Add initial work on tree hash caching
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e28e97d3c7
331
eth2/utils/ssz/src/cached_tree_hash.rs
Normal file
331
eth2/utils/ssz/src/cached_tree_hash.rs
Normal file
@ -0,0 +1,331 @@
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use crate::ssz_encode;
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use hashing::hash;
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const BYTES_PER_CHUNK: usize = 32;
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const HASHSIZE: usize = 32;
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const MERKLE_HASH_CHUNCK: usize = 2 * BYTES_PER_CHUNK;
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pub trait CachedTreeHash {
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fn cached_hash_tree_root(
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&self,
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other: &Self,
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cache: &mut [u8],
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i: usize,
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changes: Vec<bool>,
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) -> Option<(usize, Vec<bool>)>;
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}
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impl CachedTreeHash for u64 {
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fn cached_hash_tree_root(
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&self,
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other: &Self,
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cache: &mut [u8],
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i: usize,
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mut changes: Vec<bool>,
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) -> Option<(usize, Vec<bool>)> {
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if self != other {
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cache
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.get_mut(i..i + HASHSIZE)?
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.copy_from_slice(&mut hash(&ssz_encode(self)));
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changes.push(true);
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} else {
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changes.push(false);
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};
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Some((i + HASHSIZE, changes))
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}
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}
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pub struct Inner {
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pub a: u64,
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pub b: u64,
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pub c: u64,
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pub d: u64,
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}
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impl CachedTreeHash for Inner {
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fn cached_hash_tree_root(
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&self,
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other: &Self,
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cache: &mut [u8],
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i: usize,
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mut changes: Vec<bool>,
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) -> Option<(usize, Vec<bool>)> {
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let original_start = i;
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let leaves = 4;
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let nodes = num_nodes(leaves);
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let internal = nodes - leaves;
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let leaves_start = i + internal * HASHSIZE;
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let mut leaf_changes = {
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let leaf_changes = Vec::with_capacity(leaves);
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let leaf_start = leaves_start;
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let (leaf_start, leaf_changes) =
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self.a
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.cached_hash_tree_root(&other.a, cache, leaf_start, leaf_changes)?;
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let (leaf_start, leaf_changes) =
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self.b
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.cached_hash_tree_root(&other.b, cache, leaf_start, leaf_changes)?;
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let (leaf_start, leaf_changes) =
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self.c
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.cached_hash_tree_root(&other.c, cache, leaf_start, leaf_changes)?;
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let (_leaf_start, leaf_changes) =
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self.d
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.cached_hash_tree_root(&other.d, cache, leaf_start, leaf_changes)?;
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leaf_changes
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};
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let any_changes = leaf_changes.iter().any(|&c| c);
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changes.resize(changes.len() + internal, false);
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changes.append(&mut leaf_changes);
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if any_changes {
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let mut i = internal;
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while i > 0 {
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let children = children(i);
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if changes[children.0] | changes[children.1] {
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changes[parent(i)] = true;
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let children_start = children.0 * HASHSIZE;
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let children_end = children_start + 2 * HASHSIZE;
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let hash = hash(&cache.get(children_start..children_end)?);
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cache
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.get_mut(i * HASHSIZE..(i + 1) * HASHSIZE)?
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.copy_from_slice(&hash);
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}
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i += 1
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}
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}
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Some((42, vec![any_changes]))
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}
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}
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/// Get merkle root of some hashed values - the input leaf nodes is expected to already be hashed
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/// Outputs a `Vec<u8>` byte array of the merkle root given a set of leaf node values.
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pub fn cache_builder(values: &[u8]) -> Option<Vec<u8>> {
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let leaves = values.len() / HASHSIZE;
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if leaves == 0 || !leaves.is_power_of_two() {
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return None;
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}
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let mut o: Vec<u8> = vec![0; (num_nodes(leaves) - leaves) * HASHSIZE];
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o.append(&mut values.to_vec());
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let mut i = o.len();
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let mut j = o.len() - values.len();
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while i >= MERKLE_HASH_CHUNCK {
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i -= MERKLE_HASH_CHUNCK;
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let hash = hash(&o[i..i + MERKLE_HASH_CHUNCK]);
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j -= HASHSIZE;
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o.get_mut(j..j + HASHSIZE)?.copy_from_slice(&hash);
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}
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return Some(o);
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}
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fn parent(child: usize) -> usize {
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(child - 1) / 2
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}
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fn children(parent: usize) -> (usize, usize) {
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((2 * parent + 1), (2 * parent + 2))
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}
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fn num_nodes(num_leaves: usize) -> usize {
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2 * num_leaves - 1
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}
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pub struct Outer {
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pub a: u64,
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pub b: u64,
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pub inner: Inner,
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}
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#[cfg(test)]
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mod tests {
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use super::*;
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fn join(many: Vec<&[u8]>) -> Vec<u8> {
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let mut all = vec![];
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for one in many {
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all.extend_from_slice(&mut one.clone())
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}
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all
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}
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/*
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#[test]
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fn container() {
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let data1 = hash(&vec![1; 32]);
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let data2 = hash(&vec![2; 32]);
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let data3 = hash(&vec![3; 32]);
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||||||
|
let data4 = hash(&vec![4; 32]);
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|
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||||||
|
let data = join(vec![&data1, &data2, &data3, &data4]);
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|
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|
let cache = cache_builder(&data).unwrap();
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|
}
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*/
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|
#[test]
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|
fn can_build_cache() {
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let data1 = hash(&vec![1; 32]);
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|
let data2 = hash(&vec![2; 32]);
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|
let data3 = hash(&vec![3; 32]);
|
||||||
|
let data4 = hash(&vec![4; 32]);
|
||||||
|
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||||||
|
let data = join(vec![&data1, &data2, &data3, &data4]);
|
||||||
|
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||||||
|
let cache = cache_builder(&data).unwrap();
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||||||
|
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|
let hash_12 = {
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let mut joined = vec![];
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joined.append(&mut data1.clone());
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|
joined.append(&mut data2.clone());
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|
hash(&joined)
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|
};
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let hash_34 = {
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let mut joined = vec![];
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joined.append(&mut data3.clone());
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||||||
|
joined.append(&mut data4.clone());
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||||||
|
hash(&joined)
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|
};
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|
let hash_hash12_hash_34 = {
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|
let mut joined = vec![];
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||||||
|
joined.append(&mut hash_12.clone());
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||||||
|
joined.append(&mut hash_34.clone());
|
||||||
|
hash(&joined)
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|
};
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for (i, chunk) in cache.chunks(HASHSIZE).enumerate().rev() {
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let expected = match i {
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0 => hash_hash12_hash_34.clone(),
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|
1 => hash_12.clone(),
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|
2 => hash_34.clone(),
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|
3 => data1.clone(),
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||||||
|
4 => data2.clone(),
|
||||||
|
5 => data3.clone(),
|
||||||
|
6 => data4.clone(),
|
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|
_ => vec![],
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};
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|
assert_eq!(chunk, &expected[..], "failed at {}", i);
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}
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}
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}
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/*
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pub trait TreeHash {
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fn hash_tree_root(&self) -> Vec<u8>;
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}
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/// Returns a 32 byte hash of 'list' - a vector of byte vectors.
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/// Note that this will consume 'list'.
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pub fn merkle_hash(list: &mut Vec<Vec<u8>>) -> Vec<u8> {
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// flatten list
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let mut chunkz = list_to_blob(list);
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// get data_len as bytes. It will hashed will the merkle root
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let mut datalen = list.len().to_le_bytes().to_vec();
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zpad(&mut datalen, 32);
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// merklelize
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while chunkz.len() > HASHSIZE {
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let mut new_chunkz: Vec<u8> = Vec::new();
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for two_chunks in chunkz.chunks(BYTES_PER_CHUNK * 2) {
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// Hash two chuncks together
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new_chunkz.append(&mut hash(two_chunks));
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}
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chunkz = new_chunkz;
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}
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chunkz.append(&mut datalen);
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hash(&chunkz)
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}
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fn list_to_blob(list: &mut Vec<Vec<u8>>) -> Vec<u8> {
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// pack - fit as many many items per chunk as we can and then
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// right pad to BYTES_PER_CHUNCK
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let (items_per_chunk, chunk_count) = if list.is_empty() {
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(1, 1)
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} else {
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let items_per_chunk = BYTES_PER_CHUNK / list[0].len();
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let chunk_count = list.len() / items_per_chunk;
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|
(items_per_chunk, chunk_count)
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};
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let mut chunkz = Vec::new();
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if list.is_empty() {
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// handle and empty list
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chunkz.append(&mut vec![0; BYTES_PER_CHUNK * 2]);
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} else if list[0].len() <= BYTES_PER_CHUNK {
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// just create a blob here; we'll divide into
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// chunked slices when we merklize
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let mut chunk = Vec::with_capacity(BYTES_PER_CHUNK);
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let mut item_count_in_chunk = 0;
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chunkz.reserve(chunk_count * BYTES_PER_CHUNK);
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for item in list.iter_mut() {
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item_count_in_chunk += 1;
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chunk.append(item);
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// completed chunk?
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if item_count_in_chunk == items_per_chunk {
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zpad(&mut chunk, BYTES_PER_CHUNK);
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chunkz.append(&mut chunk);
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|
item_count_in_chunk = 0;
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}
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}
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|
// left-over uncompleted chunk?
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if item_count_in_chunk != 0 {
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zpad(&mut chunk, BYTES_PER_CHUNK);
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|
chunkz.append(&mut chunk);
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}
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}
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// extend the number of chunks to a power of two if necessary
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if !chunk_count.is_power_of_two() {
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let zero_chunks_count = chunk_count.next_power_of_two() - chunk_count;
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|
chunkz.append(&mut vec![0; zero_chunks_count * BYTES_PER_CHUNK]);
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}
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|
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|
chunkz
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}
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/// right pads with zeros making 'bytes' 'size' in length
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fn zpad(bytes: &mut Vec<u8>, size: usize) {
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if bytes.len() < size {
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bytes.resize(size, 0);
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|
}
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}
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#[cfg(test)]
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mod tests {
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|
use super::*;
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|
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||||||
|
#[test]
|
||||||
|
fn test_merkle_hash() {
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|
let data1 = vec![1; 32];
|
||||||
|
let data2 = vec![2; 32];
|
||||||
|
let data3 = vec![3; 32];
|
||||||
|
let mut list = vec![data1, data2, data3];
|
||||||
|
let result = merkle_hash(&mut list);
|
||||||
|
|
||||||
|
//note: should test againt a known test hash value
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||||||
|
assert_eq!(HASHSIZE, result.len());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
*/
|
@ -10,6 +10,7 @@
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|||||||
extern crate bytes;
|
extern crate bytes;
|
||||||
extern crate ethereum_types;
|
extern crate ethereum_types;
|
||||||
|
|
||||||
|
mod cached_tree_hash;
|
||||||
pub mod decode;
|
pub mod decode;
|
||||||
pub mod encode;
|
pub mod encode;
|
||||||
mod signed_root;
|
mod signed_root;
|
||||||
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