0x%016"PRI64x" at height=%d timestamp=%s for block from height=%d timestamp=%s\n",
             nStakeModifier, nStakeModifierHeight,
             DateTimeStrFormat(nStakeModifierTime).c_str(),
-            mapBlockIndex[blockFrom.GetHash()]->nHeight,
+            mapBlockIndex[hashBlockFrom]->nHeight,
             DateTimeStrFormat(blockFrom.GetBlockTime()).c_str());
-        printf("CheckStakeKernelHash() : check protocol=%s modifier=0x%016"PRI64x" nTimeBlockFrom=%u nTxPrevOffset=%u nTimeTxPrev=%u nPrevout=%u nTimeTx=%u hashProof=%s\n",
-            "0.3",
+        printf("CheckStakeKernelHash() : check modifier=0x%016"PRI64x" nTimeBlockFrom=%u nTxPrevOffset=%u nTimeTxPrev=%u nPrevout=%u nTimeTx=%u hashProof=%s\n",
             nStakeModifier,
             nTimeBlockFrom, nTxPrevOffset, txPrev.nTime, prevout.n, nTimeTx,
             hashProofOfStake.ToString().c_str());
@@ -323,10 +378,9 @@ bool CheckStakeKernelHash(unsigned int nBits, const CBlock& blockFrom, unsigned
         printf("CheckStakeKernelHash() : using modifier 0x%016"PRI64x" at height=%d timestamp=%s for block from height=%d timestamp=%s\n",
             nStakeModifier, nStakeModifierHeight, 
             DateTimeStrFormat(nStakeModifierTime).c_str(),
-            mapBlockIndex[blockFrom.GetHash()]->nHeight,
+            mapBlockIndex[hashBlockFrom]->nHeight,
             DateTimeStrFormat(blockFrom.GetBlockTime()).c_str());
-        printf("CheckStakeKernelHash() : pass protocol=%s modifier=0x%016"PRI64x" nTimeBlockFrom=%u nTxPrevOffset=%u nTimeTxPrev=%u nPrevout=%u nTimeTx=%u hashProof=%s\n",
-            "0.3",
+        printf("CheckStakeKernelHash() : pass modifier=0x%016"PRI64x" nTimeBlockFrom=%u nTxPrevOffset=%u nTimeTxPrev=%u nPrevout=%u nTimeTx=%u hashProof=%s\n",
             nStakeModifier,
             nTimeBlockFrom, nTxPrevOffset, txPrev.nTime, prevout.n, nTimeTx,
             hashProofOfStake.ToString().c_str());
@@ -334,8 +388,79 @@ bool CheckStakeKernelHash(unsigned int nBits, const CBlock& blockFrom, unsigned
     return true;
 }
 
+// Scan given coins set for kernel solution
+bool ScanForStakeKernelHash(MetaMap &mapMeta, KernelSearchSettings &settings, CoinsSet::value_type &kernelcoin, unsigned int &nTimeTx, unsigned int &nBlockTime)
+{
+    uint256 hashProofOfStake = 0;
+
+    // (txid, vout.n) => ((txindex, (tx, vout.n)), (block, modifier))
+    for(MetaMap::const_iterator meta_item = mapMeta.begin(); meta_item != mapMeta.end(); meta_item++)
+    {
+        if (!fCoinsDataActual)
+            break;
+
+        CTxIndex txindex = (*meta_item).second.first.first;
+        CBlock block = (*meta_item).second.second.first;
+        uint64 nStakeModifier = (*meta_item).second.second.second;
+
+        // Get coin
+        CoinsSet::value_type pcoin = meta_item->second.first.second;
+
+        static int nMaxStakeSearchInterval = 60;
+
+        // only count coins meeting min age requirement
+        if (nStakeMinAge + block.nTime > settings.nTime - nMaxStakeSearchInterval)
+            continue;
+
+        // Transaction offset inside block
+        unsigned int nTxOffset = txindex.pos.nTxPos - txindex.pos.nBlockPos;
+
+        // Current timestamp scanning interval
+        unsigned int nCurrentSearchInterval = min((int64)settings.nSearchInterval, (int64)nMaxStakeSearchInterval);
+
+        nBlockTime = block.nTime;
+        CBigNum bnTargetPerCoinDay;
+        bnTargetPerCoinDay.SetCompact(settings.nBits);
+        int64 nValueIn = pcoin.first->vout[pcoin.second].nValue;
+
+        // Search backward in time from the given timestamp 
+        // Search nSearchInterval seconds back up to nMaxStakeSearchInterval
+        // Stopping search in case of shutting down or cache invalidation
+        for (unsigned int n=0; n<nCurrentSearchInterval && fCoinsDataActual && !fShutdown; n++)
+        {
+            nTimeTx = settings.nTime - n;
+            CBigNum bnCoinDayWeight = CBigNum(nValueIn) * GetWeight((int64)pcoin.first->nTime, (int64)nTimeTx) / COIN / (24 * 60 * 60);
+            CBigNum bnTargetProofOfStake = bnCoinDayWeight * bnTargetPerCoinDay;
+
+            // Build kernel
+            CDataStream ss(SER_GETHASH, 0);
+            ss << nStakeModifier;
+            ss << nBlockTime << nTxOffset << pcoin.first->nTime << pcoin.second << nTimeTx;
+
+            // Calculate kernel hash
+            hashProofOfStake = Hash(ss.begin(), ss.end());
+
+            if (bnTargetProofOfStake >= CBigNum(hashProofOfStake))
+            {
+                if (fDebug)
+                    printf("nStakeModifier=0x%016"PRI64x", nBlockTime=%u nTxOffset=%u nTxPrevTime=%u nVout=%u nTimeTx=%u hashProofOfStake=%s Success=true\n",
+                        nStakeModifier, nBlockTime, nTxOffset, pcoin.first->nTime, pcoin.second, nTimeTx, hashProofOfStake.GetHex().c_str());
+
+                kernelcoin = pcoin;
+                return true;
+            }
+
+            if (fDebug)
+                printf("nStakeModifier=0x%016"PRI64x", nBlockTime=%u nTxOffset=%u nTxPrevTime=%u nTxNumber=%u nTimeTx=%u hashProofOfStake=%s Success=false\n",
+                    nStakeModifier, nBlockTime, nTxOffset, pcoin.first->nTime, pcoin.second, nTimeTx, hashProofOfStake.GetHex().c_str());
+        }
+    }
+
+    return false;
+}
+
 // Check kernel hash target and coinstake signature
-bool CheckProofOfStake(const CTransaction& tx, unsigned int nBits, uint256& hashProofOfStake)
+bool CheckProofOfStake(const CTransaction& tx, unsigned int nBits, uint256& hashProofOfStake, uint256& targetProofOfStake)
 {
     if (!tx.IsCoinStake())
         return error("CheckProofOfStake() : called on non-coinstake %s", tx.GetHash().ToString().c_str());
@@ -349,10 +474,13 @@ bool CheckProofOfStake(const CTransaction& tx, unsigned int nBits, uint256& hash
     CTxIndex txindex;
     if (!txPrev.ReadFromDisk(txdb, txin.prevout, txindex))
         return tx.DoS(1, error("CheckProofOfStake() : INFO: read txPrev failed"));  // previous transaction not in main chain, may occur during initial download
+
+#ifndef USE_LEVELDB
     txdb.Close();
+#endif
 
     // Verify signature
-    if (!VerifySignature(txPrev, tx, 0, true, 0))
+    if (!VerifySignature(txPrev, tx, 0, MANDATORY_SCRIPT_VERIFY_FLAGS, 0))
         return tx.DoS(100, error("CheckProofOfStake() : VerifySignature failed on coinstake %s", tx.GetHash().ToString().c_str()));
 
     // Read block header
@@ -360,19 +488,12 @@ bool CheckProofOfStake(const CTransaction& tx, unsigned int nBits, uint256& hash
     if (!block.ReadFromDisk(txindex.pos.nFile, txindex.pos.nBlockPos, false))
         return fDebug? error("CheckProofOfStake() : read block failed") : false; // unable to read block of previous transaction
 
-    if (!CheckStakeKernelHash(nBits, block, txindex.pos.nTxPos - txindex.pos.nBlockPos, txPrev, txin.prevout, tx.nTime, hashProofOfStake, fDebug))
+    if (!CheckStakeKernelHash(nBits, block, txindex.pos.nTxPos - txindex.pos.nBlockPos, txPrev, txin.prevout, tx.nTime, hashProofOfStake, targetProofOfStake, fDebug))
         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
 
     return true;
 }
 
-// Check whether the coinstake timestamp meets protocol
-bool CheckCoinStakeTimestamp(int64 nTimeBlock, int64 nTimeTx)
-{
-    // v0.3 protocol
-    return (nTimeBlock == nTimeTx);
-}
-
 // Get stake modifier checksum
 unsigned int GetStakeModifierChecksum(const CBlockIndex* pindex)
 {
@@ -390,8 +511,9 @@ unsigned int GetStakeModifierChecksum(const CBlockIndex* pindex)
 // Check stake modifier hard checkpoints
 bool CheckStakeModifierCheckpoints(int nHeight, unsigned int nStakeModifierChecksum)
 {
-    if (fTestNet) return true; // Testnet has no checkpoints
-    if (mapStakeModifierCheckpoints.count(nHeight))
-        return nStakeModifierChecksum == mapStakeModifierCheckpoints[nHeight];
+    MapModifierCheckpoints& checkpoints = (fTestNet ? mapStakeModifierCheckpointsTestNet : mapStakeModifierCheckpoints);
+
+    if (checkpoints.count(nHeight))
+        return nStakeModifierChecksum == checkpoints[nHeight];
     return true;
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