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merkle tree lib
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parent
c0e27ffafc
commit
65fd0202c5
@ -9,6 +9,10 @@ const { takeSnapshot, revertSnapshot, increaseTime } = require('../scripts/ganac
|
|||||||
const MerkleTreeWithHistory = artifacts.require('./MerkleTreeWithHistoryMock.sol')
|
const MerkleTreeWithHistory = artifacts.require('./MerkleTreeWithHistoryMock.sol')
|
||||||
const MiMC = artifacts.require('./MiMC.sol')
|
const MiMC = artifacts.require('./MiMC.sol')
|
||||||
|
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||||||
|
const JsStorage = require('../../lib/Storage')
|
||||||
|
const MerkleTree = require('../../lib/MerkleTree')
|
||||||
|
const MimcHacher = require('../../lib/MiMC')
|
||||||
|
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||||||
function BNArrayToStringArray(array) {
|
function BNArrayToStringArray(array) {
|
||||||
const arrayToPrint = []
|
const arrayToPrint = []
|
||||||
array.forEach(item => {
|
array.forEach(item => {
|
||||||
@ -25,10 +29,22 @@ contract('MerkleTreeWithHistory', async accounts => {
|
|||||||
const levels = 5
|
const levels = 5
|
||||||
const zeroValue = 1337
|
const zeroValue = 1337
|
||||||
let snapshotId
|
let snapshotId
|
||||||
|
let prefix = 'test'
|
||||||
|
let tree
|
||||||
|
let hasher
|
||||||
|
|
||||||
before(async () => {
|
before(async () => {
|
||||||
|
const storage = new JsStorage()
|
||||||
|
hasher = new MimcHacher()
|
||||||
|
tree = new MerkleTree(
|
||||||
|
prefix,
|
||||||
|
storage,
|
||||||
|
hasher,
|
||||||
|
levels,
|
||||||
|
zeroValue,
|
||||||
|
)
|
||||||
miMC = MiMC.deployed()
|
miMC = MiMC.deployed()
|
||||||
await MerkleTreeWithHistory.link(MiMC, miMC.address);
|
await MerkleTreeWithHistory.link(MiMC, miMC.address)
|
||||||
merkleTreeWithHistory = await MerkleTreeWithHistory.new(levels, zeroValue)
|
merkleTreeWithHistory = await MerkleTreeWithHistory.new(levels, zeroValue)
|
||||||
snapshotId = await takeSnapshot()
|
snapshotId = await takeSnapshot()
|
||||||
})
|
})
|
||||||
@ -36,9 +52,9 @@ contract('MerkleTreeWithHistory', async accounts => {
|
|||||||
describe('#constuctor', async () => {
|
describe('#constuctor', async () => {
|
||||||
it('should initialize', async () => {
|
it('should initialize', async () => {
|
||||||
const filled_subtrees = await merkleTreeWithHistory.filled_subtrees()
|
const filled_subtrees = await merkleTreeWithHistory.filled_subtrees()
|
||||||
console.log('filled_subtrees', BNArrayToStringArray(filled_subtrees))
|
// console.log('filled_subtrees', BNArrayToStringArray(filled_subtrees))
|
||||||
const root = await merkleTreeWithHistory.getLastRoot()
|
const root = await merkleTreeWithHistory.getLastRoot()
|
||||||
console.log('root', root.toString())
|
// console.log('root', root.toString())
|
||||||
filled_subtrees[0].should.be.eq.BN(zeroValue)
|
filled_subtrees[0].should.be.eq.BN(zeroValue)
|
||||||
const zeros = await merkleTreeWithHistory.zeros()
|
const zeros = await merkleTreeWithHistory.zeros()
|
||||||
// console.log('zeros', BNArrayToStringArray(zeros))
|
// console.log('zeros', BNArrayToStringArray(zeros))
|
||||||
@ -48,24 +64,66 @@ contract('MerkleTreeWithHistory', async accounts => {
|
|||||||
})
|
})
|
||||||
})
|
})
|
||||||
|
|
||||||
|
describe('merkleTreeLib', async () => {
|
||||||
|
it('index_to_key', async () => {
|
||||||
|
assert.equal(
|
||||||
|
MerkleTree.index_to_key('test', 5, 20),
|
||||||
|
"test_tree_5_20",
|
||||||
|
)
|
||||||
|
})
|
||||||
|
|
||||||
|
it('tests insert', async () => {
|
||||||
|
const storage = new JsStorage()
|
||||||
|
hasher = new MimcHacher()
|
||||||
|
tree = new MerkleTree(
|
||||||
|
prefix,
|
||||||
|
storage,
|
||||||
|
hasher,
|
||||||
|
2,
|
||||||
|
zeroValue,
|
||||||
|
)
|
||||||
|
await tree.update(0, '5')
|
||||||
|
let {root, path_elements, path_index} = await tree.path(0)
|
||||||
|
const calculated_root = hasher.hash(null,
|
||||||
|
hasher.hash(null, '5', path_elements[0]),
|
||||||
|
path_elements[1]
|
||||||
|
)
|
||||||
|
// console.log(root)
|
||||||
|
assert.equal(root, calculated_root)
|
||||||
|
})
|
||||||
|
})
|
||||||
|
|
||||||
describe('#insert', async () => {
|
describe('#insert', async () => {
|
||||||
it('should insert', async () => {
|
it('should insert', async () => {
|
||||||
let filled_subtrees
|
let filled_subtrees
|
||||||
let root
|
let rootFromContract
|
||||||
|
|
||||||
for (i = 1; i < 11; i++) {
|
for (i = 1; i < 11; i++) {
|
||||||
await merkleTreeWithHistory.insert(i)
|
await merkleTreeWithHistory.insert(i)
|
||||||
|
await tree.update(i - 1, i)
|
||||||
filled_subtrees = await merkleTreeWithHistory.filled_subtrees()
|
filled_subtrees = await merkleTreeWithHistory.filled_subtrees()
|
||||||
console.log('filled_subtrees', BNArrayToStringArray(filled_subtrees))
|
let {root, path_elements, path_index} = await tree.path(i - 1)
|
||||||
root = await merkleTreeWithHistory.getLastRoot()
|
// console.log('path_elements ', path_elements)
|
||||||
console.log('root', root.toString())
|
// console.log('filled_subtrees', BNArrayToStringArray(filled_subtrees))
|
||||||
|
// console.log('rootFromLib', root)
|
||||||
|
rootFromContract = await merkleTreeWithHistory.getLastRoot()
|
||||||
|
root.should.be.equal(rootFromContract.toString())
|
||||||
|
// console.log('rootFromCon', root.toString())
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
})
|
})
|
||||||
})
|
})
|
||||||
|
|
||||||
afterEach(async () => {
|
afterEach(async () => {
|
||||||
await revertSnapshot(snapshotId.result)
|
await revertSnapshot(snapshotId.result)
|
||||||
snapshotId = await takeSnapshot()
|
snapshotId = await takeSnapshot()
|
||||||
|
const storage = new JsStorage()
|
||||||
|
hasher = new MimcHacher()
|
||||||
|
tree = new MerkleTree(
|
||||||
|
prefix,
|
||||||
|
storage,
|
||||||
|
hasher,
|
||||||
|
levels,
|
||||||
|
zeroValue,
|
||||||
|
)
|
||||||
})
|
})
|
||||||
})
|
})
|
||||||
|
262
lib/MerkleTree.js
Normal file
262
lib/MerkleTree.js
Normal file
@ -0,0 +1,262 @@
|
|||||||
|
|
||||||
|
// const AwaitLock = require('await-lock');
|
||||||
|
|
||||||
|
class MerkleTree {
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||||||
|
|
||||||
|
constructor(prefix, storage, hasher, n_levels, zero_value) {
|
||||||
|
this.prefix = prefix;
|
||||||
|
this.storage = storage;
|
||||||
|
this.hasher = hasher;
|
||||||
|
this.n_levels = n_levels;
|
||||||
|
this.zero_values = [];
|
||||||
|
|
||||||
|
let current_zero_value = zero_value;
|
||||||
|
this.zero_values.push(current_zero_value);
|
||||||
|
for (let i = 0; i < n_levels; i++) {
|
||||||
|
current_zero_value = this.hasher.hash(i, current_zero_value, current_zero_value);
|
||||||
|
this.zero_values.push(
|
||||||
|
current_zero_value.toString(),
|
||||||
|
);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// this.lock = new AwaitLock();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static index_to_key(prefix, level, index) {
|
||||||
|
const key = `${prefix}_tree_${level}_${index}`;
|
||||||
|
return key;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static element_to_key(prefix, element) {
|
||||||
|
const key = `${prefix}_element_${element}`;
|
||||||
|
return key;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
static update_log_to_key(prefix) {
|
||||||
|
return `${prefix}_update_log_index`;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static update_log_element_to_key(prefix, update_log_index) {
|
||||||
|
return `${prefix}_update_log_element_${update_log_index}`;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
async update_log(index, old_element, new_element, update_log_index, should_put_element_update) {
|
||||||
|
let ops = [];
|
||||||
|
|
||||||
|
const update_log_key = MerkleTree.update_log_to_key(this.prefix);
|
||||||
|
ops.push({
|
||||||
|
type: 'put',
|
||||||
|
key: update_log_key,
|
||||||
|
value: update_log_index.toString(),
|
||||||
|
});
|
||||||
|
|
||||||
|
if (should_put_element_update) {
|
||||||
|
const update_log_element_key = MerkleTree.update_log_element_to_key(this.prefix, update_log_index);
|
||||||
|
ops.push({
|
||||||
|
type: 'put',
|
||||||
|
key: update_log_element_key,
|
||||||
|
value: JSON.stringify({
|
||||||
|
index,
|
||||||
|
old_element,
|
||||||
|
new_element,
|
||||||
|
})
|
||||||
|
});
|
||||||
|
}
|
||||||
|
await this.storage.put_batch(ops);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
async root() {
|
||||||
|
let root = await this.storage.get_or_element(
|
||||||
|
MerkleTree.index_to_key(this.prefix, this.n_levels, 0),
|
||||||
|
this.zero_values[this.n_levels],
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
return root;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
async element_index(element) {
|
||||||
|
const element_key = MerkleTree.element_to_key(this.prefix, element);
|
||||||
|
const index = await this.storage.get_or_element(element_key, -1);
|
||||||
|
return index;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
async path(index) {
|
||||||
|
class PathTraverser {
|
||||||
|
constructor(prefix, storage, zero_values) {
|
||||||
|
this.prefix = prefix;
|
||||||
|
this.storage = storage;
|
||||||
|
this.zero_values = zero_values;
|
||||||
|
this.path_elements = [];
|
||||||
|
this.path_index = [];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
async handle_index(level, element_index, sibling_index) {
|
||||||
|
const sibling = await this.storage.get_or_element(
|
||||||
|
MerkleTree.index_to_key(this.prefix, level, sibling_index),
|
||||||
|
this.zero_values[level],
|
||||||
|
);
|
||||||
|
this.path_elements.push(sibling);
|
||||||
|
this.path_index.push(element_index % 2);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
let traverser = new PathTraverser(this.prefix, this.storage, this.zero_values);
|
||||||
|
const root = await this.storage.get_or_element(
|
||||||
|
MerkleTree.index_to_key(this.prefix, this.n_levels, 0),
|
||||||
|
this.zero_values[this.n_levels],
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
const element = await this.storage.get_or_element(
|
||||||
|
MerkleTree.index_to_key(this.prefix, 0, index),
|
||||||
|
this.zero_values[0],
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
await this.traverse(index, traverser);
|
||||||
|
return {
|
||||||
|
root,
|
||||||
|
path_elements: traverser.path_elements,
|
||||||
|
path_index: traverser.path_index,
|
||||||
|
element
|
||||||
|
};
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
async update(index, element, update_log_index) {
|
||||||
|
// await this.lock.acquireAsync();
|
||||||
|
try {
|
||||||
|
//console.log(`updating ${index}, ${element}`);
|
||||||
|
class UpdateTraverser {
|
||||||
|
constructor(prefix, storage, hasher, element, zero_values) {
|
||||||
|
this.prefix = prefix;
|
||||||
|
this.current_element = element;
|
||||||
|
this.zero_values = zero_values;
|
||||||
|
this.storage = storage;
|
||||||
|
this.hasher = hasher;
|
||||||
|
this.key_values_to_put = [];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
async handle_index(level, element_index, sibling_index) {
|
||||||
|
if (level == 0) {
|
||||||
|
this.original_element = await this.storage.get_or_element(
|
||||||
|
MerkleTree.index_to_key(this.prefix, level, element_index),
|
||||||
|
this.zero_values[level],
|
||||||
|
);
|
||||||
|
this.key_values_to_put.push({
|
||||||
|
key: MerkleTree.element_to_key(this.prefix, element),
|
||||||
|
value: index.toString(),
|
||||||
|
});
|
||||||
|
|
||||||
|
}
|
||||||
|
const sibling = await this.storage.get_or_element(
|
||||||
|
MerkleTree.index_to_key(this.prefix, level, sibling_index),
|
||||||
|
this.zero_values[level],
|
||||||
|
);
|
||||||
|
let left, right;
|
||||||
|
if (element_index % 2 == 0) {
|
||||||
|
left = this.current_element;
|
||||||
|
right = sibling;
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
left = sibling;
|
||||||
|
right = this.current_element;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
this.key_values_to_put.push({
|
||||||
|
key: MerkleTree.index_to_key(this.prefix, level, element_index),
|
||||||
|
value: this.current_element,
|
||||||
|
});
|
||||||
|
//console.log(`left: ${left}, right: ${right}`);
|
||||||
|
this.current_element = this.hasher.hash(level, left, right);
|
||||||
|
//console.log(`current_element: ${this.current_element}`);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
let traverser = new UpdateTraverser(
|
||||||
|
this.prefix,
|
||||||
|
this.storage,
|
||||||
|
this.hasher,
|
||||||
|
element,
|
||||||
|
this.zero_values
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
await this.traverse(index, traverser);
|
||||||
|
//console.log(`traverser.current_element: ${traverser.current_element}`);
|
||||||
|
traverser.key_values_to_put.push({
|
||||||
|
key: MerkleTree.index_to_key(this.prefix, this.n_levels, 0),
|
||||||
|
value: traverser.current_element,
|
||||||
|
});
|
||||||
|
|
||||||
|
if (update_log_index == undefined) {
|
||||||
|
const update_log_key = MerkleTree.update_log_to_key(this.prefix);
|
||||||
|
let update_log_index_from_db = await this.storage.get_or_element(update_log_key, -1);
|
||||||
|
update_log_index = parseInt(update_log_index_from_db) + 1;
|
||||||
|
await this.update_log(index, traverser.original_element, element, update_log_index, true);
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
await this.update_log(index, traverser.original_element, element, update_log_index, false);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
await this.storage.del(MerkleTree.element_to_key(this.prefix, traverser.original_element));
|
||||||
|
//traverser.key_values_to_put.forEach((e) => console.log(`key_values: ${JSON.stringify(e)}`));
|
||||||
|
await this.storage.put_batch(traverser.key_values_to_put);
|
||||||
|
|
||||||
|
const root = await this.root();
|
||||||
|
//console.log(`updated root ${root}`);
|
||||||
|
} finally {
|
||||||
|
// this.lock.release();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
async traverse(index, handler) {
|
||||||
|
let current_index = index;
|
||||||
|
for (let i = 0; i < this.n_levels; i++) {
|
||||||
|
let sibling_index = current_index;
|
||||||
|
if (current_index % 2 == 0) {
|
||||||
|
sibling_index += 1;
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
sibling_index -= 1;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
await handler.handle_index(i, current_index, sibling_index);
|
||||||
|
current_index = Math.floor(current_index / 2);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
async rollback(updates) {
|
||||||
|
// await this.lock.acquireAsync();
|
||||||
|
try {
|
||||||
|
const update_log_key = MerkleTree.update_log_to_key(this.prefix);
|
||||||
|
const update_log_index = await this.storage.get(update_log_key);
|
||||||
|
for (let i = 0; i < updates; i++) {
|
||||||
|
const update_log_element_key = MerkleTree.update_log_element_to_key(this.prefix, update_log_index - i);
|
||||||
|
const update_element_log = JSON.parse(await this.storage.get(update_log_element_key));
|
||||||
|
|
||||||
|
await this.update(update_element_log.index, update_element_log.old_element, update_log_index - i - 1);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
} finally {
|
||||||
|
// this.lock.release();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
async rollback_to_root(root) {
|
||||||
|
// await this.lock.acquireAsync();
|
||||||
|
try {
|
||||||
|
const update_log_key = MerkleTree.update_log_to_key(this.prefix);
|
||||||
|
let update_log_index = await this.storage.get(update_log_key);
|
||||||
|
while (update_log_index >= 0) {
|
||||||
|
update_log_index -= 1;
|
||||||
|
const update_log_element_key = MerkleTree.update_log_element_to_key(this.prefix, update_log_index - i);
|
||||||
|
const update_element_log = JSON.parse(await this.storage.get(update_log_element_key));
|
||||||
|
|
||||||
|
await this.update(update_element_log.index, update_element_log.old_element, update_log_index);
|
||||||
|
const current_root = await this.root();
|
||||||
|
if (current_root == root) {
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if (await this.root() != root) {
|
||||||
|
throw new Error(`could not rollback to root ${root}`);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
} finally {
|
||||||
|
// this.lock.release();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
module.exports = MerkleTree;
|
13
lib/MiMC.js
Normal file
13
lib/MiMC.js
Normal file
@ -0,0 +1,13 @@
|
|||||||
|
const circomlib = require('circomlib');
|
||||||
|
const mimcsponge = circomlib.mimcsponge;
|
||||||
|
const snarkjs = require('snarkjs');
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const bigInt = snarkjs.bigInt;
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class MimcSpongeHasher {
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hash(level, left, right) {
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return mimcsponge.multiHash([bigInt(left), bigInt(right)]).toString();
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}
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}
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module.exports = MimcSpongeHasher;
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36
lib/Storage.js
Normal file
36
lib/Storage.js
Normal file
@ -0,0 +1,36 @@
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class JsStorage {
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constructor() {
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this.db = {};
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}
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get(key) {
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return this.db[key];
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}
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get_or_element(key, defaultElement) {
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const element = this.db[key];
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if (element === undefined) {
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return defaultElement;
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} else {
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return element
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}
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}
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put(key, value) {
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this.db[key] = value;
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}
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del(key) {
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delete this.db[key];
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}
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put_batch(key_values) {
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key_values.forEach(element => {
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this.db[element.key] = element.value;
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});
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}
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}
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module.exports = JsStorage;
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