PPCoin: Sign block when communicating with miners via RPC 'getwork'
[novacoin.git] / src / main.cpp
index bcdd801..263a9e9 100644 (file)
@@ -1,12 +1,13 @@
 // Copyright (c) 2009-2010 Satoshi Nakamoto
 // Copyright (c) 2011 The Bitcoin developers
+// Copyright (c) 2011-2012 The PPCoin developers
 // Distributed under the MIT/X11 software license, see the accompanying
 // file license.txt or http://www.opensource.org/licenses/mit-license.php.
 #include "headers.h"
+#include "checkpoints.h"
 #include "db.h"
 #include "net.h"
 #include "init.h"
-#include "cryptopp/sha.h"
 #include <boost/filesystem.hpp>
 #include <boost/filesystem/fstream.hpp>
 
@@ -28,20 +29,23 @@ unsigned int nTransactionsUpdated = 0;
 map<COutPoint, CInPoint> mapNextTx;
 
 map<uint256, CBlockIndex*> mapBlockIndex;
-uint256 hashGenesisBlock("0x000000000019d6689c085ae165831e934ff763ae46a2a6c172b3f1b60a8ce26f");
+set<pair<COutPoint, unsigned int> > setStakeSeen;
+uint256 hashGenesisBlock("0x000000007c82d1f0aa2896b01bf533a8cc26a1f44790be4ceb4ecde7bee24add");
 static CBigNum bnProofOfWorkLimit(~uint256(0) >> 32);
-const int nTotalBlocksEstimate = 140700; // Conservative estimate of total nr of blocks on main chain
 const int nInitialBlockThreshold = 120; // Regard blocks up until N-threshold as "initial download"
 CBlockIndex* pindexGenesisBlock = NULL;
 int nBestHeight = -1;
-CBigNum bnBestChainWork = 0;
-CBigNum bnBestInvalidWork = 0;
+uint64 nBestChainTrust = 0;
+uint64 nBestInvalidTrust = 0;
 uint256 hashBestChain = 0;
 CBlockIndex* pindexBest = NULL;
 int64 nTimeBestReceived = 0;
 
+CMedianFilter<int> cPeerBlockCounts(5, 0); // Amount of blocks that other nodes claim to have
+
 map<uint256, CBlock*> mapOrphanBlocks;
 multimap<uint256, CBlock*> mapOrphanBlocksByPrev;
+set<pair<COutPoint, unsigned int> > setStakeSeenOrphan;
 
 map<uint256, CDataStream*> mapOrphanTransactions;
 multimap<uint256, CDataStream*> mapOrphanTransactionsByPrev;
@@ -52,7 +56,7 @@ int64 nHPSTimerStart;
 
 // Settings
 int fGenerateBitcoins = false;
-int64 nTransactionFee = 0;
+int64 nTransactionFee = MIN_TX_FEE;
 int fLimitProcessors = false;
 int nLimitProcessors = 1;
 int fMinimizeToTray = true;
@@ -62,18 +66,16 @@ int fUseUPnP = true;
 #else
 int fUseUPnP = false;
 #endif
-
-
-
-
-
-
+int64 nBalanceReserve = 0;
 
 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 //
 // dispatching functions
 //
 
+// These functions dispatch to one or all registered wallets
+
+
 void RegisterWallet(CWallet* pwalletIn)
 {
     CRITICAL_BLOCK(cs_setpwalletRegistered)
@@ -90,6 +92,7 @@ void UnregisterWallet(CWallet* pwalletIn)
     }
 }
 
+// check whether the passed transaction is from us
 bool static IsFromMe(CTransaction& tx)
 {
     BOOST_FOREACH(CWallet* pwallet, setpwalletRegistered)
@@ -98,6 +101,7 @@ bool static IsFromMe(CTransaction& tx)
     return false;
 }
 
+// get the wallet transaction with the given hash (if it exists)
 bool static GetTransaction(const uint256& hashTx, CWalletTx& wtx)
 {
     BOOST_FOREACH(CWallet* pwallet, setpwalletRegistered)
@@ -106,42 +110,59 @@ bool static GetTransaction(const uint256& hashTx, CWalletTx& wtx)
     return false;
 }
 
+// erases transaction with the given hash from all wallets
 void static EraseFromWallets(uint256 hash)
 {
     BOOST_FOREACH(CWallet* pwallet, setpwalletRegistered)
         pwallet->EraseFromWallet(hash);
 }
 
-void static SyncWithWallets(const CTransaction& tx, const CBlock* pblock = NULL, bool fUpdate = false)
+// make sure all wallets know about the given transaction, in the given block
+void static SyncWithWallets(const CTransaction& tx, const CBlock* pblock = NULL, bool fUpdate = false, bool fConnect = true)
 {
+    if (!fConnect)
+    {
+        // ppcoin: wallets need to refund inputs when disconnecting coinstake
+        if (tx.IsCoinStake())
+            BOOST_FOREACH(CWallet* pwallet, setpwalletRegistered)
+                if (pwallet->IsFromMe(tx))
+                    pwallet->DisableTransaction(tx);
+        return;
+    }
+
     BOOST_FOREACH(CWallet* pwallet, setpwalletRegistered)
         pwallet->AddToWalletIfInvolvingMe(tx, pblock, fUpdate);
 }
 
+// notify wallets about a new best chain
 void static SetBestChain(const CBlockLocator& loc)
 {
     BOOST_FOREACH(CWallet* pwallet, setpwalletRegistered)
         pwallet->SetBestChain(loc);
 }
 
+// notify wallets about an updated transaction
 void static UpdatedTransaction(const uint256& hashTx)
 {
     BOOST_FOREACH(CWallet* pwallet, setpwalletRegistered)
         pwallet->UpdatedTransaction(hashTx);
 }
 
+// dump all wallets
 void static PrintWallets(const CBlock& block)
 {
     BOOST_FOREACH(CWallet* pwallet, setpwalletRegistered)
         pwallet->PrintWallet(block);
 }
 
+// notify wallets about an incoming inventory (for request counts)
 void static Inventory(const uint256& hash)
 {
     BOOST_FOREACH(CWallet* pwallet, setpwalletRegistered)
         pwallet->Inventory(hash);
 }
 
+// ask wallets to resend their transactions
 void static ResendWalletTransactions()
 {
     BOOST_FOREACH(CWallet* pwallet, setpwalletRegistered)
@@ -296,24 +317,27 @@ bool CTransaction::CheckTransaction() const
 {
     // Basic checks that don't depend on any context
     if (vin.empty())
-        return error("CTransaction::CheckTransaction() : vin empty");
+        return DoS(10, error("CTransaction::CheckTransaction() : vin empty"));
     if (vout.empty())
-        return error("CTransaction::CheckTransaction() : vout empty");
+        return DoS(10, error("CTransaction::CheckTransaction() : vout empty"));
     // Size limits
     if (::GetSerializeSize(*this, SER_NETWORK) > MAX_BLOCK_SIZE)
-        return error("CTransaction::CheckTransaction() : size limits failed");
+        return DoS(100, error("CTransaction::CheckTransaction() : size limits failed"));
 
     // Check for negative or overflow output values
     int64 nValueOut = 0;
-    BOOST_FOREACH(const CTxOut& txout, vout)
+    for (int i = 0; i < vout.size(); i++)
     {
+        const CTxOut& txout = vout[i];
+        if (txout.IsEmpty() && (!IsCoinBase()) && (!IsCoinStake()))
+            return DoS(100, error("CTransaction::CheckTransaction() : txout empty for user transaction"));
         if (txout.nValue < 0)
-            return error("CTransaction::CheckTransaction() : txout.nValue negative");
+            return DoS(100, error("CTransaction::CheckTransaction() : txout.nValue negative"));
         if (txout.nValue > MAX_MONEY)
-            return error("CTransaction::CheckTransaction() : txout.nValue too high");
+            return DoS(100, error("CTransaction::CheckTransaction() : txout.nValue too high"));
         nValueOut += txout.nValue;
         if (!MoneyRange(nValueOut))
-            return error("CTransaction::CheckTransaction() : txout total out of range");
+            return DoS(100, error("CTransaction::CheckTransaction() : txout total out of range"));
     }
 
     // Check for duplicate inputs
@@ -328,13 +352,13 @@ bool CTransaction::CheckTransaction() const
     if (IsCoinBase())
     {
         if (vin[0].scriptSig.size() < 2 || vin[0].scriptSig.size() > 100)
-            return error("CTransaction::CheckTransaction() : coinbase script size");
+            return DoS(100, error("CTransaction::CheckTransaction() : coinbase script size"));
     }
     else
     {
         BOOST_FOREACH(const CTxIn& txin, vin)
             if (txin.prevout.IsNull())
-                return error("CTransaction::CheckTransaction() : prevout is null");
+                return DoS(10, error("CTransaction::CheckTransaction() : prevout is null"));
     }
 
     return true;
@@ -350,7 +374,10 @@ bool CTransaction::AcceptToMemoryPool(CTxDB& txdb, bool fCheckInputs, bool* pfMi
 
     // Coinbase is only valid in a block, not as a loose transaction
     if (IsCoinBase())
-        return error("AcceptToMemoryPool() : coinbase as individual tx");
+        return DoS(100, error("AcceptToMemoryPool() : coinbase as individual tx"));
+    // ppcoin: coinstake is also only valid in a block, not as a loose transaction
+    if (IsCoinStake())
+        return DoS(100, error("AcceptToMemoryPool() : coinstake as individual tx"));
 
     // To help v0.1.5 clients who would see it as a negative number
     if ((int64)nLockTime > INT_MAX)
@@ -363,7 +390,7 @@ bool CTransaction::AcceptToMemoryPool(CTxDB& txdb, bool fCheckInputs, bool* pfMi
     // 34 bytes because a TxOut is:
     //   20-byte address + 8 byte bitcoin amount + 5 bytes of ops + 1 byte script length
     if (GetSigOpCount() > nSize / 34 || nSize < 100)
-        return error("AcceptToMemoryPool() : nonstandard transaction");
+        return error("AcceptToMemoryPool() : transaction with out-of-bounds SigOpCount");
 
     // Rather not work on nonstandard transactions (unless -testnet)
     if (!fTestNet && !IsStandard())
@@ -419,7 +446,7 @@ bool CTransaction::AcceptToMemoryPool(CTxDB& txdb, bool fCheckInputs, bool* pfMi
         }
 
         // Don't accept it if it can't get into a block
-        if (nFees < GetMinFee(1000, true, true))
+        if (nFees < GetMinFee(1000, false, true))
             return error("AcceptToMemoryPool() : not enough fees");
 
         // Continuously rate-limit free transactions
@@ -536,7 +563,7 @@ int CMerkleTx::GetDepthInMainChain(int& nHeightRet) const
 
 int CMerkleTx::GetBlocksToMaturity() const
 {
-    if (!IsCoinBase())
+    if (!(IsCoinBase() || IsCoinStake()))
         return 0;
     return max(0, (COINBASE_MATURITY+20) - GetDepthInMainChain());
 }
@@ -571,7 +598,7 @@ bool CWalletTx::AcceptWalletTransaction(CTxDB& txdb, bool fCheckInputs)
         // Add previous supporting transactions first
         BOOST_FOREACH(CMerkleTx& tx, vtxPrev)
         {
-            if (!tx.IsCoinBase())
+            if (!(tx.IsCoinBase() || tx.IsCoinStake()))
             {
                 uint256 hash = tx.GetHash();
                 if (!mapTransactions.count(hash) && !txdb.ContainsTx(hash))
@@ -641,59 +668,116 @@ uint256 static GetOrphanRoot(const CBlock* pblock)
     return pblock->GetHash();
 }
 
-int64 static GetBlockValue(int nHeight, int64 nFees)
+// ppcoin: find block wanted by given orphan block
+uint256 WantedByOrphan(const CBlock* pblockOrphan)
+{
+    // Work back to the first block in the orphan chain
+    while (mapOrphanBlocks.count(pblockOrphan->hashPrevBlock))
+        pblockOrphan = mapOrphanBlocks[pblockOrphan->hashPrevBlock];
+    return pblockOrphan->hashPrevBlock;
+}
+
+int64 static GetProofOfWorkReward(unsigned int nBits)
+{
+    CBigNum bnSubsidyLimit = 9999 * COIN; // subsidy amount for difficulty 1
+    CBigNum bnTarget;
+    bnTarget.SetCompact(nBits);
+    CBigNum bnTargetLimit = bnProofOfWorkLimit;
+    bnTargetLimit.SetCompact(bnTargetLimit.GetCompact());
+
+    // ppcoin: subsidy is cut in half every 16x multiply of difficulty
+    // A reasonably continuous curve is used to avoid shock to market
+    // (nSubsidyLimit / nSubsidy) ** 4 == bnProofOfWorkLimit / bnTarget
+    CBigNum bnLowerBound = CENT;
+    CBigNum bnUpperBound = bnSubsidyLimit;
+    while (bnLowerBound + CENT <= bnUpperBound)
+    {
+        CBigNum bnMidValue = (bnLowerBound + bnUpperBound) / 2;
+        if (fDebug && GetBoolArg("-printcreation"))
+            printf("GetProofOfWorkReward() : lower=%"PRI64d" upper=%"PRI64d" mid=%"PRI64d"\n", bnLowerBound.getuint64(), bnUpperBound.getuint64(), bnMidValue.getuint64());
+        if (bnMidValue * bnMidValue * bnMidValue * bnMidValue * bnTargetLimit > bnSubsidyLimit * bnSubsidyLimit * bnSubsidyLimit * bnSubsidyLimit * bnTarget)
+            bnUpperBound = bnMidValue;
+        else
+            bnLowerBound = bnMidValue;
+    }
+
+    int64 nSubsidy = bnUpperBound.getuint64();
+    nSubsidy = (nSubsidy / CENT) * CENT;
+    if (fDebug && GetBoolArg("-printcreation"))
+        printf("GetProofOfWorkReward() : create=%s nBits=0x%08x nSubsidy=%"PRI64d"\n", FormatMoney(nSubsidy).c_str(), nBits, nSubsidy);
+
+    return nSubsidy;
+}
+
+// ppcoin: miner's coin stake is rewarded based on coin age spent (coin-days)
+int64 GetProofOfStakeReward(int64 nCoinAge)
 {
-    int64 nSubsidy = 50 * COIN;
+    static int64 nRewardCoinYear = CENT;  // creation amount per coin-year
+    int64 nSubsidy = nCoinAge * 33 / (365 * 33 + 8) * nRewardCoinYear;
+    if (fDebug && GetBoolArg("-printcreation"))
+        printf("GetProofOfStakeReward(): create=%s nCoinAge=%"PRI64d"\n", FormatMoney(nSubsidy).c_str(), nCoinAge);
+    return nSubsidy;
+}
+
+static const int64 nTargetTimespan = 7 * 24 * 60 * 60;  // one week
+static const int64 nTargetSpacingStake = 10 * 60;       // ten minutes
+static const int64 nTargetSpacingWorkMax = 2 * 60 * 60; // two hours
+static const int64 nMaxClockDrift = 2 * 60 * 60;        // two hours
 
-    // Subsidy is cut in half every 4 years
-    nSubsidy >>= (nHeight / 210000);
+//
+// minimum amount of work that could possibly be required nTime after
+// minimum work required was nBase
+//
+unsigned int ComputeMinWork(unsigned int nBase, int64 nTime)
+{
+    CBigNum bnResult;
+    bnResult.SetCompact(nBase);
+    bnResult *= 2;
+    while (nTime > 0 && bnResult < bnProofOfWorkLimit)
+    {
+        // Maximum 200% adjustment per day...
+        bnResult *= 2;
+        nTime -= 24 * 60 * 60;
+    }
+    if (bnResult > bnProofOfWorkLimit)
+        bnResult = bnProofOfWorkLimit;
+    return bnResult.GetCompact();
+}
 
-    return nSubsidy + nFees;
+// ppcoin: find last block index up to pindex
+const CBlockIndex* GetLastBlockIndex(const CBlockIndex* pindex, bool fProofOfStake)
+{
+    while (pindex && (pindex->IsProofOfStake() != fProofOfStake))
+        pindex = pindex->pprev;
+    return pindex;
 }
 
-unsigned int static GetNextWorkRequired(const CBlockIndex* pindexLast)
+unsigned int static GetNextTargetRequired(const CBlockIndex* pindexLast, bool fProofOfStake)
 {
-    const int64 nTargetTimespan = 14 * 24 * 60 * 60; // two weeks
-    const int64 nTargetSpacing = 10 * 60;
-    const int64 nInterval = nTargetTimespan / nTargetSpacing;
+    // Genesis block and first block
+    if (pindexLast == NULL || pindexLast->pprev == NULL)
+        return bnProofOfWorkLimit.GetCompact();
 
-    // Genesis block
-    if (pindexLast == NULL)
+    const CBlockIndex* pindexPrev = GetLastBlockIndex(pindexLast, fProofOfStake);
+    if (pindexPrev == NULL) 
+        return bnProofOfWorkLimit.GetCompact();
+    const CBlockIndex* pindexPrevPrev = GetLastBlockIndex(pindexPrev->pprev, fProofOfStake);
+    if (pindexPrevPrev == NULL)
         return bnProofOfWorkLimit.GetCompact();
+    int64 nActualSpacing = pindexPrev->GetBlockTime() - pindexPrevPrev->GetBlockTime();
 
-    // Only change once per interval
-    if ((pindexLast->nHeight+1) % nInterval != 0)
-        return pindexLast->nBits;
-
-    // Go back by what we want to be 14 days worth of blocks
-    const CBlockIndex* pindexFirst = pindexLast;
-    for (int i = 0; pindexFirst && i < nInterval-1; i++)
-        pindexFirst = pindexFirst->pprev;
-    assert(pindexFirst);
-
-    // Limit adjustment step
-    int64 nActualTimespan = pindexLast->GetBlockTime() - pindexFirst->GetBlockTime();
-    printf("  nActualTimespan = %"PRI64d"  before bounds\n", nActualTimespan);
-    if (nActualTimespan < nTargetTimespan/4)
-        nActualTimespan = nTargetTimespan/4;
-    if (nActualTimespan > nTargetTimespan*4)
-        nActualTimespan = nTargetTimespan*4;
-
-    // Retarget
+    // ppcoin: target change every block
+    // ppcoin: retarget with exponential moving toward target spacing
     CBigNum bnNew;
-    bnNew.SetCompact(pindexLast->nBits);
-    bnNew *= nActualTimespan;
-    bnNew /= nTargetTimespan;
+    bnNew.SetCompact(pindexPrev->nBits);
+    int64 nTargetSpacing = fProofOfStake? nTargetSpacingStake : min(nTargetSpacingWorkMax, nTargetSpacingStake * (1 + pindexLast->nHeight - pindexPrev->nHeight));
+    int64 nInterval = nTargetTimespan / nTargetSpacing;
+    bnNew *= ((nInterval - 1) * nTargetSpacing + nActualSpacing + nActualSpacing);
+    bnNew /= ((nInterval + 1) * nTargetSpacing);
 
     if (bnNew > bnProofOfWorkLimit)
         bnNew = bnProofOfWorkLimit;
 
-    /// debug print
-    printf("GetNextWorkRequired RETARGET\n");
-    printf("nTargetTimespan = %"PRI64d"    nActualTimespan = %"PRI64d"\n", nTargetTimespan, nActualTimespan);
-    printf("Before: %08x  %s\n", pindexLast->nBits, CBigNum().SetCompact(pindexLast->nBits).getuint256().ToString().c_str());
-    printf("After:  %08x  %s\n", bnNew.GetCompact(), bnNew.getuint256().ToString().c_str());
-
     return bnNew.GetCompact();
 }
 
@@ -713,22 +797,15 @@ bool CheckProofOfWork(uint256 hash, unsigned int nBits)
     return true;
 }
 
-// Return conservative estimate of total number of blocks, 0 if unknown
-int GetTotalBlocksEstimate()
+// Return maximum amount of blocks that other nodes claim to have
+int GetNumBlocksOfPeers()
 {
-    if(fTestNet)
-    {
-        return 0;
-    }
-    else
-    {
-        return nTotalBlocksEstimate;
-    }
+    return std::max(cPeerBlockCounts.median(), Checkpoints::GetTotalBlocksEstimate());
 }
 
 bool IsInitialBlockDownload()
 {
-    if (pindexBest == NULL || nBestHeight < (GetTotalBlocksEstimate()-nInitialBlockThreshold))
+    if (pindexBest == NULL || nBestHeight < (Checkpoints::GetTotalBlocksEstimate()-nInitialBlockThreshold))
         return true;
     static int64 nLastUpdate;
     static CBlockIndex* pindexLastBest;
@@ -743,15 +820,15 @@ bool IsInitialBlockDownload()
 
 void static InvalidChainFound(CBlockIndex* pindexNew)
 {
-    if (pindexNew->bnChainWork > bnBestInvalidWork)
+    if (pindexNew->nChainTrust > nBestInvalidTrust)
     {
-        bnBestInvalidWork = pindexNew->bnChainWork;
-        CTxDB().WriteBestInvalidWork(bnBestInvalidWork);
+        nBestInvalidTrust = pindexNew->nChainTrust;
+        CTxDB().WriteBestInvalidTrust(nBestInvalidTrust);
         MainFrameRepaint();
     }
-    printf("InvalidChainFound: invalid block=%s  height=%d  work=%s\n", pindexNew->GetBlockHash().ToString().substr(0,20).c_str(), pindexNew->nHeight, pindexNew->bnChainWork.ToString().c_str());
-    printf("InvalidChainFound:  current best=%s  height=%d  work=%s\n", hashBestChain.ToString().substr(0,20).c_str(), nBestHeight, bnBestChainWork.ToString().c_str());
-    if (pindexBest && bnBestInvalidWork > bnBestChainWork + pindexBest->GetBlockWork() * 6)
+    printf("InvalidChainFound: invalid block=%s  height=%d  trust=%s\n", pindexNew->GetBlockHash().ToString().substr(0,20).c_str(), pindexNew->nHeight, CBigNum(pindexNew->nChainTrust).ToString().c_str());
+    printf("InvalidChainFound:  current best=%s  height=%d  trust=%s\n", hashBestChain.ToString().substr(0,20).c_str(), nBestHeight, CBigNum(nBestChainTrust).ToString().c_str());
+    if (pindexBest && nBestInvalidTrust > nBestChainTrust + pindexBest->GetBlockTrust() * 6)
         printf("InvalidChainFound: WARNING: Displayed transactions may not be correct!  You may need to upgrade, or other nodes may need to upgrade.\n");
 }
 
@@ -803,6 +880,9 @@ bool CTransaction::ConnectInputs(CTxDB& txdb, map<uint256, CTxIndex>& mapTestPoo
                                  CBlockIndex* pindexBlock, int64& nFees, bool fBlock, bool fMiner, int64 nMinFee)
 {
     // Take over previous transactions' spent pointers
+    // fBlock is true when this is called from AcceptBlock when a new best-block is added to the blockchain
+    // fMiner is true when called from the internal bitcoin miner
+    // ... both are false when called from CTransaction::AcceptToMemoryPool
     if (!IsCoinBase())
     {
         int64 nValueIn = 0;
@@ -848,26 +928,36 @@ bool CTransaction::ConnectInputs(CTxDB& txdb, map<uint256, CTxIndex>& mapTestPoo
             }
 
             if (prevout.n >= txPrev.vout.size() || prevout.n >= txindex.vSpent.size())
-                return error("ConnectInputs() : %s prevout.n out of range %d %d %d prev tx %s\n%s", GetHash().ToString().substr(0,10).c_str(), prevout.n, txPrev.vout.size(), txindex.vSpent.size(), prevout.hash.ToString().substr(0,10).c_str(), txPrev.ToString().c_str());
+                return DoS(100, error("ConnectInputs() : %s prevout.n out of range %d %d %d prev tx %s\n%s", GetHash().ToString().substr(0,10).c_str(), prevout.n, txPrev.vout.size(), txindex.vSpent.size(), prevout.hash.ToString().substr(0,10).c_str(), txPrev.ToString().c_str()));
 
-            // If prev is coinbase, check that it's matured
-            if (txPrev.IsCoinBase())
+            // If prev is coinbase/coinstake, check that it's matured
+            if (txPrev.IsCoinBase() || txPrev.IsCoinStake())
                 for (CBlockIndex* pindex = pindexBlock; pindex && pindexBlock->nHeight - pindex->nHeight < COINBASE_MATURITY; pindex = pindex->pprev)
                     if (pindex->nBlockPos == txindex.pos.nBlockPos && pindex->nFile == txindex.pos.nFile)
-                        return error("ConnectInputs() : tried to spend coinbase at depth %d", pindexBlock->nHeight - pindex->nHeight);
-
-            // Verify signature
-            if (!VerifySignature(txPrev, *this, i))
-                return error("ConnectInputs() : %s VerifySignature failed", GetHash().ToString().substr(0,10).c_str());
-
-            // Check for conflicts
+                        return error("ConnectInputs() : tried to spend coinbase/coinstake at depth %d", pindexBlock->nHeight - pindex->nHeight);
+
+            // ppcoin: check transaction timestamp
+            if (txPrev.nTime > nTime)
+                return DoS(100, error("ConnectInputs() : transaction timestamp earlier than input transaction"));
+
+            // Skip ECDSA signature verification when connecting blocks (fBlock=true) during initial download
+            // (before the last blockchain checkpoint). This is safe because block merkle hashes are
+            // still computed and checked, and any change will be caught at the next checkpoint.
+            if (!(fBlock && IsInitialBlockDownload()))
+                // Verify signature
+                if (!VerifySignature(txPrev, *this, i))
+                    return DoS(100,error("ConnectInputs() : %s VerifySignature failed", GetHash().ToString().substr(0,10).c_str()));
+
+            // Check for conflicts (double-spend)
+            // This doesn't trigger the DoS code on purpose; if it did, it would make it easier
+            // for an attacker to attempt to split the network.
             if (!txindex.vSpent[prevout.n].IsNull())
                 return fMiner ? false : error("ConnectInputs() : %s prev tx already used at %s", GetHash().ToString().substr(0,10).c_str(), txindex.vSpent[prevout.n].ToString().c_str());
 
             // Check for negative or overflow input values
             nValueIn += txPrev.vout[prevout.n].nValue;
             if (!MoneyRange(txPrev.vout[prevout.n].nValue) || !MoneyRange(nValueIn))
-                return error("ConnectInputs() : txin values out of range");
+                return DoS(100, error("ConnectInputs() : txin values out of range"));
 
             // Mark outpoints as spent
             txindex.vSpent[prevout.n] = posThisTx;
@@ -879,18 +969,32 @@ bool CTransaction::ConnectInputs(CTxDB& txdb, map<uint256, CTxIndex>& mapTestPoo
             }
         }
 
-        if (nValueIn < GetValueOut())
-            return error("ConnectInputs() : %s value in < value out", GetHash().ToString().substr(0,10).c_str());
-
-        // Tally transaction fees
-        int64 nTxFee = nValueIn - GetValueOut();
-        if (nTxFee < 0)
-            return error("ConnectInputs() : %s nTxFee < 0", GetHash().ToString().substr(0,10).c_str());
-        if (nTxFee < nMinFee)
-            return false;
-        nFees += nTxFee;
-        if (!MoneyRange(nFees))
-            return error("ConnectInputs() : nFees out of range");
+        if (IsCoinStake())
+        {
+            // ppcoin: coin stake tx earns reward instead of paying fee
+            uint64 nCoinAge;
+            if (!GetCoinAge(txdb, nCoinAge))
+                return error("ConnectInputs() : %s unable to get coin age for coinstake", GetHash().ToString().substr(0,10).c_str());
+            int64 nStakeReward = GetValueOut() - nValueIn;
+            if (nStakeReward > GetProofOfStakeReward(nCoinAge))
+                return DoS(100, error("ConnectInputs() : %s stake reward exceeded", GetHash().ToString().substr(0,10).c_str()));
+        }
+        else
+        {
+            if (nValueIn < GetValueOut())
+                return DoS(100, error("ConnectInputs() : %s value in < value out", GetHash().ToString().substr(0,10).c_str()));
+
+            // Tally transaction fees
+            int64 nTxFee = nValueIn - GetValueOut();
+            if (nTxFee < 0)
+                return DoS(100, error("ConnectInputs() : %s nTxFee < 0", GetHash().ToString().substr(0,10).c_str()));
+            // ppcoin: enforce transaction fees for every block
+            if (nTxFee < nMinFee)
+                return fBlock? DoS(100, error("ConnectInputs() : %s not paying required fee=%s, paid=%s", GetHash().ToString().substr(0,10).c_str(), FormatMoney(nMinFee).c_str(), FormatMoney(nTxFee).c_str())) : false;
+            nFees += nTxFee;
+            if (!MoneyRange(nFees))
+                return DoS(100, error("ConnectInputs() : nFees out of range"));
+        }
     }
 
     if (fBlock)
@@ -973,6 +1077,10 @@ bool CBlock::DisconnectBlock(CTxDB& txdb, CBlockIndex* pindex)
             return error("DisconnectBlock() : WriteBlockIndex failed");
     }
 
+    // ppcoin: clean up wallet after disconnecting coinstake
+    BOOST_FOREACH(CTransaction& tx, vtx)
+        SyncWithWallets(tx, this, false, false);
+
     return true;
 }
 
@@ -983,7 +1091,7 @@ bool CBlock::ConnectBlock(CTxDB& txdb, CBlockIndex* pindex)
         return false;
 
     //// issue here: it doesn't know the version
-    unsigned int nTxPos = pindex->nBlockPos + ::GetSerializeSize(CBlock(), SER_DISK) - 1 + GetSizeOfCompactSize(vtx.size());
+    unsigned int nTxPos = pindex->nBlockPos + ::GetSerializeSize(CBlock(), SER_DISK) - (2 * GetSizeOfCompactSize(0)) + GetSizeOfCompactSize(vtx.size());
 
     map<uint256, CTxIndex> mapQueuedChanges;
     int64 nFees = 0;
@@ -992,7 +1100,7 @@ bool CBlock::ConnectBlock(CTxDB& txdb, CBlockIndex* pindex)
         CDiskTxPos posThisTx(pindex->nFile, pindex->nBlockPos, nTxPos);
         nTxPos += ::GetSerializeSize(tx, SER_DISK);
 
-        if (!tx.ConnectInputs(txdb, mapQueuedChanges, posThisTx, pindex, nFees, true, false))
+        if (!tx.ConnectInputs(txdb, mapQueuedChanges, posThisTx, pindex, nFees, true, false, tx.GetMinFee()))
             return false;
     }
     // Write queued txindex changes
@@ -1002,8 +1110,12 @@ bool CBlock::ConnectBlock(CTxDB& txdb, CBlockIndex* pindex)
             return error("ConnectBlock() : UpdateTxIndex failed");
     }
 
-    if (vtx[0].GetValueOut() > GetBlockValue(pindex->nHeight, nFees))
+    // ppcoin: fees are not collected by miners as in bitcoin
+    // ppcoin: fees are destroyed to compensate the entire network
+    if (IsProofOfWork() && vtx[0].GetValueOut() > GetProofOfWorkReward(nBits))
         return false;
+    if (fDebug && GetBoolArg("-printcreation"))
+        printf("ConnectBlock() : destroy=%s nFees=%"PRI64d"\n", FormatMoney(nFees).c_str(), nFees);
 
     // Update block index on disk without changing it in memory.
     // The memory index structure will be changed after the db commits.
@@ -1022,7 +1134,7 @@ bool CBlock::ConnectBlock(CTxDB& txdb, CBlockIndex* pindex)
     return true;
 }
 
-bool static Reorganize(CTxDB& txdb, CBlockIndex* pindexNew)
+bool Reorganize(CTxDB& txdb, CBlockIndex* pindexNew)
 {
     printf("REORGANIZE\n");
 
@@ -1063,7 +1175,7 @@ bool static Reorganize(CTxDB& txdb, CBlockIndex* pindexNew)
 
         // Queue memory transactions to resurrect
         BOOST_FOREACH(const CTransaction& tx, block.vtx)
-            if (!tx.IsCoinBase())
+            if (!(tx.IsCoinBase() || tx.IsCoinStake()))
                 vResurrect.push_back(tx);
     }
 
@@ -1168,11 +1280,143 @@ bool CBlock::SetBestChain(CTxDB& txdb, CBlockIndex* pindexNew)
     hashBestChain = hash;
     pindexBest = pindexNew;
     nBestHeight = pindexBest->nHeight;
-    bnBestChainWork = pindexNew->bnChainWork;
+    nBestChainTrust = pindexNew->nChainTrust;
     nTimeBestReceived = GetTime();
     nTransactionsUpdated++;
-    printf("SetBestChain: new best=%s  height=%d  work=%s\n", hashBestChain.ToString().substr(0,20).c_str(), nBestHeight, bnBestChainWork.ToString().c_str());
+    printf("SetBestChain: new best=%s  height=%d  trust=%s\n", hashBestChain.ToString().substr(0,20).c_str(), nBestHeight, CBigNum(nBestChainTrust).ToString().c_str());
+
+    return true;
+}
+
+
+// ppcoin: coinstake must meet hash target according to the protocol:
+// input 0 must meet the formula
+//     hash(nBits + txPrev.block.nTime + txPrev.offset + txPrev.nTime + txPrev.vout.n + nTime) < bnTarget * nCoinDay
+// 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:
+//   nBits: encodes all past block timestamps, making computing hash in advance
+//          more difficult
+//   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 
+//                  nodes generating coinstake at the same time
+//   txPrev.nTime: reduce the chance of nodes generating coinstake at the same
+//                 time
+//   txPrev.vout.n: output number of txPrev, to reduce the chance of nodes
+//                  generating coinstake at the same time
+//   block/tx hash should not be used here as they can be generated in vast
+//   quantities so as to generate blocks faster, degrading the system back into
+//   a proof-of-work situation.
+//
+bool CTransaction::CheckProofOfStake(unsigned int nBits) const
+{
+    CBigNum bnTargetPerCoinDay;
+    bnTargetPerCoinDay.SetCompact(nBits);
+    if (!IsCoinStake())
+        return true;
+
+    // Input 0 must match the stake hash target per coin age (nBits)
+    const CTxIn& txin = vin[0];
+
+    // First try finding the previous transaction in database
+    CTxDB txdb("r");
+    CTransaction txPrev;
+    CTxIndex txindex;
+    if (!txPrev.ReadFromDisk(txdb, txin.prevout, txindex))
+        return false;  // previous transaction not in main chain
+    txdb.Close();
+    if (nTime < txPrev.nTime)
+        return false;  // Transaction timestamp violation
+
+    // Verify signature
+    if (!VerifySignature(txPrev, *this, 0))
+        return DoS(100, error("CheckProofOfStake() : VerifySignature failed on coinstake %s", GetHash().ToString().c_str()));
+
+    // Read block header
+    CBlock block;
+    if (!block.ReadFromDisk(txindex.pos.nFile, txindex.pos.nBlockPos, false))
+        return false; // unable to read block of previous transaction
+    if (block.GetBlockTime() + AUTO_CHECKPOINT_TRUST_SPAN > nTime)
+        return false; // only count coins from at least one week ago
+
+    int64 nValueIn = txPrev.vout[txin.prevout.n].nValue;
+    CBigNum bnCoinDay = CBigNum(nValueIn) * (nTime-txPrev.nTime) / COIN / (24 * 60 * 60);
+    // Calculate hash
+    CDataStream ss(SER_GETHASH, VERSION);
+    ss << nBits << block.nTime << (txindex.pos.nTxPos - txindex.pos.nBlockPos) << txPrev.nTime << txin.prevout.n << nTime;
+    if (CBigNum(Hash(ss.begin(), ss.end())) <= bnCoinDay * bnTargetPerCoinDay)
+        return true;
+    else
+        return DoS(100, error("CheckProofOfStake() : check target failed on coinstake %s", GetHash().ToString().c_str()));
+}
+
+// ppcoin: total coin age spent in transaction, in the unit of coin-days.
+// Only those coins last spent at least a week ago count. As those
+// transactions not in main chain are not currently indexed so we
+// might not find out about their coin age. Older transactions are 
+// guaranteed to be in main chain by auto checkpoint. This rule is
+// introduced to help nodes establish a consistent view of the coin
+// age (trust score) of competing branches.
+bool CTransaction::GetCoinAge(CTxDB& txdb, uint64& nCoinAge) const
+{
+    CBigNum bnCentSecond = 0;  // coin age in the unit of cent-seconds
+    nCoinAge = 0;
+
+    if (IsCoinBase())
+        return true;
+
+    BOOST_FOREACH(const CTxIn& txin, vin)
+    {
+        // First try finding the previous transaction in database
+        CTransaction txPrev;
+        CTxIndex txindex;
+        if (!txPrev.ReadFromDisk(txdb, txin.prevout, txindex))
+            continue;  // previous transaction not in main chain
+        if (nTime < txPrev.nTime)
+            return false;  // Transaction timestamp violation
+
+        // Read block header
+        CBlock block;
+        if (!block.ReadFromDisk(txindex.pos.nFile, txindex.pos.nBlockPos, false))
+            return false; // unable to read block of previous transaction
+        if (block.GetBlockTime() + AUTO_CHECKPOINT_TRUST_SPAN > nTime)
+            continue; // only count coins from at least one week ago
+
+        int64 nValueIn = txPrev.vout[txin.prevout.n].nValue;
+        bnCentSecond += CBigNum(nValueIn) * (nTime-txPrev.nTime) / CENT;
+
+        if (fDebug && GetBoolArg("-printcoinage"))
+            printf("coin age nValueIn=%-12I64d nTimeDiff=%d bnCentSecond=%s\n", nValueIn, nTime - txPrev.nTime, bnCentSecond.ToString().c_str());
+    }
+
+    CBigNum bnCoinDay = bnCentSecond * CENT / COIN / (24 * 60 * 60);
+    if (fDebug && GetBoolArg("-printcoinage"))
+        printf("coin age bnCoinDay=%s\n", bnCoinDay.ToString().c_str());
+    nCoinAge = bnCoinDay.getuint64();
+    return true;
+}
+
+// ppcoin: total coin age spent in block, in the unit of coin-days.
+bool CBlock::GetCoinAge(uint64& nCoinAge) const
+{
+    nCoinAge = 0;
 
+    CTxDB txdb("r");
+    BOOST_FOREACH(const CTransaction& tx, vtx)
+    {
+        uint64 nTxCoinAge;
+        if (tx.GetCoinAge(txdb, nTxCoinAge))
+            nCoinAge += nTxCoinAge;
+        else
+            return false;
+    }
+
+    if (nCoinAge == 0) // block coin age minimum 1 coin-day
+        nCoinAge = 1;
+    if (fDebug && GetBoolArg("-printcoinage"))
+        printf("block coin age total nCoinDays=%"PRI64d"\n", nCoinAge);
     return true;
 }
 
@@ -1189,6 +1433,9 @@ bool CBlock::AddToBlockIndex(unsigned int nFile, unsigned int nBlockPos)
     if (!pindexNew)
         return error("AddToBlockIndex() : new CBlockIndex failed");
     map<uint256, CBlockIndex*>::iterator mi = mapBlockIndex.insert(make_pair(hash, pindexNew)).first;
+    if (pindexNew->fProofOfStake) 
+        setStakeSeen.insert(make_pair(pindexNew->prevoutStake, pindexNew->nStakeTime));
+
     pindexNew->phashBlock = &((*mi).first);
     map<uint256, CBlockIndex*>::iterator miPrev = mapBlockIndex.find(hashPrevBlock);
     if (miPrev != mapBlockIndex.end())
@@ -1196,7 +1443,12 @@ bool CBlock::AddToBlockIndex(unsigned int nFile, unsigned int nBlockPos)
         pindexNew->pprev = (*miPrev).second;
         pindexNew->nHeight = pindexNew->pprev->nHeight + 1;
     }
-    pindexNew->bnChainWork = (pindexNew->pprev ? pindexNew->pprev->bnChainWork : 0) + pindexNew->GetBlockWork();
+
+    // ppcoin: compute chain trust score
+    uint64 nCoinAge;
+    if (!GetCoinAge(nCoinAge))
+        return error("AddToBlockIndex() : invalid transaction in block");
+    pindexNew->nChainTrust = (pindexNew->pprev ? pindexNew->pprev->nChainTrust : 0) + nCoinAge;
 
     CTxDB txdb;
     txdb.TxnBegin();
@@ -1205,7 +1457,7 @@ bool CBlock::AddToBlockIndex(unsigned int nFile, unsigned int nBlockPos)
         return false;
 
     // New best
-    if (pindexNew->bnChainWork > bnBestChainWork)
+    if (pindexNew->nChainTrust > nBestChainTrust)
         if (!SetBestChain(txdb, pindexNew))
             return false;
 
@@ -1233,35 +1485,61 @@ bool CBlock::CheckBlock() const
 
     // Size limits
     if (vtx.empty() || vtx.size() > MAX_BLOCK_SIZE || ::GetSerializeSize(*this, SER_NETWORK) > MAX_BLOCK_SIZE)
-        return error("CheckBlock() : size limits failed");
+        return DoS(100, error("CheckBlock() : size limits failed"));
 
     // Check proof of work matches claimed amount
-    if (!CheckProofOfWork(GetHash(), nBits))
-        return error("CheckBlock() : proof of work failed");
+    if (IsProofOfWork() && !CheckProofOfWork(GetHash(), nBits))
+        return DoS(50, error("CheckBlock() : proof of work failed"));
 
     // Check timestamp
-    if (GetBlockTime() > GetAdjustedTime() + 2 * 60 * 60)
+    if (GetBlockTime() > GetAdjustedTime() + nMaxClockDrift)
         return error("CheckBlock() : block timestamp too far in the future");
 
     // First transaction must be coinbase, the rest must not be
     if (vtx.empty() || !vtx[0].IsCoinBase())
-        return error("CheckBlock() : first tx is not coinbase");
+        return DoS(100, error("CheckBlock() : first tx is not coinbase"));
     for (int i = 1; i < vtx.size(); i++)
         if (vtx[i].IsCoinBase())
-            return error("CheckBlock() : more than one coinbase");
+            return DoS(100, error("CheckBlock() : more than one coinbase"));
+
+    // ppcoin: only the second transaction can be the optional coinstake
+    for (int i = 2; i < vtx.size(); i++)
+        if (vtx[i].IsCoinStake())
+            return DoS(100, error("CheckBlock() : coinstake in wrong position"));
+
+    // ppcoin: coinbase output should be empty if proof-of-stake block
+    if (IsProofOfStake() && !vtx[0].vout[0].IsEmpty())
+        return error("CheckBlock() : coinbase output not empty for proof-of-stake block");
+
+    // Check coinbase timestamp
+    if (GetBlockTime() > (int64)vtx[0].nTime + nMaxClockDrift)
+        return DoS(50, error("CheckBlock() : coinbase timestamp is too early"));
+
+    // Check coinstake timestamp
+    if (IsProofOfStake() && GetBlockTime() > (int64)vtx[1].nTime + nMaxClockDrift)
+        return DoS(50, error("CheckBlock() : coinstake timestamp is too early"));
 
     // Check transactions
     BOOST_FOREACH(const CTransaction& tx, vtx)
+    {
         if (!tx.CheckTransaction())
-            return error("CheckBlock() : CheckTransaction failed");
+            return DoS(tx.nDoS, error("CheckBlock() : CheckTransaction failed"));
+        // ppcoin: check transaction timestamp
+        if (GetBlockTime() < (int64)tx.nTime)
+            return DoS(50, error("CheckBlock() : block timestamp earlier than transaction timestamp"));
+    }
 
     // Check that it's not full of nonstandard transactions
     if (GetSigOpCount() > MAX_BLOCK_SIGOPS)
-        return error("CheckBlock() : too many nonstandard transactions");
+        return DoS(100, error("CheckBlock() : out-of-bounds SigOpCount"));
 
     // Check merkleroot
     if (hashMerkleRoot != BuildMerkleTree())
-        return error("CheckBlock() : hashMerkleRoot mismatch");
+        return DoS(100, error("CheckBlock() : hashMerkleRoot mismatch"));
+
+    // ppcoin: check block signature
+    if (!CheckBlockSignature())
+        return DoS(100, error("CheckBlock() : bad block signature"));
 
     return true;
 }
@@ -1276,35 +1554,30 @@ bool CBlock::AcceptBlock()
     // Get prev block index
     map<uint256, CBlockIndex*>::iterator mi = mapBlockIndex.find(hashPrevBlock);
     if (mi == mapBlockIndex.end())
-        return error("AcceptBlock() : prev block not found");
+        return DoS(10, error("AcceptBlock() : prev block not found"));
     CBlockIndex* pindexPrev = (*mi).second;
     int nHeight = pindexPrev->nHeight+1;
 
-    // Check proof of work
-    if (nBits != GetNextWorkRequired(pindexPrev))
-        return error("AcceptBlock() : incorrect proof of work");
+    // Check proof-of-work or proof-of-stake
+    if (nBits != GetNextTargetRequired(pindexPrev, IsProofOfStake()))
+        return DoS(100, error("AcceptBlock() : incorrect proof-of-work/proof-of-stake"));
 
     // Check timestamp against prev
-    if (GetBlockTime() <= pindexPrev->GetMedianTimePast())
+    if (GetBlockTime() <= pindexPrev->GetMedianTimePast() || GetBlockTime() + nMaxClockDrift < pindexPrev->GetBlockTime())
         return error("AcceptBlock() : block's timestamp is too early");
 
     // Check that all transactions are finalized
     BOOST_FOREACH(const CTransaction& tx, vtx)
         if (!tx.IsFinal(nHeight, GetBlockTime()))
-            return error("AcceptBlock() : contains a non-final transaction");
-
-    // Check that the block chain matches the known block chain up to a checkpoint
-    if (!fTestNet)
-        if ((nHeight ==  11111 && hash != uint256("0x0000000069e244f73d78e8fd29ba2fd2ed618bd6fa2ee92559f542fdb26e7c1d")) ||
-            (nHeight ==  33333 && hash != uint256("0x000000002dd5588a74784eaa7ab0507a18ad16a236e7b1ce69f00d7ddfb5d0a6")) ||
-            (nHeight ==  68555 && hash != uint256("0x00000000001e1b4903550a0b96e9a9405c8a95f387162e4944e8d9fbe501cd6a")) ||
-            (nHeight ==  70567 && hash != uint256("0x00000000006a49b14bcf27462068f1264c961f11fa2e0eddd2be0791e1d4124a")) ||
-            (nHeight ==  74000 && hash != uint256("0x0000000000573993a3c9e41ce34471c079dcf5f52a0e824a81e7f953b8661a20")) ||
-            (nHeight == 105000 && hash != uint256("0x00000000000291ce28027faea320c8d2b054b2e0fe44a773f3eefb151d6bdc97")) ||
-            (nHeight == 118000 && hash != uint256("0x000000000000774a7f8a7a12dc906ddb9e17e75d684f15e00f8767f9e8f36553")) ||
-            (nHeight == 134444 && hash != uint256("0x00000000000005b12ffd4cd315cd34ffd4a594f430ac814c91184a0d42d2b0fe")) ||
-            (nHeight == 140700 && hash != uint256("0x000000000000033b512028abb90e1626d8b346fd0ed598ac0a3c371138dce2bd")))
-            return error("AcceptBlock() : rejected by checkpoint lockin at %d", nHeight);
+            return DoS(10, error("AcceptBlock() : contains a non-final transaction"));
+
+    // Check that the block chain matches the known block chain up to a hardened checkpoint
+    if (!Checkpoints::CheckHardened(nHeight, hash))
+        return DoS(100, error("AcceptBlock() : rejected by hardened checkpoint lockin at %d", nHeight));
+
+    // ppcoin: check that the block satisfies synchronized checkpoint
+    if (!Checkpoints::CheckSync(hash, pindexPrev))
+        return error("AcceptBlock() : rejected by synchronized checkpoint");
 
     // Write block to history file
     if (!CheckDiskSpace(::GetSerializeSize(*this, SER_DISK)))
@@ -1323,10 +1596,13 @@ bool CBlock::AcceptBlock()
                 if (nBestHeight > (pnode->nStartingHeight != -1 ? pnode->nStartingHeight - 2000 : 140700))
                     pnode->PushInventory(CInv(MSG_BLOCK, hash));
 
+    // ppcoin: check pending sync-checkpoint
+    Checkpoints::AcceptPendingSyncCheckpoint();
+
     return true;
 }
 
-bool static ProcessBlock(CNode* pfrom, CBlock* pblock)
+bool ProcessBlock(CNode* pfrom, CBlock* pblock)
 {
     // Check for duplicate
     uint256 hash = pblock->GetHash();
@@ -1335,21 +1611,64 @@ bool static ProcessBlock(CNode* pfrom, CBlock* pblock)
     if (mapOrphanBlocks.count(hash))
         return error("ProcessBlock() : already have block (orphan) %s", hash.ToString().substr(0,20).c_str());
 
+    // ppcoin: check proof-of-stake
+    // Limited duplicity on stake: prevents block flood attack
+    // Duplicate stake allowed only when there is orphan child block
+    if (pblock->IsProofOfStake() && setStakeSeen.count(pblock->GetProofOfStake()) && !mapOrphanBlocksByPrev.count(hash) && !Checkpoints::WantedByPendingSyncCheckpoint(hash))
+        return error("ProcessBlock() : duplicate proof-of-stake (%s, %d) for block %s", pblock->GetProofOfStake().first.ToString().c_str(), pblock->GetProofOfStake().second, hash.ToString().c_str());
+
     // Preliminary checks
     if (!pblock->CheckBlock())
         return error("ProcessBlock() : CheckBlock FAILED");
 
+    // ppcoin: verify hash target and signature of coinstake tx
+    if (pblock->IsProofOfStake() && !pblock->vtx[1].CheckProofOfStake(pblock->nBits))
+        return error("ProcessBlock() : check proof-of-stake failed for block %s", hash.ToString().c_str());
+
+    CBlockIndex* pcheckpoint = Checkpoints::GetLastSyncCheckpoint();
+    if (pcheckpoint && pblock->hashPrevBlock != hashBestChain && !Checkpoints::WantedByPendingSyncCheckpoint(hash))
+    {
+        // Extra checks to prevent "fill up memory by spamming with bogus blocks"
+        int64 deltaTime = pblock->GetBlockTime() - pcheckpoint->nTime;
+        CBigNum bnNewBlock;
+        bnNewBlock.SetCompact(pblock->nBits);
+        CBigNum bnRequired;
+        bnRequired.SetCompact(ComputeMinWork(GetLastBlockIndex(pcheckpoint, pblock->IsProofOfStake())->nBits, deltaTime));
+
+        if (bnNewBlock > bnRequired)
+        {
+            pfrom->Misbehaving(100);
+            return error("ProcessBlock() : block with too little %s", pblock->IsProofOfStake()? "proof-of-stake" : "proof-of-work");
+        }
+    }
+
+
     // If don't already have its previous block, shunt it off to holding area until we get it
     if (!mapBlockIndex.count(pblock->hashPrevBlock))
     {
         printf("ProcessBlock: ORPHAN BLOCK, prev=%s\n", pblock->hashPrevBlock.ToString().substr(0,20).c_str());
         CBlock* pblock2 = new CBlock(*pblock);
+        // ppcoin: check proof-of-stake
+        if (pblock2->IsProofOfStake())
+        {
+            // Limited duplicity on stake: prevents block flood attack
+            // Duplicate stake allowed only when there is orphan child block
+            if (setStakeSeenOrphan.count(pblock2->GetProofOfStake()) && !mapOrphanBlocksByPrev.count(hash) && !Checkpoints::WantedByPendingSyncCheckpoint(hash))
+                return error("ProcessBlock() : duplicate proof-of-stake (%s, %d) for orphan block %s", pblock2->GetProofOfStake().first.ToString().c_str(), pblock2->GetProofOfStake().second, hash.ToString().c_str());
+            else
+                setStakeSeenOrphan.insert(pblock2->GetProofOfStake());
+        }
         mapOrphanBlocks.insert(make_pair(hash, pblock2));
         mapOrphanBlocksByPrev.insert(make_pair(pblock2->hashPrevBlock, pblock2));
 
         // Ask this guy to fill in what we're missing
         if (pfrom)
+        {
             pfrom->PushGetBlocks(pindexBest, GetOrphanRoot(pblock2));
+            // ppcoin: getblocks may not obtain the ancestor block rejected
+            // earlier by duplicate-stake check so we ask for it again directly
+            pfrom->AskFor(CInv(MSG_BLOCK, WantedByOrphan(pblock2)));
+        }
         return true;
     }
 
@@ -1371,6 +1690,7 @@ bool static ProcessBlock(CNode* pfrom, CBlock* pblock)
             if (pblockOrphan->AcceptBlock())
                 vWorkQueue.push_back(pblockOrphan->GetHash());
             mapOrphanBlocks.erase(pblockOrphan->GetHash());
+            setStakeSeenOrphan.erase(pblockOrphan->GetProofOfStake());
             delete pblockOrphan;
         }
         mapOrphanBlocksByPrev.erase(hashPrev);
@@ -1482,21 +1802,21 @@ bool LoadBlockIndex(bool fAllowNew)
         //   vMerkleTree: 4a5e1e
 
         // Genesis block
-        const char* pszTimestamp = "The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks";
+        const char* pszTimestamp = "MarketWatch 07/Nov/2011 Gold tops $1,790 to end at over six-week high";
         CTransaction txNew;
+        txNew.nTime = 1339538219;
         txNew.vin.resize(1);
         txNew.vout.resize(1);
         txNew.vin[0].scriptSig = CScript() << 486604799 << CBigNum(4) << vector<unsigned char>((const unsigned char*)pszTimestamp, (const unsigned char*)pszTimestamp + strlen(pszTimestamp));
-        txNew.vout[0].nValue = 50 * COIN;
-        txNew.vout[0].scriptPubKey = CScript() << ParseHex("04678afdb0fe5548271967f1a67130b7105cd6a828e03909a67962e0ea1f61deb649f6bc3f4cef38c4f35504e51ec112de5c384df7ba0b8d578a4c702b6bf11d5f") << OP_CHECKSIG;
+        txNew.vout[0].SetEmpty();
         CBlock block;
         block.vtx.push_back(txNew);
         block.hashPrevBlock = 0;
         block.hashMerkleRoot = block.BuildMerkleTree();
         block.nVersion = 1;
-        block.nTime    = 1231006505;
-        block.nBits    = 0x1d00ffff;
-        block.nNonce   = 2083236893;
+        block.nTime    = 1339540307;
+        block.nBits    = bnProofOfWorkLimit.GetCompact();
+        block.nNonce   = 1281822831;
 
         if (fTestNet)
         {
@@ -1509,9 +1829,10 @@ bool LoadBlockIndex(bool fAllowNew)
         printf("%s\n", block.GetHash().ToString().c_str());
         printf("%s\n", hashGenesisBlock.ToString().c_str());
         printf("%s\n", block.hashMerkleRoot.ToString().c_str());
-        assert(block.hashMerkleRoot == uint256("0x4a5e1e4baab89f3a32518a88c31bc87f618f76673e2cc77ab2127b7afdeda33b"));
+        assert(block.hashMerkleRoot == uint256("0x1557f46a17fcf8843dbe4c0c0edfd1d17eeff2c3c48d73a59d11f5d176e4b54d"));
         block.print();
         assert(block.GetHash() == hashGenesisBlock);
+        assert(block.CheckBlock());
 
         // Start new block file
         unsigned int nFile;
@@ -1520,6 +1841,28 @@ bool LoadBlockIndex(bool fAllowNew)
             return error("LoadBlockIndex() : writing genesis block to disk failed");
         if (!block.AddToBlockIndex(nFile, nBlockPos))
             return error("LoadBlockIndex() : genesis block not accepted");
+
+        // ppcoin: initialize synchronized checkpoint
+        if (!Checkpoints::WriteSyncCheckpoint(hashGenesisBlock))
+            return error("LoadBlockIndex() : failed to init sync checkpoint");
+    }
+
+    // ppcoin: if checkpoint master key changed must reset sync-checkpoint
+    {
+        CTxDB txdb;
+        string strPubKey = "";
+        if (!txdb.ReadCheckpointPubKey(strPubKey) || strPubKey != CSyncCheckpoint::strMasterPubKey)
+        {
+            // write checkpoint master key to db
+            txdb.TxnBegin();
+            if (!txdb.WriteCheckpointPubKey(CSyncCheckpoint::strMasterPubKey))
+                return error("LoadBlockIndex() : failed to write new checkpoint master key to db");
+            if (!txdb.TxnCommit())
+                return error("LoadBlockIndex() : failed to commit new checkpoint master key to db");
+            if (!Checkpoints::ResetSyncCheckpoint())
+                return error("LoadBlockIndex() : failed to reset sync-checkpoint");
+        }
+        txdb.Close();
     }
 
     return true;
@@ -1572,11 +1915,12 @@ void PrintBlockTree()
         // print item
         CBlock block;
         block.ReadFromDisk(pindex);
-        printf("%d (%u,%u) %s  %s  tx %d",
+        printf("%d (%u,%u) %s  %08lx  %s  tx %d",
             pindex->nHeight,
             pindex->nFile,
             pindex->nBlockPos,
             block.GetHash().ToString().substr(0,20).c_str(),
+            block.nBits,
             DateTimeStrFormat("%x %H:%M:%S", block.GetBlockTime()).c_str(),
             block.vtx.size());
 
@@ -1632,12 +1976,18 @@ string GetWarnings(string strFor)
     }
 
     // Longer invalid proof-of-work chain
-    if (pindexBest && bnBestInvalidWork > bnBestChainWork + pindexBest->GetBlockWork() * 6)
+    if (pindexBest && nBestInvalidTrust > nBestChainTrust + pindexBest->GetBlockTrust() * 6)
     {
         nPriority = 2000;
         strStatusBar = strRPC = "WARNING: Displayed transactions may not be correct!  You may need to upgrade, or other nodes may need to upgrade.";
     }
 
+    if (Checkpoints::hashInvalidCheckpoint != 0)
+    {
+        nPriority = 3000;
+        strStatusBar = strRPC = "WARNING: Invalid checkpoint found!  Displayed transactions may not be correct!  You may need to upgrade, or other nodes may need to upgrade.";
+    }
+
     // Alerts
     CRITICAL_BLOCK(cs_mapAlerts)
     {
@@ -1762,7 +2112,10 @@ bool static ProcessMessage(CNode* pfrom, string strCommand, CDataStream& vRecv)
     {
         // Each connection can only send one version message
         if (pfrom->nVersion != 0)
+        {
+            pfrom->Misbehaving(1);
             return false;
+        }
 
         int64 nTime;
         CAddress addrMe;
@@ -1789,6 +2142,10 @@ bool static ProcessMessage(CNode* pfrom, string strCommand, CDataStream& vRecv)
             return true;
         }
 
+        // ppcoin: record my external IP reported by peer
+        if (addrFrom.IsRoutable() && addrMe.IsRoutable())
+            addrSeenByPeer = addrMe;
+
         // Be shy and don't send version until we hear
         if (pfrom->fInbound)
             pfrom->PushVersion();
@@ -1837,15 +2194,23 @@ bool static ProcessMessage(CNode* pfrom, string strCommand, CDataStream& vRecv)
             BOOST_FOREACH(PAIRTYPE(const uint256, CAlert)& item, mapAlerts)
                 item.second.RelayTo(pfrom);
 
+        // ppcoin: relay sync-checkpoint
+        CRITICAL_BLOCK(Checkpoints::cs_hashSyncCheckpoint)
+            if (!Checkpoints::checkpointMessage.IsNull())
+                Checkpoints::checkpointMessage.RelayTo(pfrom);
+
         pfrom->fSuccessfullyConnected = true;
 
         printf("version message: version %d, blocks=%d\n", pfrom->nVersion, pfrom->nStartingHeight);
+
+        cPeerBlockCounts.input(pfrom->nStartingHeight);
     }
 
 
     else if (pfrom->nVersion == 0)
     {
         // Must have a version message before anything else
+        pfrom->Misbehaving(1);
         return false;
     }
 
@@ -1867,7 +2232,10 @@ bool static ProcessMessage(CNode* pfrom, string strCommand, CDataStream& vRecv)
         if (pfrom->nVersion < 31402 && mapAddresses.size() > 1000)
             return true;
         if (vAddr.size() > 1000)
+        {
+            pfrom->Misbehaving(20);
             return error("message addr size() = %d", vAddr.size());
+        }
 
         // Store the new addresses
         CAddrDB addrDB;
@@ -1925,7 +2293,10 @@ bool static ProcessMessage(CNode* pfrom, string strCommand, CDataStream& vRecv)
         vector<CInv> vInv;
         vRecv >> vInv;
         if (vInv.size() > 50000)
+        {
+            pfrom->Misbehaving(20);
             return error("message inv size() = %d", vInv.size());
+        }
 
         CTxDB txdb("r");
         BOOST_FOREACH(const CInv& inv, vInv)
@@ -1954,7 +2325,10 @@ bool static ProcessMessage(CNode* pfrom, string strCommand, CDataStream& vRecv)
         vector<CInv> vInv;
         vRecv >> vInv;
         if (vInv.size() > 50000)
+        {
+            pfrom->Misbehaving(20);
             return error("message getdata size() = %d", vInv.size());
+        }
 
         BOOST_FOREACH(const CInv& inv, vInv)
         {
@@ -2126,6 +2500,7 @@ bool static ProcessMessage(CNode* pfrom, string strCommand, CDataStream& vRecv)
             printf("storing orphan tx %s\n", inv.hash.ToString().substr(0,10).c_str());
             AddOrphanTx(vMsg);
         }
+        if (tx.nDoS) pfrom->Misbehaving(tx.nDoS);
     }
 
 
@@ -2142,6 +2517,7 @@ bool static ProcessMessage(CNode* pfrom, string strCommand, CDataStream& vRecv)
 
         if (ProcessBlock(pfrom, &block))
             mapAlreadyAskedFor.erase(inv);
+        if (block.nDoS) pfrom->Misbehaving(block.nDoS);
     }
 
 
@@ -2236,6 +2612,20 @@ bool static ProcessMessage(CNode* pfrom, string strCommand, CDataStream& vRecv)
         }
     }
 
+    else if (strCommand == "checkpoint")
+    {
+        CSyncCheckpoint checkpoint;
+        vRecv >> checkpoint;
+
+        if (checkpoint.ProcessSyncCheckpoint(pfrom))
+        {
+            // Relay
+            pfrom->hashCheckpointKnown = checkpoint.hashCheckpoint;
+            CRITICAL_BLOCK(cs_vNodes)
+                BOOST_FOREACH(CNode* pnode, vNodes)
+                    checkpoint.RelayTo(pnode);
+        }
+    }
 
     else
     {
@@ -2585,15 +2975,25 @@ int static FormatHashBlocks(void* pbuffer, unsigned int len)
     return blocks;
 }
 
-using CryptoPP::ByteReverse;
-
 static const unsigned int pSHA256InitState[8] =
 {0x6a09e667, 0xbb67ae85, 0x3c6ef372, 0xa54ff53a, 0x510e527f, 0x9b05688c, 0x1f83d9ab, 0x5be0cd19};
 
-inline void SHA256Transform(void* pstate, void* pinput, const void* pinit)
+void SHA256Transform(void* pstate, void* pinput, const void* pinit)
 {
-    memcpy(pstate, pinit, 32);
-    CryptoPP::SHA256::Transform((CryptoPP::word32*)pstate, (CryptoPP::word32*)pinput);
+    SHA256_CTX ctx;
+    unsigned char data[64];
+
+    SHA256_Init(&ctx);
+
+    for (int i = 0; i < 16; i++)
+        ((uint32_t*)data)[i] = ByteReverse(((uint32_t*)pinput)[i]);
+
+    for (int i = 0; i < 8; i++)
+        ctx.h[i] = ((uint32_t*)pinit)[i];
+
+    SHA256_Update(&ctx, data, sizeof(data));
+    for (int i = 0; i < 8; i++) 
+        ((uint32_t*)pstate)[i] = ctx.h[i];
 }
 
 //
@@ -2652,9 +3052,9 @@ public:
 };
 
 
-CBlock* CreateNewBlock(CReserveKey& reservekey)
+CBlock* CreateNewBlock(CWallet* pwallet, bool fProofOfWorkOnly)
 {
-    CBlockIndex* pindexPrev = pindexBest;
+    CReserveKey reservekey(pwallet);
 
     // Create new block
     auto_ptr<CBlock> pblock(new CBlock());
@@ -2671,6 +3071,36 @@ CBlock* CreateNewBlock(CReserveKey& reservekey)
     // Add our coinbase tx as first transaction
     pblock->vtx.push_back(txNew);
 
+    // ppcoin: if coinstake available add coinstake tx
+    static unsigned int nLastCoinStakeCheckTime = GetAdjustedTime() - nMaxClockDrift + 60;  // only initialized at startup
+    CBlockIndex* pindexPrev = pindexBest;
+
+    if (!fProofOfWorkOnly)
+    {
+        while (nLastCoinStakeCheckTime < GetAdjustedTime())
+        {
+            pindexPrev = pindexBest;  // get best block again to avoid getting stale
+            pblock->nBits = GetNextTargetRequired(pindexPrev, true);
+            static CCriticalSection cs;
+            CTransaction txCoinStake;
+            CRITICAL_BLOCK(cs)
+            {
+                // mining may have been suspended for a while so 
+                // need to take max to satisfy the timestamp protocol
+                nLastCoinStakeCheckTime = max(++nLastCoinStakeCheckTime, (unsigned int) (GetAdjustedTime() - nMaxClockDrift + 60));
+                txCoinStake.nTime = nLastCoinStakeCheckTime;
+            }
+            if (pwallet->CreateCoinStake(pblock->nBits, txCoinStake))
+            {
+                pblock->vtx.push_back(txCoinStake);
+                pblock->vtx[0].vout[0].SetEmpty();
+                break;
+            }
+        }
+    }
+
+    pblock->nBits = GetNextTargetRequired(pindexPrev, pblock->IsProofOfStake());
+
     // Collect memory pool transactions into the block
     int64 nFees = 0;
     CRITICAL_BLOCK(cs_main)
@@ -2685,7 +3115,7 @@ CBlock* CreateNewBlock(CReserveKey& reservekey)
         for (map<uint256, CTransaction>::iterator mi = mapTransactions.begin(); mi != mapTransactions.end(); ++mi)
         {
             CTransaction& tx = (*mi).second;
-            if (tx.IsCoinBase() || !tx.IsFinal())
+            if (tx.IsCoinBase() || tx.IsCoinStake() || !tx.IsFinal())
                 continue;
 
             COrphan* porphan = NULL;
@@ -2755,9 +3185,12 @@ CBlock* CreateNewBlock(CReserveKey& reservekey)
             if (nBlockSigOps + nTxSigOps >= MAX_BLOCK_SIGOPS)
                 continue;
 
-            // Transaction fee required depends on block size
-            bool fAllowFree = (nBlockSize + nTxSize < 4000 || CTransaction::AllowFree(dPriority));
-            int64 nMinFee = tx.GetMinFee(nBlockSize, fAllowFree, true);
+            // Timestamp limit
+            if (tx.nTime > GetAdjustedTime())
+                continue;
+
+            // ppcoin: simplify transaction fee - allow free = false
+            int64 nMinFee = tx.GetMinFee(nBlockSize, false, true);
 
             // Connecting shouldn't fail due to dependency on other memory pool transactions
             // because we're already processing them in order of dependency
@@ -2787,13 +3220,15 @@ CBlock* CreateNewBlock(CReserveKey& reservekey)
             }
         }
     }
-    pblock->vtx[0].vout[0].nValue = GetBlockValue(pindexPrev->nHeight+1, nFees);
+    if (pblock->IsProofOfWork())
+        pblock->vtx[0].vout[0].nValue = GetProofOfWorkReward(pblock->nBits);
 
     // Fill in header
     pblock->hashPrevBlock  = pindexPrev->GetBlockHash();
     pblock->hashMerkleRoot = pblock->BuildMerkleTree();
     pblock->nTime          = max(pindexPrev->GetMedianTimePast()+1, GetAdjustedTime());
-    pblock->nBits          = GetNextWorkRequired(pindexPrev);
+    pblock->nTime          = max(pblock->GetBlockTime(), pblock->GetMaxTransactionTime());
+    pblock->nTime          = max(pblock->GetBlockTime(), pindexPrev->GetBlockTime() - nMaxClockDrift);
     pblock->nNonce         = 0;
 
     return pblock.release();
@@ -2866,12 +3301,12 @@ bool CheckWork(CBlock* pblock, CWallet& wallet, CReserveKey& reservekey)
     uint256 hash = pblock->GetHash();
     uint256 hashTarget = CBigNum().SetCompact(pblock->nBits).getuint256();
 
-    if (hash > hashTarget)
-        return false;
+    if (hash > hashTarget && pblock->IsProofOfWork())
+        return error("BitcoinMiner : proof-of-work not meeting target");
 
     //// debug print
     printf("BitcoinMiner:\n");
-    printf("proof-of-work found  \n  hash: %s  \ntarget: %s\n", hash.GetHex().c_str(), hashTarget.GetHex().c_str());
+    printf("new block found  \n  hash: %s  \ntarget: %s\n", hash.GetHex().c_str(), hashTarget.GetHex().c_str());
     pblock->print();
     printf("%s ", DateTimeStrFormat("%x %H:%M", GetTime()).c_str());
     printf("generated %s\n", FormatMoney(pblock->vtx[0].vout[0].nValue).c_str());
@@ -2930,11 +3365,27 @@ void static BitcoinMiner(CWallet *pwallet)
         unsigned int nTransactionsUpdatedLast = nTransactionsUpdated;
         CBlockIndex* pindexPrev = pindexBest;
 
-        auto_ptr<CBlock> pblock(CreateNewBlock(reservekey));
+        auto_ptr<CBlock> pblock(CreateNewBlock(pwallet));
         if (!pblock.get())
             return;
+
         IncrementExtraNonce(pblock.get(), pindexPrev, nExtraNonce);
 
+        // ppcoin: if proof-of-stake block found then process block
+        if (pblock->IsProofOfStake())
+        {
+            if (!pblock->SignBlock(*pwalletMain))
+            {
+                error("BitcoinMiner: Unable to sign new proof-of-stake block");
+                return;
+            }
+            printf("BitcoinMiner : proof-of-stake block found %s\n", pblock->GetHash().ToString().c_str()); 
+            SetThreadPriority(THREAD_PRIORITY_NORMAL);
+            CheckWork(pblock.get(), *pwalletMain, reservekey);
+            SetThreadPriority(THREAD_PRIORITY_LOWEST);
+            continue;
+        }
+
         printf("Running BitcoinMiner with %d transactions in block\n", pblock->vtx.size());
 
 
@@ -2978,6 +3429,11 @@ void static BitcoinMiner(CWallet *pwallet)
                     // Found a solution
                     pblock->nNonce = ByteReverse(nNonceFound);
                     assert(hash == pblock->GetHash());
+                    if (!pblock->SignBlock(*pwalletMain))
+                    {
+                        error("BitcoinMiner: Unable to sign new proof-of-work block");
+                        return;
+                    }
 
                     SetThreadPriority(THREAD_PRIORITY_NORMAL);
                     CheckWork(pblock.get(), *pwalletMain, reservekey);
@@ -3036,7 +3492,11 @@ void static BitcoinMiner(CWallet *pwallet)
 
             // Update nTime every few seconds
             pblock->nTime = max(pindexPrev->GetMedianTimePast()+1, GetAdjustedTime());
+            pblock->nTime = max(pblock->GetBlockTime(), pblock->GetMaxTransactionTime()); 
+            pblock->nTime = max(pblock->GetBlockTime(), pindexPrev->GetBlockTime() - nMaxClockDrift);
             nBlockTime = ByteReverse(pblock->nTime);
+            if (pblock->GetBlockTime() >= (int64)pblock->vtx[0].nTime + nMaxClockDrift)
+                break;  // need to update coinbase timestamp
         }
     }
 }