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       2                 :            : // Distributed under the MIT software license, see the accompanying
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       4                 :            : 
       5                 :            : #include <consensus/merkle.h>
       6                 :            : #include <merkleblock.h>
       7                 :            : #include <serialize.h>
       8                 :            : #include <streams.h>
       9                 :            : #include <test/util/random.h>
      10                 :            : #include <test/util/setup_common.h>
      11                 :            : #include <uint256.h>
      12                 :            : #include <version.h>
      13                 :            : 
      14                 :            : #include <vector>
      15                 :            : 
      16                 :            : #include <boost/test/unit_test.hpp>
      17                 :            : 
      18                 :            : class CPartialMerkleTreeTester : public CPartialMerkleTree
      19                 :            : {
      20                 :            : public:
      21                 :            :     // flip one bit in one of the hashes - this should break the authentication
      22                 :          0 :     void Damage() {
      23                 :          0 :         unsigned int n = InsecureRandRange(vHash.size());
      24                 :          0 :         int bit = InsecureRandBits(8);
      25                 :          0 :         *(vHash[n].begin() + (bit>>3)) ^= 1<<(bit&7);
      26                 :          0 :     }
      27                 :            : };
      28                 :            : 
      29                 :          0 : BOOST_FIXTURE_TEST_SUITE(pmt_tests, BasicTestingSetup)
      30                 :            : 
      31                 :          0 : BOOST_AUTO_TEST_CASE(pmt_test1)
      32                 :            : {
      33                 :            :     static const unsigned int nTxCounts[] = {1, 4, 7, 17, 56, 100, 127, 256, 312, 513, 1000, 4095};
      34                 :            : 
      35                 :          0 :     for (int i = 0; i < 12; i++) {
      36                 :          0 :         unsigned int nTx = nTxCounts[i];
      37                 :            : 
      38                 :            :         // build a block with some dummy transactions
      39                 :          0 :         CBlock block;
      40                 :          0 :         for (unsigned int j=0; j<nTx; j++) {
      41                 :          0 :             CMutableTransaction tx;
      42                 :          0 :             tx.nLockTime = j; // actual transaction data doesn't matter; just make the nLockTime's unique
      43                 :          0 :             block.vtx.push_back(MakeTransactionRef(std::move(tx)));
      44                 :          0 :         }
      45                 :            : 
      46                 :            :         // calculate actual merkle root and height
      47                 :          0 :         uint256 merkleRoot1 = BlockMerkleRoot(block);
      48                 :          0 :         std::vector<uint256> vTxid(nTx, uint256());
      49                 :          0 :         for (unsigned int j=0; j<nTx; j++)
      50                 :          0 :             vTxid[j] = block.vtx[j]->GetHash();
      51                 :          0 :         int nHeight = 1, nTx_ = nTx;
      52                 :          0 :         while (nTx_ > 1) {
      53                 :          0 :             nTx_ = (nTx_+1)/2;
      54                 :          0 :             nHeight++;
      55                 :            :         }
      56                 :            : 
      57                 :            :         // check with random subsets with inclusion chances 1, 1/2, 1/4, ..., 1/128
      58                 :          0 :         for (int att = 1; att < 15; att++) {
      59                 :            :             // build random subset of txid's
      60                 :          0 :             std::vector<bool> vMatch(nTx, false);
      61                 :          0 :             std::vector<uint256> vMatchTxid1;
      62                 :          0 :             for (unsigned int j=0; j<nTx; j++) {
      63                 :          0 :                 bool fInclude = InsecureRandBits(att / 2) == 0;
      64                 :          0 :                 vMatch[j] = fInclude;
      65                 :          0 :                 if (fInclude)
      66                 :          0 :                     vMatchTxid1.push_back(vTxid[j]);
      67                 :          0 :             }
      68                 :            : 
      69                 :            :             // build the partial merkle tree
      70                 :          0 :             CPartialMerkleTree pmt1(vTxid, vMatch);
      71                 :            : 
      72                 :            :             // serialize
      73                 :          0 :             DataStream ss{};
      74                 :          0 :             ss << pmt1;
      75                 :            : 
      76                 :            :             // verify CPartialMerkleTree's size guarantees
      77                 :          0 :             unsigned int n = std::min<unsigned int>(nTx, 1 + vMatchTxid1.size()*nHeight);
      78                 :          0 :             BOOST_CHECK(ss.size() <= 10 + (258*n+7)/8);
      79                 :            : 
      80                 :            :             // deserialize into a tester copy
      81                 :          0 :             CPartialMerkleTreeTester pmt2;
      82                 :          0 :             ss >> pmt2;
      83                 :            : 
      84                 :            :             // extract merkle root and matched txids from copy
      85                 :          0 :             std::vector<uint256> vMatchTxid2;
      86                 :          0 :             std::vector<unsigned int> vIndex;
      87                 :          0 :             uint256 merkleRoot2 = pmt2.ExtractMatches(vMatchTxid2, vIndex);
      88                 :            : 
      89                 :            :             // check that it has the same merkle root as the original, and a valid one
      90                 :          0 :             BOOST_CHECK(merkleRoot1 == merkleRoot2);
      91                 :          0 :             BOOST_CHECK(!merkleRoot2.IsNull());
      92                 :            : 
      93                 :            :             // check that it contains the matched transactions (in the same order!)
      94                 :          0 :             BOOST_CHECK(vMatchTxid1 == vMatchTxid2);
      95                 :            : 
      96                 :            :             // check that random bit flips break the authentication
      97                 :          0 :             for (int j=0; j<4; j++) {
      98                 :          0 :                 CPartialMerkleTreeTester pmt3(pmt2);
      99                 :          0 :                 pmt3.Damage();
     100                 :          0 :                 std::vector<uint256> vMatchTxid3;
     101                 :          0 :                 uint256 merkleRoot3 = pmt3.ExtractMatches(vMatchTxid3, vIndex);
     102                 :          0 :                 BOOST_CHECK(merkleRoot3 != merkleRoot1);
     103                 :          0 :             }
     104                 :          0 :         }
     105                 :          0 :     }
     106                 :          0 : }
     107                 :            : 
     108                 :          0 : BOOST_AUTO_TEST_CASE(pmt_malleability)
     109                 :            : {
     110                 :          0 :     std::vector<uint256> vTxid{
     111                 :            :         uint256{1}, uint256{2},
     112                 :            :         uint256{3}, uint256{4},
     113                 :            :         uint256{5}, uint256{6},
     114                 :            :         uint256{7}, uint256{8},
     115                 :            :         uint256{9}, uint256{10},
     116                 :            :         uint256{9}, uint256{10},
     117                 :            :     };
     118                 :          0 :     std::vector<bool> vMatch = {false, false, false, false, false, false, false, false, false, true, true, false};
     119                 :            : 
     120                 :          0 :     CPartialMerkleTree tree(vTxid, vMatch);
     121                 :          0 :     std::vector<unsigned int> vIndex;
     122                 :          0 :     BOOST_CHECK(tree.ExtractMatches(vTxid, vIndex).IsNull());
     123                 :          0 : }
     124                 :            : 
     125                 :          0 : BOOST_AUTO_TEST_SUITE_END()