new timeout tests for WLAN and bluetooth
[oweals/gnunet.git] / src / set / gnunet-service-set_intersection.c
index 221fb74a3ad842fde8609bd66b1d74f28123521f..7152eec0698e6a72da45d01a34c973290cb07768 100644 (file)
 #include "platform.h"
 #include "gnunet_util_lib.h"
 #include "gnunet-service-set.h"
-#include "strata_estimator.h"
+#include "gnunet_block_lib.h"
 #include "set_protocol.h"
 #include <gcrypt.h>
 
+#define BLOOMFILTER_SIZE GNUNET_CRYPTO_HASH_LENGTH
 
-/**
- * Number of IBFs in a strata estimator.
- */
-#define SE_STRATA_COUNT 32
-/**
- * Size of the IBFs in the strata estimator.
- */
-#define SE_IBF_SIZE 80
-/**
- * hash num parameter for the difference digests and strata estimators
- */
-#define SE_IBF_HASH_NUM 4
-
-/**
- * Number of buckets that can be transmitted in one message.
- */
-#define MAX_BUCKETS_PER_MESSAGE ((1<<15) / IBF_BUCKET_SIZE)
-
-/**
- * The maximum size of an ibf we use is 2^(MAX_IBF_ORDER).
- * Choose this value so that computing the IBF is still cheaper
- * than transmitting all values.
- */
-#define MAX_IBF_ORDER (16)
-
-/**
- * Number of buckets used in the ibf per estimated
- * difference.
- */
-#define IBF_ALPHA 4
-
+#define CALCULATE_BF_SIZE(A, B, s, k) \
+                          do { \
+                            k = ceil(1 + log2((double) (2*B / (double) A)));\
+                            s = ceil((double) (A * k / log(2))); \
+                          } while (0)
 
 /**
  * Current phase we are in for a intersection operation.
 enum IntersectionOperationPhase
 {
   /**
-   * We sent the request message, and expect a BF
+   * Alices has suggested an operation to bob,
+   * and is waiting for a bf or session end.
    */
-  PHASE_EXPECT_INITIAL,
+  PHASE_INITIAL,
   /**
-   * We sent the request message, and expect a BF
+   * Bob has accepted the operation, Bob and Alice are now exchanging bfs
+   * until one notices the their element count is equal
    */
   PHASE_BF_EXCHANGE,
+  /**
+   * Multipart continuation of BF_exchange
+   */
+  PHASE_BF_AWAIT_MULTIPART,
+  /**
+   * if both peers have an equal peercount, they enter this state for
+   * one more turn, to see if they actually have agreed on a correct set.
+   * if a peer finds the same element count after the next iteration,
+   * it ends the the session
+   */
+  PHASE_MAYBE_FINISHED,
   /**
    * The protocol is over.
    * Results may still have to be sent to the client.
@@ -91,31 +79,25 @@ enum IntersectionOperationPhase
 struct OperationState
 {
   /**
-   * Tunnel to the remote peer.
-   */
-  struct GNUNET_MESH_Tunnel *tunnel;
-
-  /**
-   * Detail information about the set operation,
-   * including the set to use.
+   * The bf we currently receive
    */
-  struct OperationSpecification *spec;
+  struct GNUNET_CONTAINER_BloomFilter *remote_bf;
 
   /**
-   * Message queue for the peer.
+   * BF of the set's element.
    */
-  struct GNUNET_MQ_Handle *mq;
+  struct GNUNET_CONTAINER_BloomFilter *local_bf;
 
   /**
-   * The bf we currently receive
+   * for multipart msgs we have to store the bloomfilter-data until we fully sent it.
    */
-  struct BloomFilter *remote_bf;
+  char * local_bf_data;
 
   /**
-   * BF of the set's element.
+   * size of the bloomfilter
    */
-  struct BloomFilter *local_bf;
-
+  uint32_t local_bf_data_size;
+  
   /**
    * Current state of the operation.
    */
@@ -128,10 +110,19 @@ struct OperationState
   unsigned int generation_created;
 
   /**
-   * Set state of the set that this operation
-   * belongs to.
+   * Maps element-id-hashes to 'elements in our set'.
+   */
+  struct GNUNET_CONTAINER_MultiHashMap *my_elements;
+
+  /**
+   * Current element count contained within contained_elements
+   */
+  uint32_t my_element_count;
+
+  /**
+   * Iterator for sending elements on the key to element mapping to the client.
    */
-  struct Set *set;
+  struct GNUNET_CONTAINER_MultiHashMapIterator *full_result_iter;
 
   /**
    * Evaluate operations are held in
@@ -153,402 +144,550 @@ struct OperationState
 
 
 /**
- * The key entry is used to associate an ibf key with
- * an element.
+ * Extra state required for efficient set intersection.
  */
-struct KeyEntry
+struct SetState
 {
   /**
-   * IBF key for the entry, derived from the current salt.
-   */
-  struct IBF_Key ibf_key;
-
-  /**
-   * The actual element associated with the key
+   * Number of currently valid elements in the set which have not been removed
    */
-  struct ElementEntry *element;
-
-  /**
-   * Element that collides with this element
-   * on the ibf key
-   */
-  struct KeyEntry *next_colliding;
+  uint32_t current_set_element_count;
 };
 
 
 /**
- * Used as a closure for sending elements
- * with a specific IBF key.
+ * Alice's version:
+ *
+ * fills the contained-elements hashmap with all relevant
+ * elements and adds their mutated hashes to our local bloomfilter with mutator+1
+ *
+ * @param cls closure
+ * @param key current key code
+ * @param value value in the hash map
+ * @return #GNUNET_YES if we should continue to
+ *         iterate,
+ *         #GNUNET_NO if not.
  */
-struct SendElementClosure
+static int
+iterator_initialization_by_alice (void *cls,
+                                  const struct GNUNET_HashCode *key,
+                                  void *value)
 {
-  /**
-   * The IBF key whose matching elements should be
-   * sent.
-   */
-  struct IBF_Key ibf_key;
+  struct ElementEntry *ee = value;
+  struct Operation *op = cls;
+  struct GNUNET_HashCode mutated_hash;
 
-  /**
-   * Operation for which the elements
-   * should be sent.
-   */
-  struct OperationState *eo;
-};
+  //only consider this element, if it is valid for us
+  if ((op->generation_created >= ee->generation_removed)
+       || (op->generation_created < ee->generation_added))
+    return GNUNET_YES;
+
+  // not contained according to bob's bloomfilter
+  GNUNET_BLOCK_mingle_hash(&ee->element_hash,
+                           op->spec->salt,
+                           &mutated_hash);
+  if (GNUNET_NO == GNUNET_CONTAINER_bloomfilter_test (op->state->remote_bf,
+                                                      &mutated_hash))
+    return GNUNET_YES;
 
+  op->state->my_element_count++;
+  GNUNET_assert (GNUNET_YES ==
+                 GNUNET_CONTAINER_multihashmap_put (op->state->my_elements,
+                                                    &ee->element_hash, ee,
+                                                    GNUNET_CONTAINER_MULTIHASHMAPOPTION_UNIQUE_ONLY));
+
+  return GNUNET_YES;
+}
 
 /**
- * Extra state required for efficient set intersection.
+ * fills the contained-elements hashmap with all relevant
+ * elements and adds their mutated hashes to our local bloomfilter
+ *
+ * @param cls closure
+ * @param key current key code
+ * @param value value in the hash map
+ * @return #GNUNET_YES if we should continue to
+ *         iterate,
+ *         #GNUNET_NO if not.
  */
-struct SetState
+static int
+iterator_initialization (void *cls,
+                         const struct GNUNET_HashCode *key,
+                         void *value)
 {
-  /**
-   * The strata estimator is only generated once for
-   * each set.
-   * The IBF keys are derived from the element hashes with
-   * salt=0.
-   */
-  struct StrataEstimator *se;
+  struct ElementEntry *ee = value;
+  struct Operation *op = cls;
+  struct GNUNET_HashCode mutated_hash;
 
-  /**
-   * Evaluate operations are held in
-   * a linked list.
-   */
-  struct OperationState *ops_head;
+  //only consider this element, if it is valid for us
+  if ((op->generation_created >= ee->generation_removed)
+       || (op->generation_created < ee->generation_added))
+    return GNUNET_YES;
 
-  /**
-   * Evaluate operations are held in
-   * a linked list.
-   */
-  struct OperationState *ops_tail;
-};
+  GNUNET_assert (GNUNET_YES ==
+                 GNUNET_CONTAINER_multihashmap_put (op->state->my_elements,
+                                                    &ee->element_hash, ee,
+                                                    GNUNET_CONTAINER_MULTIHASHMAPOPTION_UNIQUE_ONLY));
+  return GNUNET_YES;
+}
 
 
 /**
- * Iterator over hash map entries.
+ * removes element from a hashmap if it is not contained within the
+ * provided remote bloomfilter. Then, fill our new bloomfilter.
  *
  * @param cls closure
  * @param key current key code
  * @param value value in the hash map
- * @return GNUNET_YES if we should continue to
+ * @return #GNUNET_YES if we should continue to
  *         iterate,
- *         GNUNET_NO if not.
+ *         #GNUNET_NO if not.
  */
 static int
-destroy_key_to_element_iter (void *cls,
-                             uint32_t key,
-                             void *value)
+iterator_bf_reduce (void *cls,
+                   const struct GNUNET_HashCode *key,
+                   void *value)
 {
-  struct KeyEntry *k = value;
+  struct ElementEntry *ee = value;
+  struct Operation *op = cls;
+  struct GNUNET_HashCode mutated_hash;
 
-  while (NULL != k)
+  GNUNET_BLOCK_mingle_hash(&ee->element_hash, op->spec->salt, &mutated_hash);
+
+  if (GNUNET_NO ==
+      GNUNET_CONTAINER_bloomfilter_test (op->state->remote_bf,
+                                         &mutated_hash))
   {
-    struct KeyEntry *k_tmp = k;
-    k = k->next_colliding;
-    if (GNUNET_YES == k_tmp->element->remote)
-    {
-      GNUNET_free (k_tmp->element);
-      k_tmp->element = NULL;
-    }
-    GNUNET_free (k_tmp);
+    op->state->my_element_count--;
+    GNUNET_assert (GNUNET_YES ==
+                   GNUNET_CONTAINER_multihashmap_remove (op->state->my_elements,
+                                                         &ee->element_hash,
+                                                         ee));
   }
+
   return GNUNET_YES;
 }
 
-
 /**
- * Destroy a intersection operation, and free all resources
- * associated with it.
+ * create a bloomfilter based on the elements given
  *
- * @param eo the intersection operation to destroy
+ * @param cls closure
+ * @param key current key code
+ * @param value value in the hash map
+ * @return #GNUNET_YES if we should continue to
+ *         iterate,
+ *         #GNUNET_NO if not.
  */
-static void
-intersection_operation_destroy (struct OperationState *eo)
+static int
+iterator_bf_create (void *cls,
+                   const struct GNUNET_HashCode *key,
+                   void *value)
 {
-  GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "destroying intersection op\n");
-  GNUNET_CONTAINER_DLL_remove (eo->set->state->ops_head,
-                               eo->set->state->ops_tail,
-                               eo);
-  if (NULL != eo->mq)
-  {
-    GNUNET_MQ_destroy (eo->mq);
-    eo->mq = NULL;
-  }
-  if (NULL != eo->tunnel)
-  {
-    struct GNUNET_MESH_Tunnel *t = eo->tunnel;
-    eo->tunnel = NULL;
-    GNUNET_MESH_tunnel_destroy (t);
-  }
-  // TODO: destroy set elements?
-  if (NULL != eo->spec)
-  {
-    if (NULL != eo->spec->context_msg)
-    {
-      GNUNET_free (eo->spec->context_msg);
-      eo->spec->context_msg = NULL;
-    }
-    GNUNET_free (eo->spec);
-    eo->spec = NULL;
-  }
-  GNUNET_free (eo);
+  struct ElementEntry *ee = value;
+  struct Operation *op = cls;
+  struct GNUNET_HashCode mutated_hash;
 
-  GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "destroying intersection op done\n");
+  GNUNET_BLOCK_mingle_hash(&ee->element_hash, op->spec->salt, &mutated_hash);
 
-  /* FIXME: do a garbage collection of the set generations */
+  GNUNET_CONTAINER_bloomfilter_add (op->state->local_bf,
+                                    &mutated_hash);
+  return GNUNET_YES;
 }
 
-
 /**
- * Inform the client that the intersection operation has failed,
+ * Inform the client that the union operation has failed,
  * and proceed to destroy the evaluate operation.
  *
- * @param eo the intersection operation to fail
+ * @param op the intersection operation to fail
  */
 static void
-fail_intersection_operation (struct OperationState *eo)
+fail_intersection_operation (struct Operation *op)
 {
   struct GNUNET_MQ_Envelope *ev;
   struct GNUNET_SET_ResultMessage *msg;
 
+  if (op->state->my_elements)
+    GNUNET_CONTAINER_multihashmap_destroy(op->state->my_elements);
+
+  GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "intersection operation failed\n");
+
   ev = GNUNET_MQ_msg (msg, GNUNET_MESSAGE_TYPE_SET_RESULT);
   msg->result_status = htons (GNUNET_SET_STATUS_FAILURE);
-  msg->request_id = htonl (eo->spec->client_request_id);
+  msg->request_id = htonl (op->spec->client_request_id);
   msg->element_type = htons (0);
-  GNUNET_MQ_send (eo->spec->set->client_mq, ev);
-  intersection_operation_destroy (eo);
-}
-
-
-/**
- * Derive the IBF key from a hash code and
- * a salt.
- *
- * @param src the hash code
- * @param salt salt to use
- * @return the derived IBF key
- */
-static struct IBF_Key
-get_ibf_key (struct GNUNET_HashCode *src, uint16_t salt)
-{
-  struct IBF_Key key;
-
-  GNUNET_CRYPTO_hkdf (&key, sizeof (key),
-                     GCRY_MD_SHA512, GCRY_MD_SHA256,
-                      src, sizeof *src,
-                     &salt, sizeof (salt),
-                     NULL, 0);
-  return key;
+  GNUNET_MQ_send (op->spec->set->client_mq, ev);
+  _GSS_operation_destroy (op);
 }
 
 
 /**
  * Send a request for the evaluate operation to a remote peer
  *
- * @param eo operation with the other peer
+ * @param op operation with the other peer
  */
 static void
-send_operation_request (struct OperationState *eo)
+send_operation_request (struct Operation *op)
 {
   struct GNUNET_MQ_Envelope *ev;
   struct OperationRequestMessage *msg;
 
   ev = GNUNET_MQ_msg_nested_mh (msg, GNUNET_MESSAGE_TYPE_SET_P2P_OPERATION_REQUEST,
-                                eo->spec->context_msg);
+                                op->spec->context_msg);
 
   if (NULL == ev)
   {
     /* the context message is too large */
     GNUNET_break (0);
-    GNUNET_SERVER_client_disconnect (eo->spec->set->client);
+    GNUNET_SERVER_client_disconnect (op->spec->set->client);
     return;
   }
-  msg->operation = htonl (GNUNET_SET_OPERATION_UNION);
-  msg->app_id = eo->spec->app_id;
-  msg->salt = htonl (eo->spec->salt);
-  GNUNET_MQ_send (eo->mq, ev);
+  msg->operation = htonl (GNUNET_SET_OPERATION_INTERSECTION);
+  msg->app_id = op->spec->app_id;
+  msg->salt = htonl (op->spec->salt);
+  msg->element_count = htonl(op->state->my_element_count);
 
-  if (NULL != eo->spec->context_msg)
+  GNUNET_MQ_send (op->mq, ev);
+
+  if (NULL != op->spec->context_msg)
     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "sent op request with context message\n");
   else
     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "sent op request without context message\n");
 
-  if (NULL != eo->spec->context_msg)
+  if (NULL != op->spec->context_msg)
   {
-    GNUNET_free (eo->spec->context_msg);
-    eo->spec->context_msg = NULL;
+    GNUNET_free (op->spec->context_msg);
+    op->spec->context_msg = NULL;
   }
-
 }
 
+static void
+send_bloomfilter_multipart (struct Operation *op, uint32_t offset)
+{
+  struct GNUNET_MQ_Envelope *ev;
+  struct BFPart *msg;
+  uint32_t chunk_size = (GNUNET_SERVER_MAX_MESSAGE_SIZE - sizeof(struct BFPart));
+  uint32_t todo_size = op->state->local_bf_data_size - offset;
+
+  if (todo_size < chunk_size)
+    chunk_size = todo_size;
+
+  ev = GNUNET_MQ_msg_extra (msg, chunk_size, GNUNET_MESSAGE_TYPE_SET_INTERSECTION_P2P_BF_PART);
+
+  msg->bloomfilter_length = htonl (chunk_size);
+  msg->bloomfilter_offset = htonl (offset);
+  memcpy(&msg[1], &op->state->local_bf_data[offset], chunk_size);
+
+  GNUNET_MQ_send (op->mq, ev);
+
+  if (op->state->local_bf_data_size == offset + chunk_size)
+  {
+    // done
+    GNUNET_free(op->state->local_bf_data);
+    op->state->local_bf_data = NULL;
+    return;
+  }
+
+  send_bloomfilter_multipart (op, offset + chunk_size);
+}
 
 /**
- * Iterator to create the mapping between ibf keys
- * and element entries.
+ * Send a bloomfilter to our peer.
+ * that the operation is over.
+ * After the result done message has been sent to the client,
+ * destroy the evaluate operation.
  *
- * @param cls closure
- * @param key current key code
- * @param value value in the hash map
- * @return GNUNET_YES if we should continue to
- *         iterate,
- *         GNUNET_NO if not.
+ * @param op intersection operation
  */
-static int
-op_register_element_iterator (void *cls,
-                         uint32_t key,
-                         void *value)
+static void
+send_bloomfilter (struct Operation *op)
 {
-  struct KeyEntry *const new_k = cls;
-  struct KeyEntry *old_k = value;
+  struct GNUNET_MQ_Envelope *ev;
+  struct BFMessage *msg;
+  uint32_t bf_size;
+  uint32_t bf_elementbits;
+  uint32_t chunk_size;
+  struct GNUNET_CONTAINER_BloomFilter * local_bf;
 
-  GNUNET_assert (NULL != old_k);
-  do
-  {
-    if (old_k->ibf_key.key_val == new_k->ibf_key.key_val)
-    {
-      new_k->next_colliding = old_k->next_colliding;
-      old_k->next_colliding = new_k;
-      return GNUNET_NO;
-    }
-    old_k = old_k->next_colliding;
-  } while (NULL != old_k);
-  return GNUNET_YES;
+  GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "sending bf of size %u\n");
+  
+  CALCULATE_BF_SIZE(op->state->my_element_count,
+                    op->spec->remote_element_count,
+                    bf_size,
+                    bf_elementbits);
+
+  local_bf = GNUNET_CONTAINER_bloomfilter_init (NULL,
+                                                bf_size,
+                                                bf_elementbits);
+
+  op->spec->salt++;
+  GNUNET_CONTAINER_multihashmap_iterate (op->spec->set->elements,
+                                         &iterator_bf_create,
+                                         op);
+
+  // send our bloomfilter
+  if (GNUNET_SERVER_MAX_MESSAGE_SIZE > bf_size + sizeof (struct BFMessage)) {
+    // singlepart
+    chunk_size = bf_size;
+    ev = GNUNET_MQ_msg_extra (msg, chunk_size, GNUNET_MESSAGE_TYPE_SET_INTERSECTION_P2P_BF);
+    GNUNET_assert (GNUNET_SYSERR !=
+                   GNUNET_CONTAINER_bloomfilter_get_raw_data (local_bf,
+                                                              &msg[1],
+                                                              bf_size));
+  }
+  else {
+    //multipart
+    chunk_size = GNUNET_SERVER_MAX_MESSAGE_SIZE - 1 - sizeof (struct BFMessage);
+    ev = GNUNET_MQ_msg_extra (msg, chunk_size, GNUNET_MESSAGE_TYPE_SET_INTERSECTION_P2P_BF);
+    op->state->local_bf_data = (char *) GNUNET_malloc (bf_size);
+    GNUNET_assert (GNUNET_SYSERR !=
+                   GNUNET_CONTAINER_bloomfilter_get_raw_data (local_bf,
+                                                              op->state->local_bf_data,
+                                                              bf_size));
+    memcpy (&msg[1], op->state->local_bf_data, chunk_size);
+    op->state->local_bf_data_size = bf_size;
+  }
+  GNUNET_CONTAINER_bloomfilter_free (local_bf);
+
+  msg->sender_element_count = htonl (op->state->my_element_count);
+  msg->bloomfilter_total_length = htonl (bf_size);
+  msg->bloomfilter_length = htonl (chunk_size);
+  msg->bits_per_element = htonl (bf_elementbits);
+  msg->sender_mutator = htonl (op->spec->salt);
+
+  GNUNET_MQ_send (op->mq, ev);
+
+  if (op->state->local_bf_data)
+    send_bloomfilter_multipart (op, chunk_size);
 }
 
 
 /**
- * Insert an element into the intersection operation's
- * key-to-element mapping. Takes ownership of 'ee'.
- * Note that this does not insert the element in the set,
- * only in the operation's key-element mapping.
- * This is done to speed up re-tried operations, if some elements
- * were transmitted, and then the IBF fails to decode.
+ * Signal to the client that the operation has finished and
+ * destroy the operation.
  *
- * @param eo the intersection operation
- * @param ee the element entry
+ * @param cls operation to destroy
  */
 static void
-op_register_element (struct OperationState *eo, struct ElementEntry *ee)
+send_client_done_and_destroy (void *cls)
 {
-  int ret;
-  struct IBF_Key ibf_key;
-  struct KeyEntry *k;
-
-  ibf_key = get_ibf_key (&ee->element_hash, eo->spec->salt);
-  k = GNUNET_new (struct KeyEntry);
-  k->element = ee;
-  k->ibf_key = ibf_key;
-  ret = GNUNET_CONTAINER_multihashmap32_get_multiple (eo->key_to_element,
-                                                      (uint32_t) ibf_key.key_val,
-                                                      op_register_element_iterator, k);
-
-  /* was the element inserted into a colliding bucket? */
-  if (GNUNET_SYSERR == ret)
+  struct Operation *op = cls;
+  struct GNUNET_MQ_Envelope *ev;
+  struct GNUNET_SET_ResultMessage *rm;
+  ev = GNUNET_MQ_msg (rm, GNUNET_MESSAGE_TYPE_SET_RESULT);
+  rm->request_id = htonl (op->spec->client_request_id);
+  rm->result_status = htons (GNUNET_SET_STATUS_DONE);
+  rm->element_type = htons (0);
+  GNUNET_MQ_send (op->spec->set->client_mq, ev);
+  _GSS_operation_destroy (op);
+}
+
+
+/**
+ * Send all elements in the full result iterator.
+ *
+ * @param cls operation
+ */
+static void
+send_remaining_elements (void *cls)
+{
+  struct Operation *op = cls;
+  struct ElementEntry *remaining; //TODO rework this, key entry does not exist here
+  struct GNUNET_MQ_Envelope *ev;
+  struct GNUNET_SET_ResultMessage *rm;
+  struct GNUNET_SET_Element *element;
+  int res;
+
+  res = GNUNET_CONTAINER_multihashmap_iterator_next (op->state->full_result_iter, NULL, (const void **) &remaining);
+  if (GNUNET_NO == res) {
+    GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "sending done and destroy because iterator ran out\n");
+    send_client_done_and_destroy (op);
     return;
+  }
 
-  GNUNET_CONTAINER_multihashmap32_put (eo->key_to_element, (uint32_t) ibf_key.key_val, k,
-                                       GNUNET_CONTAINER_MULTIHASHMAPOPTION_MULTIPLE);
+  element = &remaining->element;
+  GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "sending element (size %u) to client (full set)\n", element->size);
+  GNUNET_assert (0 != op->spec->client_request_id);
+
+  ev = GNUNET_MQ_msg_extra (rm, element->size, GNUNET_MESSAGE_TYPE_SET_RESULT);
+  GNUNET_assert (NULL != ev);
+
+  rm->result_status = htons (GNUNET_SET_STATUS_OK);
+  rm->request_id = htonl (op->spec->client_request_id);
+  rm->element_type = element->type;
+  memcpy (&rm[1], element->data, element->size);
+
+  GNUNET_MQ_notify_sent (ev, send_remaining_elements, op);
+  GNUNET_MQ_send (op->spec->set->client_mq, ev);
 }
 
 
+/**
+ * Inform the peer that this operation is complete.
+ *
+ * @param op the intersection operation to fail
+ */
+static void
+send_peer_done (struct Operation *op)
+{
+  struct GNUNET_MQ_Envelope *ev;
+
+  op->state->phase = PHASE_FINISHED;
+  GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Intersection succeeded, sending DONE\n");
+  GNUNET_CONTAINER_bloomfilter_free (op->state->local_bf);
+  op->state->local_bf = NULL;
+
+  ev = GNUNET_MQ_msg_header (GNUNET_MESSAGE_TYPE_SET_P2P_DONE);
+  GNUNET_MQ_send (op->mq, ev);
+}
 
 /**
- * Iterator for initializing the
- * key-to-element mapping of a intersection operation
+ * Handle an BF multipart message from a remote peer.
  *
  * @param cls the intersection operation
- * @param key unised
- * @param value the element entry to insert
- *        into the key-to-element mapping
- * @return GNUNET_YES to continue iterating,
- *         GNUNET_NO to stop
+ * @param mh the header of the message
  */
-static int
-init_key_to_element_iterator (void *cls,
-                              const struct GNUNET_HashCode *key,
-                              void *value)
+static void
+handle_p2p_bf_part (void *cls, const struct GNUNET_MessageHeader *mh)
 {
-  struct OperationState *eo = cls;
-  struct ElementEntry *e = value;
-
-  /* make sure that the element belongs to the set at the time
-   * of creating the operation */
-  if ( (e->generation_added > eo->generation_created) ||
-       ( (GNUNET_YES == e->removed) &&
-         (e->generation_removed < eo->generation_created)))
-    return GNUNET_YES;
+  struct Operation *op = cls;
+  const struct BFPart *msg = (const struct BFPart *) mh;
+  
+  if (op->state->phase != PHASE_BF_AWAIT_MULTIPART){
+    GNUNET_break_op (0);
+    fail_intersection_operation(op);
+    return;
+  }
+  
+  
+}
 
-  GNUNET_assert (GNUNET_NO == e->remote);
+/**
+ * Handle an BF message from a remote peer.
+ *
+ * @param cls the intersection operation
+ * @param mh the header of the message
+ */
+static void
+handle_p2p_bf (void *cls, const struct GNUNET_MessageHeader *mh)
+{
+  struct Operation *op = cls;
+  const struct BFMessage *msg = (const struct BFMessage *) mh;
+  uint32_t old_elements;
+  uint32_t peer_elements;
+
+  old_elements = op->state->my_element_count;
+  op->spec->salt = ntohl (msg->sender_mutator);
+
+  op->state->remote_bf = GNUNET_CONTAINER_bloomfilter_init ((const char*) &msg[1],
+                                                            ntohl (msg->bloomfilter_total_length),
+                                                            ntohl (msg->bits_per_element));
+  op->state->local_bf = GNUNET_CONTAINER_bloomfilter_init (NULL,
+                                                           BLOOMFILTER_SIZE,
+                                                           GNUNET_CONSTANTS_BLOOMFILTER_K);
+  switch (op->state->phase)
+  {
+  case PHASE_INITIAL:
+    // If we are ot our first msg
+    op->state->my_elements = GNUNET_CONTAINER_multihashmap_create (op->state->my_element_count, GNUNET_YES);
+
+    GNUNET_CONTAINER_multihashmap_iterate (op->spec->set->elements,
+                                           &iterator_initialization_by_alice,
+                                           op);
+    break;
+  case PHASE_BF_EXCHANGE:
+  case PHASE_MAYBE_FINISHED:
+    // if we are bob or alice and are continuing operation
+    GNUNET_CONTAINER_multihashmap_iterate (op->spec->set->elements,
+                                           &iterator_bf_reduce,
+                                           op);
+    break;
+  default:
+    GNUNET_break_op (0);
+    fail_intersection_operation(op);
+  }
+  // the iterators created a new BF with salt+1
+  // the peer needs this information for decoding the next BF
+  // this behavior can be modified at will later on.
+  op->spec->salt++;
+
+  GNUNET_CONTAINER_bloomfilter_free (op->state->remote_bf);
+  op->state->remote_bf = NULL;
+
+  peer_elements = ntohl(msg->sender_element_count);
+  if ((op->state->phase == PHASE_MAYBE_FINISHED)
+       && (old_elements == op->state->my_element_count)
+       && (op->state->my_element_count == peer_elements)){
+    // In the last round we though we were finished, we now know this is correct
+    send_peer_done(op);
+    return;
+  }
 
-  op_register_element (eo, e);
-  return GNUNET_YES;
+  op->state->phase = PHASE_BF_EXCHANGE;
+  // maybe we are finished, but we do one more round to make certain
+  // we don't have false positives ...
+  if (op->state->my_element_count == peer_elements)
+      op->state->phase = PHASE_MAYBE_FINISHED;
+
+  send_bloomfilter (op);
 }
 
+
 /**
- * Handle an IBF message from a remote peer.
+ * Handle an BF message from a remote peer.
  *
  * @param cls the intersection operation
  * @param mh the header of the message
  */
 static void
-handle_p2p_bf (void *cls, const struct GNUNET_MessageHeader *mh)
+handle_p2p_element_info (void *cls, const struct GNUNET_MessageHeader *mh)
 {
-  struct OperationState *eo = cls;
+  struct Operation *op = cls;
   struct BFMessage *msg = (struct BFMessage *) mh;
-  unsigned int buckets_in_message;
 
-  if (eo->phase == PHASE_EXPECT_INITIAL )
-  {
-    eo->phase = PHASE_BF_EXCHANGE;
-    
-    GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "creating new bf of size %u\n", 1<<msg->order);
-
-    // if (the remote peer has less elements than us)
-    //    run our elements through his bloomfilter
-    // else if (we have the same elements)
-    //    done;
-    // 
-    // evict elements we can exclude through the bloomfilter
-    //
-    // create a new bloomfilter over our remaining elements
-    // 
-    // send our new count and the bloomfilter back
+  op->spec->remote_element_count = ntohl(msg->sender_element_count);
+  if ((op->state->phase != PHASE_INITIAL)
+      || (op->state->my_element_count > op->spec->remote_element_count)){
+    GNUNET_break_op (0);
+    fail_intersection_operation(op);
   }
-  else if (eo->phase == PHASE_BF_EXCHANGE)
-  {
 
-  }
+  op->state->phase = PHASE_BF_EXCHANGE;
+  op->state->my_elements = GNUNET_CONTAINER_multihashmap_create (1, GNUNET_YES);
+  
+  GNUNET_CONTAINER_multihashmap_iterate (op->spec->set->elements,
+                                         &iterator_initialization,
+                                         op);
+
+  GNUNET_CONTAINER_bloomfilter_free (op->state->remote_bf);
+  op->state->remote_bf = NULL;
+
+  if (op->state->my_element_count == ntohl (msg->sender_element_count))
+    op->state->phase = PHASE_MAYBE_FINISHED;
 
+  send_bloomfilter (op);
 }
 
 
 /**
- * Send a result message to the client indicating
- * that there is a new element.
+ * Send our element to the peer, in case our element count is lower than his
  *
- * @param eo intersection operation
- * @param element element to send
+ * @param op intersection operation
  */
 static void
-send_client_element (struct OperationState *eo,
-                     struct GNUNET_SET_Element *element)
+send_element_count (struct Operation *op)
 {
   struct GNUNET_MQ_Envelope *ev;
-  struct GNUNET_SET_ResultMessage *rm;
+  struct BFMessage *msg;
 
-  GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "sending element (size %u) to client\n", element->size);
-  GNUNET_assert (0 != eo->spec->client_request_id);
-  ev = GNUNET_MQ_msg_extra (rm, element->size, GNUNET_MESSAGE_TYPE_SET_RESULT);
-  if (NULL == ev)
-  {
-    GNUNET_MQ_discard (ev);
-    GNUNET_break (0);
-    return;
-  }
-  rm->result_status = htons (GNUNET_SET_STATUS_OK);
-  rm->request_id = htonl (eo->spec->client_request_id);
-  rm->element_type = element->type;
-  memcpy (&rm[1], element->data, element->size);
-  GNUNET_MQ_send (eo->spec->set->client_mq, ev);
+  GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "sending element count (bf_msg)\n");
+
+  // just send our element count, as the other peer must start
+  ev = GNUNET_MQ_msg (msg, GNUNET_MESSAGE_TYPE_SET_INTERSECTION_P2P_ELEMENT_INFO);
+  msg->sender_element_count = htonl (op->state->my_element_count);
+  msg->bloomfilter_length = htonl (0);
+  msg->sender_mutator = htonl (0);
+
+  GNUNET_MQ_send (op->mq, ev);
 }
 
 
@@ -558,135 +697,99 @@ send_client_element (struct OperationState *eo,
  * After the result done message has been sent to the client,
  * destroy the evaluate operation.
  *
- * @param eo intersection operation
+ * @param op intersection operation
  */
 static void
-send_client_done_and_destroy (struct OperationState *eo)
+finish_and_destroy (struct Operation *op)
 {
-  struct GNUNET_MQ_Envelope *ev;
-  struct GNUNET_SET_ResultMessage *rm;
+  GNUNET_assert (GNUNET_NO == op->state->client_done_sent);
 
-  GNUNET_assert (GNUNET_NO == eo->client_done_sent);
-
-  eo->client_done_sent = GNUNET_YES;
-
-  ev = GNUNET_MQ_msg (rm, GNUNET_MESSAGE_TYPE_SET_RESULT);
-  rm->request_id = htonl (eo->spec->client_request_id);
-  rm->result_status = htons (GNUNET_SET_STATUS_DONE);
-  rm->element_type = htons (0);
-  GNUNET_MQ_send (eo->spec->set->client_mq, ev);
-
-  intersection_operation_destroy (eo);
+  if (GNUNET_SET_RESULT_FULL == op->spec->result_mode)
+  {
+    GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "sending full result set\n");
+    op->state->full_result_iter =
+        GNUNET_CONTAINER_multihashmap_iterator_create (op->state->my_elements);
+    send_remaining_elements (op);
+    return;
+  }
+  send_client_done_and_destroy (op);
 }
 
 
 /**
  * Handle a done message from a remote peer
  *
- * @param cls the intersection operation
+ * @param cls the union operation
  * @param mh the message
  */
 static void
-handle_p2p_done (void *cls, const struct GNUNET_MessageHeader *mh)
+handle_p2p_done (void *cls,
+                 const struct GNUNET_MessageHeader *mh)
 {
-  struct OperationState *eo = cls;
-  struct GNUNET_MQ_Envelope *ev;
-
-  if (eo->phase == PHASE_EXPECT_ELEMENTS_AND_REQUESTS)
-  {
-    /* we got all requests, but still have to send our elements as response */
+  struct Operation *op = cls;
 
-    GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "got DONE, sending final DONE after elements\n");
-    eo->phase = PHASE_FINISHED;
-    ev = GNUNET_MQ_msg_header (GNUNET_MESSAGE_TYPE_SET_P2P_DONE);
-    GNUNET_MQ_send (eo->mq, ev);
-    return;
-  }
-  if (eo->phase == PHASE_EXPECT_ELEMENTS)
-  {
+  if ((op->state->phase = PHASE_FINISHED) || (op->state->phase = PHASE_MAYBE_FINISHED)){
     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "got final DONE\n");
-    eo->phase = PHASE_FINISHED;
-    send_client_done_and_destroy (eo);
+
+    finish_and_destroy (op);
     return;
   }
-  GNUNET_break (0);
-  fail_intersection_operation (eo);
+
+  GNUNET_break_op (0);
+  fail_intersection_operation (op);
 }
 
 
 /**
- * Evaluate a intersection operation with
+ * Evaluate a union operation with
  * a remote peer.
  *
- * @param spec specification of the operation the evaluate
- * @param tunnel tunnel already connected to the partner peer
- * @param tc tunnel context, passed here so all new incoming
- *        messages are directly going to the intersection operations
- * @return a handle to the operation
+ * @param op operation to evaluate
  */
 static void
-intersection_evaluate (struct OperationSpecification *spec,
-                struct GNUNET_MESH_Tunnel *tunnel,
-                struct TunnelContext *tc)
+intersection_evaluate (struct Operation *op)
 {
-  struct OperationState *eo;
-
-  eo = GNUNET_new (struct OperationState);
-  tc->vt = _GSS_intersection_vt ();
-  tc->op = eo;
-  eo->generation_created = spec->set->current_generation++;
-  eo->set = spec->set;
-  eo->spec = spec;
-  eo->tunnel = tunnel;
-  eo->mq = GNUNET_MESH_mq_create (tunnel);
-
-  GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
-             "evaluating intersection operation, (app %s)\n",
-              GNUNET_h2s (&eo->spec->app_id));
-
+  op->state = GNUNET_new (struct OperationState);
   /* we started the operation, thus we have to send the operation request */
-  eo->phase = PHASE_EXPECT_SE;
+  op->state->phase = PHASE_INITIAL;
+  op->state->my_elements = GNUNET_CONTAINER_multihashmap_create(1, GNUNET_YES);
+  op->state->my_element_count = op->spec->set->state->current_set_element_count;
 
-  GNUNET_CONTAINER_DLL_insert (eo->set->state->ops_head,
-                               eo->set->state->ops_tail,
-                               eo);
-
-  send_initial_bloomfilter (eo);
+  GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
+              "evaluating intersection operation");
+  send_operation_request (op);
 }
 
 
 /**
- * Accept an intersection operation request from a remote peer
+ * Accept an union operation request from a remote peer.
+ * Only initializes the private operation state.
  *
- * @param spec all necessary information about the operation
- * @param tunnel open tunnel to the partner's peer
- * @param tc tunnel context, passed here so all new incoming
- *        messages are directly going to the intersection operations
- * @return operation
+ * @param op operation that will be accepted as a union operation
  */
 static void
-intersection_accept (struct OperationSpecification *spec,
-              struct GNUNET_MESH_Tunnel *tunnel,
-              struct TunnelContext *tc)
+intersection_accept (struct Operation *op)
 {
-  struct OperationState *eo;
-
-  GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "accepting set intersection operation\n");
-
-  eo = GNUNET_new (struct OperationState);
-  tc->vt = _GSS_intersection_vt ();
-  tc->op = eo;
-  eo->set = spec->set;
-  eo->generation_created = eo->set->current_generation++;
-  eo->spec = spec;
-  eo->tunnel = tunnel;
-  eo->mq = GNUNET_MESH_mq_create (tunnel);
-  /* transfer ownership of mq and socket from incoming to eo */
-  GNUNET_CONTAINER_DLL_insert (eo->set->state->ops_head,
-                               eo->set->state->ops_tail,
-                               eo);
-  /* kick off the operation */
-  send_bloomfilter (eo);
+  GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "accepting set union operation\n");
+  op->state = GNUNET_new (struct OperationState);
+  op->state->my_elements = GNUNET_CONTAINER_multihashmap_create(1, GNUNET_YES);
+  op->state->my_element_count = op->spec->set->state->current_set_element_count;
+
+  // if Alice (the peer) has more elements than Bob (us), she should start
+  if (op->spec->remote_element_count < op->state->my_element_count){
+    op->state->phase = PHASE_INITIAL;
+    send_element_count(op);
+    return;
+  }
+  // create a new bloomfilter in case we have fewer elements
+  op->state->phase = PHASE_BF_EXCHANGE;
+  op->state->local_bf = GNUNET_CONTAINER_bloomfilter_init (NULL,
+                                                           BLOOMFILTER_SIZE,
+                                                           GNUNET_CONSTANTS_BLOOMFILTER_K);
+  GNUNET_CONTAINER_multihashmap_iterate (op->spec->set->elements,
+                                         &iterator_initialization,
+                                         op);
+  send_bloomfilter (op);
 }
 
 
@@ -696,16 +799,15 @@ intersection_accept (struct OperationSpecification *spec,
  * @return the newly created set
  */
 static struct SetState *
-intersection_set_create (void)
+intersection_set_create ()
 {
   struct SetState *set_state;
 
-  GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "intersection set created\n");
-
+  GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
+              "intersection set created\n");
   set_state = GNUNET_new (struct SetState);
+  set_state->current_set_element_count = 0;
 
-  //TODO: actually create that thing
-  
   return set_state;
 }
 
@@ -717,9 +819,11 @@ intersection_set_create (void)
  * @param ee the element to add to the set
  */
 static void
-intersection_add (struct SetState *set_state, struct ElementEntry *ee)
+intersection_add (struct SetState *set_state,
+                  struct ElementEntry *ee)
 {
-  //TODO
+  GNUNET_assert(0 < set_state->current_set_element_count);
+  set_state->current_set_element_count++;
 }
 
 
@@ -731,15 +835,6 @@ intersection_add (struct SetState *set_state, struct ElementEntry *ee)
 static void
 intersection_set_destroy (struct SetState *set_state)
 {
-  GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "destroying intersection set\n");
-  /* important to destroy operations before the rest of the set */
-  while (NULL != set_state->ops_head)
-    intersection_operation_destroy (set_state->ops_head);
-  if (NULL != set_state->se)
-  {
-    //TODO: actually destroy that thing
-    set_state->se = NULL;
-  }
   GNUNET_free (set_state);
 }
 
@@ -751,55 +846,62 @@ intersection_set_destroy (struct SetState *set_state)
  * @param element set element to remove
  */
 static void
-intersection_remove (struct SetState *set_state, struct ElementEntry *element)
+intersection_remove (struct SetState *set_state,
+                     struct ElementEntry *element)
 {
-  //TODO
+  GNUNET_assert(0 < set_state->current_set_element_count);
+  set_state->current_set_element_count--;
 }
 
 
 /**
  * Dispatch messages for a intersection operation.
  *
- * @param eo the state of the intersection evaluate operation
+ * @param op the state of the intersection evaluate operation
  * @param mh the received message
- * @return GNUNET_SYSERR if the tunnel should be disconnected,
- *         GNUNET_OK otherwise
+ * @return #GNUNET_SYSERR if the tunnel should be disconnected,
+ *         #GNUNET_OK otherwise
  */
-int
-intersection_handle_p2p_message (struct OperationState *eo,
-                          const struct GNUNET_MessageHeader *mh)
+static int
+intersection_handle_p2p_message (struct Operation *op,
+                                 const struct GNUNET_MessageHeader *mh)
 {
   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "received p2p message (t: %u, s: %u)\n",
               ntohs (mh->type), ntohs (mh->size));
   switch (ntohs (mh->type))
   {
-    case GNUNET_MESSAGE_TYPE_SET_P2P_BF:
-      handle_p2p_bf (eo, mh);
-      break;
-    case GNUNET_MESSAGE_TYPE_SET_P2P_DONE:
-      handle_p2p_done (eo, mh);
-      break;
-    default:
-      /* something wrong with mesh's message handlers? */
-      GNUNET_assert (0);
+    /* this message handler is not active until after we received an
+     * operation request message, thus the ops request is not handled here
+     */
+  case GNUNET_MESSAGE_TYPE_SET_INTERSECTION_P2P_ELEMENT_INFO:
+    handle_p2p_element_info (op, mh);
+    break;
+  case GNUNET_MESSAGE_TYPE_SET_INTERSECTION_P2P_BF:
+    handle_p2p_bf (op, mh);
+    break;
+  case GNUNET_MESSAGE_TYPE_SET_INTERSECTION_P2P_BF_PART:
+    handle_p2p_bf_part (op, mh);
+    break;
+  case GNUNET_MESSAGE_TYPE_SET_P2P_DONE:
+    handle_p2p_done (op, mh);
+    break;
+  default:
+    /* something wrong with mesh's message handlers? */
+    GNUNET_assert (0);
   }
   return GNUNET_OK;
 }
 
 
+/**
+ * handler for peer-disconnects, notifies the client about the aborted operation
+ *
+ * @param op the destroyed operation
+ */
 static void
-intersection_peer_disconnect (struct OperationState *op)
+intersection_peer_disconnect (struct Operation *op)
 {
-  /* Are we already disconnected? */
-  if (NULL == op->tunnel)
-    return;
-  op->tunnel = NULL;
-  if (NULL != op->mq)
-  {
-    GNUNET_MQ_destroy (op->mq);
-    op->mq = NULL;
-  }
-  if (PHASE_FINISHED != op->phase)
+  if (PHASE_FINISHED != op->state->phase)
   {
     struct GNUNET_MQ_Envelope *ev;
     struct GNUNET_SET_ResultMessage *msg;
@@ -810,22 +912,48 @@ intersection_peer_disconnect (struct OperationState *op)
     msg->element_type = htons (0);
     GNUNET_MQ_send (op->spec->set->client_mq, ev);
     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING, "other peer disconnected prematurely\n");
-    intersection_operation_destroy (op);
+    _GSS_operation_destroy (op);
     return;
   }
+  // else: the session has already been concluded
   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "other peer disconnected (finished)\n");
-  if (GNUNET_NO == op->client_done_sent)
-    send_client_done_and_destroy (op);
+  if (GNUNET_NO == op->state->client_done_sent)
+    finish_and_destroy (op);
 }
 
 
+/**
+ * Destroy the union operation.  Only things specific to the union operation are destroyed.
+ *
+ * @param op union operation to destroy
+ */
 static void
-intersection_op_cancel (struct SetState *set_state, uint32_t op_id)
+intersection_op_cancel (struct Operation *op)
 {
-  /* FIXME: implement */
+  GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "destroying intersection op\n");
+  /* check if the op was canceled twice */
+  GNUNET_assert (NULL != op->state);
+  if (NULL != op->state->remote_bf)
+  {
+    GNUNET_CONTAINER_bloomfilter_free (op->state->remote_bf);
+    op->state->remote_bf = NULL;
+  }
+  if (NULL != op->state->local_bf)
+  {
+    GNUNET_CONTAINER_bloomfilter_free (op->state->local_bf);
+    op->state->local_bf = NULL;
+  }
+  if (NULL != op->state->my_elements)
+  {
+    // no need to free the elements, they are still part of the set
+    GNUNET_CONTAINER_multihashmap_destroy (op->state->my_elements);
+    op->state->my_elements = NULL;
+  }
+  GNUNET_free (op->state);
+  op->state = NULL;
+  GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "destroying intersection op done\n");
 }
 
-
 const struct SetVT *
 _GSS_intersection_vt ()
 {