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c1a352c108
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package trie |
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import ( |
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"bytes" |
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"errors" |
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"fmt" |
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"github.com/ethereum/go-ethereum/common" |
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"github.com/ethereum/go-ethereum/crypto/sha3" |
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"github.com/ethereum/go-ethereum/rlp" |
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) |
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// Prove constructs a merkle proof for key. The result contains all
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// encoded nodes on the path to the value at key. The value itself is
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// also included in the last node and can be retrieved by verifying
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// the proof.
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//
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// The returned proof is nil if the trie does not contain a value for key.
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// For existing keys, the proof will have at least one element.
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func (t *Trie) Prove(key []byte) []rlp.RawValue { |
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// Collect all nodes on the path to key.
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key = compactHexDecode(key) |
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nodes := []node{} |
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tn := t.root |
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for len(key) > 0 { |
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switch n := tn.(type) { |
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case shortNode: |
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if len(key) < len(n.Key) || !bytes.Equal(n.Key, key[:len(n.Key)]) { |
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// The trie doesn't contain the key.
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return nil |
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} |
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tn = n.Val |
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key = key[len(n.Key):] |
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nodes = append(nodes, n) |
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case fullNode: |
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tn = n[key[0]] |
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key = key[1:] |
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nodes = append(nodes, n) |
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case nil: |
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return nil |
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case hashNode: |
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tn = t.resolveHash(n) |
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default: |
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panic(fmt.Sprintf("%T: invalid node: %v", tn, tn)) |
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} |
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} |
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if t.hasher == nil { |
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t.hasher = newHasher() |
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} |
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proof := make([]rlp.RawValue, 0, len(nodes)) |
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for i, n := range nodes { |
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// Don't bother checking for errors here since hasher panics
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// if encoding doesn't work and we're not writing to any database.
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n, _ = t.hasher.replaceChildren(n, nil) |
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hn, _ := t.hasher.store(n, nil, false) |
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if _, ok := hn.(hashNode); ok || i == 0 { |
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// If the node's database encoding is a hash (or is the
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// root node), it becomes a proof element.
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enc, _ := rlp.EncodeToBytes(n) |
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proof = append(proof, enc) |
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} |
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} |
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return proof |
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} |
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// VerifyProof checks merkle proofs. The given proof must contain the
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// value for key in a trie with the given root hash. VerifyProof
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// returns an error if the proof contains invalid trie nodes or the
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// wrong value.
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func VerifyProof(rootHash common.Hash, key []byte, proof []rlp.RawValue) (value []byte, err error) { |
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key = compactHexDecode(key) |
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sha := sha3.NewKeccak256() |
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wantHash := rootHash.Bytes() |
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for i, buf := range proof { |
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sha.Reset() |
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sha.Write(buf) |
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if !bytes.Equal(sha.Sum(nil), wantHash) { |
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return nil, fmt.Errorf("bad proof node %d: hash mismatch", i) |
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} |
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n, err := decodeNode(buf) |
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if err != nil { |
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return nil, fmt.Errorf("bad proof node %d: %v", i, err) |
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} |
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keyrest, cld := get(n, key) |
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switch cld := cld.(type) { |
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case nil: |
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return nil, fmt.Errorf("key mismatch at proof node %d", i) |
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case hashNode: |
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key = keyrest |
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wantHash = cld |
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case valueNode: |
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if i != len(proof)-1 { |
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return nil, errors.New("additional nodes at end of proof") |
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} |
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return cld, nil |
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} |
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} |
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return nil, errors.New("unexpected end of proof") |
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} |
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func get(tn node, key []byte) ([]byte, node) { |
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for len(key) > 0 { |
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switch n := tn.(type) { |
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case shortNode: |
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if len(key) < len(n.Key) || !bytes.Equal(n.Key, key[:len(n.Key)]) { |
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return nil, nil |
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} |
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tn = n.Val |
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key = key[len(n.Key):] |
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case fullNode: |
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tn = n[key[0]] |
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|
key = key[1:] |
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|
case hashNode: |
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|
return key, n |
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|
case nil: |
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return key, nil |
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default: |
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panic(fmt.Sprintf("%T: invalid node: %v", tn, tn)) |
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} |
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} |
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return nil, tn.(valueNode) |
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} |
@ -0,0 +1,139 @@ |
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package trie |
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import ( |
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"bytes" |
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crand "crypto/rand" |
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mrand "math/rand" |
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"testing" |
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"time" |
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"github.com/ethereum/go-ethereum/common" |
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"github.com/ethereum/go-ethereum/rlp" |
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) |
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func init() { |
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mrand.Seed(time.Now().Unix()) |
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} |
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func TestProof(t *testing.T) { |
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trie, vals := randomTrie(500) |
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root := trie.Hash() |
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for _, kv := range vals { |
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proof := trie.Prove(kv.k) |
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if proof == nil { |
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t.Fatalf("missing key %x while constructing proof", kv.k) |
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} |
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val, err := VerifyProof(root, kv.k, proof) |
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if err != nil { |
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t.Fatalf("VerifyProof error for key %x: %v\nraw proof: %x", kv.k, err, proof) |
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} |
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if !bytes.Equal(val, kv.v) { |
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|
t.Fatalf("VerifyProof returned wrong value for key %x: got %x, want %x", kv.k, val, kv.v) |
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} |
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} |
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} |
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func TestOneElementProof(t *testing.T) { |
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trie := new(Trie) |
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updateString(trie, "k", "v") |
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proof := trie.Prove([]byte("k")) |
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if proof == nil { |
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t.Fatal("nil proof") |
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} |
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if len(proof) != 1 { |
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t.Error("proof should have one element") |
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} |
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val, err := VerifyProof(trie.Hash(), []byte("k"), proof) |
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if err != nil { |
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|
t.Fatalf("VerifyProof error: %v\nraw proof: %x", err, proof) |
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} |
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if !bytes.Equal(val, []byte("v")) { |
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|
t.Fatalf("VerifyProof returned wrong value: got %x, want 'k'", val) |
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} |
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} |
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func TestVerifyBadProof(t *testing.T) { |
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trie, vals := randomTrie(800) |
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root := trie.Hash() |
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for _, kv := range vals { |
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proof := trie.Prove(kv.k) |
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if proof == nil { |
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t.Fatal("nil proof") |
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} |
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mutateByte(proof[mrand.Intn(len(proof))]) |
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if _, err := VerifyProof(root, kv.k, proof); err == nil { |
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t.Fatalf("expected proof to fail for key %x", kv.k) |
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} |
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} |
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} |
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// mutateByte changes one byte in b.
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func mutateByte(b []byte) { |
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for r := mrand.Intn(len(b)); ; { |
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new := byte(mrand.Intn(255)) |
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if new != b[r] { |
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b[r] = new |
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break |
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} |
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} |
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func BenchmarkProve(b *testing.B) { |
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trie, vals := randomTrie(100) |
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var keys []string |
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for k := range vals { |
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keys = append(keys, k) |
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} |
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b.ResetTimer() |
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for i := 0; i < b.N; i++ { |
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kv := vals[keys[i%len(keys)]] |
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if trie.Prove(kv.k) == nil { |
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b.Fatalf("nil proof for %x", kv.k) |
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} |
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} |
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} |
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func BenchmarkVerifyProof(b *testing.B) { |
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trie, vals := randomTrie(100) |
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root := trie.Hash() |
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var keys []string |
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var proofs [][]rlp.RawValue |
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for k := range vals { |
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keys = append(keys, k) |
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proofs = append(proofs, trie.Prove([]byte(k))) |
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} |
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b.ResetTimer() |
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for i := 0; i < b.N; i++ { |
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im := i % len(keys) |
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if _, err := VerifyProof(root, []byte(keys[im]), proofs[im]); err != nil { |
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b.Fatalf("key %x: error", keys[im], err) |
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} |
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} |
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} |
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func randomTrie(n int) (*Trie, map[string]*kv) { |
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trie := new(Trie) |
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vals := make(map[string]*kv) |
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for i := byte(0); i < 100; i++ { |
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value := &kv{common.LeftPadBytes([]byte{i}, 32), []byte{i}, false} |
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value2 := &kv{common.LeftPadBytes([]byte{i + 10}, 32), []byte{i}, false} |
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trie.Update(value.k, value.v) |
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trie.Update(value2.k, value2.v) |
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vals[string(value.k)] = value |
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vals[string(value2.k)] = value2 |
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} |
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for i := 0; i < n; i++ { |
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value := &kv{randBytes(32), randBytes(20), false} |
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trie.Update(value.k, value.v) |
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|
vals[string(value.k)] = value |
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|
} |
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return trie, vals |
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|
} |
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|
|
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|
func randBytes(n int) []byte { |
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|
r := make([]byte, n) |
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|
crand.Read(r) |
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return r |
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} |
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