블록의 개념
Block이란?
- 데이터(정보)를 갖고있는 조각
- 프로그래밍 상에서는 객체로 구현된다.
Jest 란?
- FaceBook에서 개발한 테스트 라이브러리이다. (자칭 프레임 워크)
node --experimental-vm-modules node_modules/jest/bin/jest.js- ES6(type : module) 사용시 테스트 방식이 달라 기존
npx jest로는 실행되지 않으므로 위 명령어로 실행한다.
- ES6(type : module) 사용시 테스트 방식이 달라 기존
Block Header 란?
- Block에 포함되는 정보 단위 중 하나이다.
- 버전, 머클루트, 타임스탬프, 난이도, 논스를 포함한다.
- 버전 : 이름 그대로 Block의 현재 버전
- 머클 루트 : 아래에서 상세 설명
- 타임스탬프 : 블록이 생성된 시간이다.
- 난이도 : 차후 Chain에 대해 설명할 때 상세 설명
- 난이도의 경우 우리가 구현할 때는 difficulty라는 변수명을 사용할 예정이지만 비트코인에서는 bits라는 변수명을 사용한다.
- 논스 : 난이도 설명할 때 함께 상세 설명
- 난이도와 논스는 초기 임시값을 0으로 둔다.
- Block Header의 내용은 블록체인마다 다를 수 있다.
Block Body 란?
- 여러 트랜잭션과 기타 정보들을 뜻한다.
- 비트코인에서는 1800개의 트랜잭션(거래 내역)을 블록에 저장한다.(잡담)
트랜잭션 이란?
- 거래에 대한 정보를 말한다.
- 지불과 수령이 모두 포함되어야 한다.(중요)
- 사전적 의미로는 쪼갤 수 없는 업무 처리의 최소 단위이다.
- DB 등에서도 사용된다고 한다.
- 은행을 예로 들어보자.
- A가 B에게 송금했다.
- B는 A가 보낸 송금을 받지 못했다.
-> 트랜잭션이 취소되며 A에게 돈이 돌아온다. - B는 A가 보낸 송금을 받았다.
-> 송금과 수령이 함께 트랜잭션으로 처리된다.
- B는 A가 보낸 송금을 받지 못했다.
- A가 B에게 송금했다.
- 거래의 단위이다.
Merkle 이란?
- 여러 정보들을 하나로 암호화한다.
- 이진 트리로 구현되며 merkleTree 라고 부른다.
- hash로 단방향 암호화된다.
- 항상 일정한 길이(16진수)의 문자열로 처리할 수 있다.
- hash를 쓰는 이유 : hash는 항상 같은 길이의 암호화된 문자열을 만든다. 생성된 암호화된 문자열로 이전 블록, 현재 블록 등등을 비교하여 정상적인 블록인지 빠르게 확인할 수 있다.(중요)
- merkle을 쓰는 이유 : 데이터를 하나로 합치기 위해 사용된다. 여러 데이터를 하나의 hash 암호화 문자열로 만들어서 비교를 더욱 쉽게 해준다.
jest에 대해서
jest를 사용하는 방법
- .js 파일을 .test.js 파일로 생성
npx jest를 실행하면 .test.js 파일을 모두 확인한다.
- 또는 package.json 파일 안에 test 명령어를 jest로 수정한다.
- ex)
"test" : "jest" jest 파일명을 실행하면 해당 파일만 확인할 수 있다.
- ex)
jest 코드 설명
- describe는 단순한 그룹이다. 목차에서 하위 목차 나누듯이 그룹으로 묶어서 하위 테스트 또는 하위 그룹을 만든다. describe는 describe 안에서도 사용할 수 있으며 사용하면 상위 describe의 하위 목록이 된다.
- 테스트할 때에는 test 혹은 it을 사용한다.
- it(name, func)
- it 또는 test는 name 이라는 이름의 테스트를 실행한다.
- 해당 테스트의 구현 내용(코드)은 func(함수)에 포함된다.
- 코드 실행 자체를 테스트하기 위해 jest를 사용한다.
- expect(확인할 내용) : 적혀있는 그대로 확인할 코드, 함수, 객체, 변수 등등을 매개변수로 전달한다. expect 하나만 있으면 아무 의미가 없다.
- toBe(비교 내용) : 정확히 일치하는지를 확인한다.
- toXXXXX 를 매쳐(matcher)라고 부른다. expect와 함께 사용하는 메서드인 matcher는 toBe() 외에도 찾아보면 엄청 많다.
- toBe의 경우 완벽한 일치를 확인하기 때문에 객체 등을 비교할 수는 없다.
- toEqual(정보) : 완벽한 일치가 아닌 포함된 정보들의 일치를 확인한다. 객체를 비교할 때 쓰인다. 하나만 일치해도 passed를 반환한다.
- toStrictEqual : 내용 자체가 모두 일치해야 한다.
Jest로 테스트해보기
i:install --save와 같다.--save: package.json에 해당 라이브러리에 대해서 저장한다.(현재는 포함시키지 않아도 알아서 추가되므로 --save를 붙이지 않아도 된다.)
-D===-dev<< develop : 테스트에서만 사용한다.
1. 일단 폴더에 기본적인 라이브러리 설치
npm init
npm i crypto-js merkle
npm i -D jest
npm install crypto-js merkle
npm install --save-dev jest데이터 2개로 테스트해보기
2. merkle 폴더에 파일 생성
- merkle.js와 merkle.test.js 파일 생성
merkle.test.js 에서
describe("이건 테스트의 그룹이다.", ()=>{
// 아래의 테스트들을 이 그룹 안에 넣어주면 된다. 어떤 테스트인지 단순히 그룹을 만든 것이다.
});
test("이건 테스트다", () =>{
expect("1234").toBe("1234");
});
// 안되는 이유 : 객체는 서로 다른 것으로 취급하기 때문이다.
// 같은 객체가 되려면 변수에 정의(const obj = { a : 1 })해야 한다.
test("이건 안된다", ()=>{
expect({a : 1}).toBe({a : 1});
});
it("객체의 비교", ()=>{
expect({a:1}).toEqual({a:1});
});
...
- merkle의 상위 폴더에서
npx jest를 해주면 하위 폴더의 모든 .test.js 파일을 찾아 테스트한다.
merkle.js 에서
- SHA256과 merkle 라이브러리를 가져온다.
const SHA256 = require("crypto-js").SHA256;
const merkle = require("merkle");- merkle 라이브러리를 사용해 data 배열로 머클루트를 만든다.
const data = [1];
const merkleRoot = merkle("sha256").sync(data).root();
- data 배열로 직접 머클루트를 만든다.
const createMerkleRoot = ()=>{
return SHA256(data[0]).toString().toUpperCase();
}- export 해준다.
module.exports = {merkleRoot, createdRoot : createMerkleRoot()}; merkle.test.js 에서
- import 해준다.
const {merkleRoot, createdRoot} = require("./merkle.js"); - 테스트 해준다.
// failed -> 이유 : merkle 라이브러리는 받는 데이터 배열의
// 아이템을 전부 문자열(string)으로 처리한다.
// 내열 내의 데이터가 **숫자** 1이기 때문에 현재는 오류가 발생한다.
// 머클 라이브러리는 알아서 바꿔줬기 때문에 다르게 나온 것이다.
// merkle.js의 createMerkleRoot에서 data[0]을 data[0].toString()로 바꿔준다.
describe("merkle 비교", ()=>{
it("하나의 데이터 암호화 확인", ()=>{
expect(merkleRoot).toBe(createdRoot);
});
});- merkle.js 에서 내용 수정
const createMerkleRoot = ()=>{
return SHA256(data[0]).toString().toUpperCase();
}merkle.js 에서 트리 만들기
const data = [1, 2];로 수정- 데이터의 모든 정보(아이템)을 한번씩 hash(sha256) 방식으로 암호화한다.
for(let i = 0; i<data.length; i++){
fitstTree.push(SHA256(data[i].toString()).toString().toUpperCase());
};- 데이터(data) 안의 2개의 아이템을 암호화한 후 연결해서 다시 암호화하며 한 개의 문자열로 만든다.
const secondTreeRoot = SHA256(fitstTree[0] + fitstTree[1]).toString().toUpperCase();- export에 추가해준다.
module.exports = {merkleRoot, createdRoot : createMerkleRoot(), secondTreeRoot};merkle.test.js 에서 내용 수정
- secondTreeRoot를 import에 추가한다.
const {merkleRoot, createdRoot, secondTreeRoot} = require("./merkle.js");- 테스트 항목을 추가해준다.
describe("merkle 비교", ()=>{
it("하나의 데이터 암호화 확인", ()=>{
expect(merkleRoot).toBe(createdRoot);
});
// 추가, passed
it("두개의 데이터 암호화 확인", ()=>{
expect(secondTreeRoot).toBe(merkleRoot);
});
});- 터미널에서
npx jest로 테스트해준다. (위에서 failed 뜨는 친구들 주석처리 해준 뒤 테스트했다.)
데이터 4개로 테스트
-
merkle.js
-
data 4개가 되도록 추가
const data = [1, 2, 3, 4]; -
두번째 트리 빈배열 만들어줌
const secondTree = []; -
두번째 트리에 암호화해서 넣어줌
-
암호화된 데이터를 합쳐 다시 암호화해준다.
- 1234가 있으면 12와 34를 처리해야 하므로 i+=2
for(let i = 0; i<fitstTree.length; i+=2){
secondTree.push(
SHA256(
fitstTree[i].toString() +
fitstTree[i+1].toString()
).toString().toUpperCase()
);
};- 뭘 만든 건지 모르겠음
const thirdTreeRoot = SHA256(secondTree[0] + secondTree[1]).toString().toUpperCase();- export
module.exports = {merkleRoot, createdRoot : createMerkleRoot(), secondTreeRoot, thirdTreeRoot};
merkle.test.js에서 4개 암호화 확인 테스트 추가
describe("merkle 비교", ()=>{
it("네 개의 데이터 암호화 확인", ()=>{
expect(thirdTreeRoot).toBe(merkleRoot);
});
});npx jest로 테스트 ->passed
머클 라이브러리에서의 홀수 머클트리 처리 테스트
oddMerkle.js 파일 생성
- merkle.js에서 data, merkleRoot, library 복붙해 가져와 data를 3개로 만듦
const SHA256 = require("crypto-js").SHA256;
const merkle = require("merkle");
const data = [1, 2, 3];
const merkleRoot = merkle("sha256").sync(data).root();- firstTree와 push하는 부분도 복붙해 가져옴
const fitstTree = [];
for(let i = 0; i<data.length; i++){
fitstTree.push(SHA256(data[i].toString()).toString().toUpperCase());
};- secondTree 배열을 만들고 코드를 작성해줌
const secondTree = [];
for(let i = 0; i<fitstTree.length; i+=2){
// 임시값, 아래에서 조건에 따라 값을 정의한다.
let temp = '';
// 홀수개이며 다음 인덱스(아이템)이 없을 경우 기존의 아이템을 그대로 사용한다.
if(i+1===fitstTree.length){
temp = fitstTree[i];
}else{
// 다음 인덱스(아이템)이 있을 때
temp = SHA256(fitstTree[i] + fitstTree[i+1]).toString().toUpperCase();
}
secondTree.push(temp);
};- secondTree들으로 oddThirdRoot로 만들어줌
const oddThirdRoot = SHA256(secondTree[0] + secondTree[1]).toString().toUpperCase();- export에 추가
module.exports = {oddMerkleRoot : merkleRoot, oddThirdRoot};-
export해줌
module.exports = {oddMerkleRoot : merkleRoot}; -
merkle.test.js에서 import
const { oddMerkleRoot, oddThirdRoot } = require("./oddMerkle.js");- 테스트 코드 작성
describe("merkle 비교", ()=>{
it("세 개의 데이터 암호화 확인", ()=>{
expect(oddThirdRoot).toBe(oddMerkleRoot);
});
});npx jest로 테스트 -> 3개의 데이터 암호화 확인passed
oddMerkle.js에 머클루트 반환 함수 가져와줌
const createMerkle = (_data) =>{
// 받은 매개변수값이 배열인지 확인
if(!Array.isArray(_data)) return {isError : true, msg: "너 배열 아님"};
// 배열의 값을 전체 암호화 해서 새로운 배열로 반환해준다.
let merkleArr = _data.map((item) =>
SHA256(item).toString().toUpperCase()
);
// 머클 루트가 나오는 조건 : 한 개의 값이 나올 때까지 계속 돌려야 한다.
// merkleArr 배열의 1보다 크면 1이 될 때까지 반복 작업한다.
while(merkleArr.length > 1){
const tempArr = [];
// 머클의 길이와 같아질 때까지 돌린다.
for (let i = 0; i<merkleArr.length ; i+=2) {
if(i+1 === merkleArr.length){
// 마지막 홀수일 때 자기 자신을 암호화
tempArr.push(merkleArr[i]);
}else{
tempArr.push(
SHA256(merkleArr[i]+merkleArr[i+1]).toString().toUpperCase()
)
}
}
merkleArr = tempArr;
}
// return을 객체로 내보내는 이유 : 블록 생성 후 해당 블록이
// 정상적인 블록인지 확인하기 위해 객체로 내보낸다.
// isError를 통해 생성 도중 문제가 발생했짖니 파악할 수 있다.
// - jest에서 사용하는 것이 아닌 블록 생성 단계에서 사용한다.
return {isError : false, value : merkleArr[0]};
};