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1 : : // Copyright (c) 2015-2022 The Bitcoin Core developers
2 : : // Distributed under the MIT software license, see the accompanying
3 : : // file COPYING or http://www.opensource.org/licenses/mit-license.php.
4 : :
5 : : #include <chain.h>
6 : : #include <chainparams.h>
7 : : #include <pow.h>
8 : : #include <test/util/random.h>
9 : : #include <test/util/setup_common.h>
10 : : #include <util/chaintype.h>
11 : :
12 : : #include <boost/test/unit_test.hpp>
13 : :
14 : 0 : BOOST_FIXTURE_TEST_SUITE(pow_tests, BasicTestingSetup)
15 : :
16 : : /* Test calculation of next difficulty target with no constraints applying */
17 : 0 : BOOST_AUTO_TEST_CASE(get_next_work)
18 : : {
19 : 0 : const auto chainParams = CreateChainParams(*m_node.args, ChainType::MAIN);
20 : 0 : int64_t nLastRetargetTime = 1261130161; // Block #30240
21 : 0 : CBlockIndex pindexLast;
22 : 0 : pindexLast.nHeight = 32255;
23 : 0 : pindexLast.nTime = 1262152739; // Block #32255
24 : 0 : pindexLast.nBits = 0x1d00ffff;
25 : :
26 : : // Here (and below): expected_nbits is calculated in
27 : : // CalculateNextWorkRequired(); redoing the calculation here would be just
28 : : // reimplementing the same code that is written in pow.cpp. Rather than
29 : : // copy that code, we just hardcode the expected result.
30 : 0 : unsigned int expected_nbits = 0x1d00d86aU;
31 : 0 : BOOST_CHECK_EQUAL(CalculateNextWorkRequired(&pindexLast, nLastRetargetTime, chainParams->GetConsensus()), expected_nbits);
32 : 0 : BOOST_CHECK(PermittedDifficultyTransition(chainParams->GetConsensus(), pindexLast.nHeight+1, pindexLast.nBits, expected_nbits));
33 : 0 : }
34 : :
35 : : /* Test the constraint on the upper bound for next work */
36 : 0 : BOOST_AUTO_TEST_CASE(get_next_work_pow_limit)
37 : : {
38 : 0 : const auto chainParams = CreateChainParams(*m_node.args, ChainType::MAIN);
39 : 0 : int64_t nLastRetargetTime = 1231006505; // Block #0
40 : 0 : CBlockIndex pindexLast;
41 : 0 : pindexLast.nHeight = 2015;
42 : 0 : pindexLast.nTime = 1233061996; // Block #2015
43 : 0 : pindexLast.nBits = 0x1d00ffff;
44 : 0 : unsigned int expected_nbits = 0x1d00ffffU;
45 : 0 : BOOST_CHECK_EQUAL(CalculateNextWorkRequired(&pindexLast, nLastRetargetTime, chainParams->GetConsensus()), expected_nbits);
46 : 0 : BOOST_CHECK(PermittedDifficultyTransition(chainParams->GetConsensus(), pindexLast.nHeight+1, pindexLast.nBits, expected_nbits));
47 : 0 : }
48 : :
49 : : /* Test the constraint on the lower bound for actual time taken */
50 : 0 : BOOST_AUTO_TEST_CASE(get_next_work_lower_limit_actual)
51 : : {
52 : 0 : const auto chainParams = CreateChainParams(*m_node.args, ChainType::MAIN);
53 : 0 : int64_t nLastRetargetTime = 1279008237; // Block #66528
54 : 0 : CBlockIndex pindexLast;
55 : 0 : pindexLast.nHeight = 68543;
56 : 0 : pindexLast.nTime = 1279297671; // Block #68543
57 : 0 : pindexLast.nBits = 0x1c05a3f4;
58 : 0 : unsigned int expected_nbits = 0x1c0168fdU;
59 : 0 : BOOST_CHECK_EQUAL(CalculateNextWorkRequired(&pindexLast, nLastRetargetTime, chainParams->GetConsensus()), expected_nbits);
60 : 0 : BOOST_CHECK(PermittedDifficultyTransition(chainParams->GetConsensus(), pindexLast.nHeight+1, pindexLast.nBits, expected_nbits));
61 : : // Test that reducing nbits further would not be a PermittedDifficultyTransition.
62 : 0 : unsigned int invalid_nbits = expected_nbits-1;
63 : 0 : BOOST_CHECK(!PermittedDifficultyTransition(chainParams->GetConsensus(), pindexLast.nHeight+1, pindexLast.nBits, invalid_nbits));
64 : 0 : }
65 : :
66 : : /* Test the constraint on the upper bound for actual time taken */
67 : 0 : BOOST_AUTO_TEST_CASE(get_next_work_upper_limit_actual)
68 : : {
69 : 0 : const auto chainParams = CreateChainParams(*m_node.args, ChainType::MAIN);
70 : 0 : int64_t nLastRetargetTime = 1263163443; // NOTE: Not an actual block time
71 : 0 : CBlockIndex pindexLast;
72 : 0 : pindexLast.nHeight = 46367;
73 : 0 : pindexLast.nTime = 1269211443; // Block #46367
74 : 0 : pindexLast.nBits = 0x1c387f6f;
75 : 0 : unsigned int expected_nbits = 0x1d00e1fdU;
76 : 0 : BOOST_CHECK_EQUAL(CalculateNextWorkRequired(&pindexLast, nLastRetargetTime, chainParams->GetConsensus()), expected_nbits);
77 : 0 : BOOST_CHECK(PermittedDifficultyTransition(chainParams->GetConsensus(), pindexLast.nHeight+1, pindexLast.nBits, expected_nbits));
78 : : // Test that increasing nbits further would not be a PermittedDifficultyTransition.
79 : 0 : unsigned int invalid_nbits = expected_nbits+1;
80 : 0 : BOOST_CHECK(!PermittedDifficultyTransition(chainParams->GetConsensus(), pindexLast.nHeight+1, pindexLast.nBits, invalid_nbits));
81 : 0 : }
82 : :
83 : 0 : BOOST_AUTO_TEST_CASE(CheckProofOfWork_test_negative_target)
84 : : {
85 : 0 : const auto consensus = CreateChainParams(*m_node.args, ChainType::MAIN)->GetConsensus();
86 : 0 : uint256 hash;
87 : : unsigned int nBits;
88 : 0 : nBits = UintToArith256(consensus.powLimit).GetCompact(true);
89 : 0 : hash.SetHex("0x1");
90 : 0 : BOOST_CHECK(!CheckProofOfWork(hash, nBits, consensus));
91 : 0 : }
92 : :
93 : 0 : BOOST_AUTO_TEST_CASE(CheckProofOfWork_test_overflow_target)
94 : : {
95 : 0 : const auto consensus = CreateChainParams(*m_node.args, ChainType::MAIN)->GetConsensus();
96 : 0 : uint256 hash;
97 : 0 : unsigned int nBits{~0x00800000U};
98 : 0 : hash.SetHex("0x1");
99 : 0 : BOOST_CHECK(!CheckProofOfWork(hash, nBits, consensus));
100 : 0 : }
101 : :
102 : 0 : BOOST_AUTO_TEST_CASE(CheckProofOfWork_test_too_easy_target)
103 : : {
104 : 0 : const auto consensus = CreateChainParams(*m_node.args, ChainType::MAIN)->GetConsensus();
105 : 0 : uint256 hash;
106 : : unsigned int nBits;
107 : 0 : arith_uint256 nBits_arith = UintToArith256(consensus.powLimit);
108 : 0 : nBits_arith *= 2;
109 : 0 : nBits = nBits_arith.GetCompact();
110 : 0 : hash.SetHex("0x1");
111 : 0 : BOOST_CHECK(!CheckProofOfWork(hash, nBits, consensus));
112 : 0 : }
113 : :
114 : 0 : BOOST_AUTO_TEST_CASE(CheckProofOfWork_test_biger_hash_than_target)
115 : : {
116 : 0 : const auto consensus = CreateChainParams(*m_node.args, ChainType::MAIN)->GetConsensus();
117 : 0 : uint256 hash;
118 : : unsigned int nBits;
119 : 0 : arith_uint256 hash_arith = UintToArith256(consensus.powLimit);
120 : 0 : nBits = hash_arith.GetCompact();
121 : 0 : hash_arith *= 2; // hash > nBits
122 : 0 : hash = ArithToUint256(hash_arith);
123 : 0 : BOOST_CHECK(!CheckProofOfWork(hash, nBits, consensus));
124 : 0 : }
125 : :
126 : 0 : BOOST_AUTO_TEST_CASE(CheckProofOfWork_test_zero_target)
127 : : {
128 : 0 : const auto consensus = CreateChainParams(*m_node.args, ChainType::MAIN)->GetConsensus();
129 : 0 : uint256 hash;
130 : : unsigned int nBits;
131 : 0 : arith_uint256 hash_arith{0};
132 : 0 : nBits = hash_arith.GetCompact();
133 : 0 : hash = ArithToUint256(hash_arith);
134 : 0 : BOOST_CHECK(!CheckProofOfWork(hash, nBits, consensus));
135 : 0 : }
136 : :
137 : 0 : BOOST_AUTO_TEST_CASE(GetBlockProofEquivalentTime_test)
138 : : {
139 : 0 : const auto chainParams = CreateChainParams(*m_node.args, ChainType::MAIN);
140 : 0 : std::vector<CBlockIndex> blocks(10000);
141 : 0 : for (int i = 0; i < 10000; i++) {
142 : 0 : blocks[i].pprev = i ? &blocks[i - 1] : nullptr;
143 : 0 : blocks[i].nHeight = i;
144 : 0 : blocks[i].nTime = 1269211443 + i * chainParams->GetConsensus().nPowTargetSpacing;
145 : 0 : blocks[i].nBits = 0x207fffff; /* target 0x7fffff000... */
146 : 0 : blocks[i].nChainWork = i ? blocks[i - 1].nChainWork + GetBlockProof(blocks[i - 1]) : arith_uint256(0);
147 : 0 : }
148 : :
149 : 0 : for (int j = 0; j < 1000; j++) {
150 : 0 : CBlockIndex *p1 = &blocks[InsecureRandRange(10000)];
151 : 0 : CBlockIndex *p2 = &blocks[InsecureRandRange(10000)];
152 : 0 : CBlockIndex *p3 = &blocks[InsecureRandRange(10000)];
153 : :
154 : 0 : int64_t tdiff = GetBlockProofEquivalentTime(*p1, *p2, *p3, chainParams->GetConsensus());
155 : 0 : BOOST_CHECK_EQUAL(tdiff, p1->GetBlockTime() - p2->GetBlockTime());
156 : 0 : }
157 : 0 : }
158 : :
159 : 0 : void sanity_check_chainparams(const ArgsManager& args, ChainType chain_type)
160 : : {
161 : 0 : const auto chainParams = CreateChainParams(args, chain_type);
162 : 0 : const auto consensus = chainParams->GetConsensus();
163 : :
164 : : // hash genesis is correct
165 : 0 : BOOST_CHECK_EQUAL(consensus.hashGenesisBlock, chainParams->GenesisBlock().GetHash());
166 : :
167 : : // target timespan is an even multiple of spacing
168 : 0 : BOOST_CHECK_EQUAL(consensus.nPowTargetTimespan % consensus.nPowTargetSpacing, 0);
169 : :
170 : : // genesis nBits is positive, doesn't overflow and is lower than powLimit
171 : 0 : arith_uint256 pow_compact;
172 : : bool neg, over;
173 : 0 : pow_compact.SetCompact(chainParams->GenesisBlock().nBits, &neg, &over);
174 : 0 : BOOST_CHECK(!neg && pow_compact != 0);
175 : 0 : BOOST_CHECK(!over);
176 : 0 : BOOST_CHECK(UintToArith256(consensus.powLimit) >= pow_compact);
177 : :
178 : : // check max target * 4*nPowTargetTimespan doesn't overflow -- see pow.cpp:CalculateNextWorkRequired()
179 : 0 : if (!consensus.fPowNoRetargeting) {
180 : 0 : arith_uint256 targ_max("0xFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF");
181 : 0 : targ_max /= consensus.nPowTargetTimespan*4;
182 : 0 : BOOST_CHECK(UintToArith256(consensus.powLimit) < targ_max);
183 : 0 : }
184 : 0 : }
185 : :
186 : 0 : BOOST_AUTO_TEST_CASE(ChainParams_MAIN_sanity)
187 : : {
188 : 0 : sanity_check_chainparams(*m_node.args, ChainType::MAIN);
189 : 0 : }
190 : :
191 : 0 : BOOST_AUTO_TEST_CASE(ChainParams_REGTEST_sanity)
192 : : {
193 : 0 : sanity_check_chainparams(*m_node.args, ChainType::REGTEST);
194 : 0 : }
195 : :
196 : 0 : BOOST_AUTO_TEST_CASE(ChainParams_TESTNET_sanity)
197 : : {
198 : 0 : sanity_check_chainparams(*m_node.args, ChainType::TESTNET);
199 : 0 : }
200 : :
201 : 0 : BOOST_AUTO_TEST_CASE(ChainParams_SIGNET_sanity)
202 : : {
203 : 0 : sanity_check_chainparams(*m_node.args, ChainType::SIGNET);
204 : 0 : }
205 : :
206 : 0 : BOOST_AUTO_TEST_SUITE_END()
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