- Bitcoin 통신 방법
- Client -(JSON RPC)> Node(bitcoin) -(Gossip Protocol)> Node(bitcoin), DNS Server
- 각 Node들은 나와 트랜잭션이 연결된 다른 Node들에게 전파를 해야함.
- 받는 노드는 여러개의 트랜잭션이 나한테 왔을 때 어떤 것이 신뢰성 있는 정보인지 검증 해야함. ⇒ 컨센서스, UTSo
- Bitcoin Client와 통신
- Client -(JSON RPC)> Node(bitcoin)
- Bitcoin와 원격 연결(Port 8233) 한다.
- 블록체인 데이터 조회 → getblock, gettransaction
- Wallet 관리 → ImportPrivateKey(지갑이 클라이언트에 저장된 경우), GetBalance
- Transaction 생성 → sendtoaddress(서명이 안된 데이터), signrawtransactionwitwallet(Client가 서명을 완료한 데이터)
- 최초 네트워크 참여
- DNS Address에서 주소를 찾는다.
- 해당 주소로 연결 시도(version/verack)
- 무작위값을 포함해서 DNS Address로 보내면 version/verack와 무작위 값을 포함해서 리던.
- 실패 시 소스 내 하드코드 된 DNS Address에 연결 시도
- DNS Address가 모두 접속이 안될때,
- 첫 노드 연결 성공시 해당 노드가 가지고 있는 노드 IP 리스트 수신
- 메인넷은 700여개, 테스트넷은 10개의 주소 리스트 보유
- Block Sync
- Ping/Pong
→ Network에 Blockchain 다운 받기 위해 연결된 다른 노드들에게 Ping 전송
- DNS Node에 Ping을 전송 - Header Download (getheaders / headers)
→ 80bytes의 작은 Block Header 들을 먼저 다운
- 블록에 대한 적은 정보를 확인 - Block Download(getdata)
→ Genesis Block +1부터 시작하여 최근 Block까지 Transaction을 포함한 전체 데이터를 다운로드 진행 - Block Validation
→ Genesis Block부터 Block을 다운 받을 때마다 검증 진행(Rule에 따라)
- 위의 1-2번 과정만해서 참여하는 노드가 있음 light weight Node
- Ping/Pong
- Block 검증
- 신규 블록 수신
→ 블록 구조 일치 여부
→ 재계산 Block Header Hash == Block Header Hash
위변조를 확인
→ Block timestamp < now() + 2hours
→ Block Size < 1MB
대부분의 블록은 1MB
——여기까지 Block Header
→ Coinbase Transation Check
채굴자가 본인이 얼마나 보상을 받을지, 수수료 등 확인
→ Transaction Check
—— 모든 거래 검증 완료
→Mempool Update
→ LevelDB Insert New Block
→ Block 전파
- 신규 블록 수신
- Transaction 전파
- Transaction을 다른 노드들에게서 전파 받는다.
- 이미 받은 Transaction 인지 확인한다.
- 없는 경우) 다른 노드에게 전파한다(inv(msg_tx))
→ 새로운 Transaction txid를 전달한다. - 상대노드가 없는 경우 getdata를 요청 받는다.
→ MSG_TX와 txid를 전달 받는다. - 새로운 Transaction을 전달한다.
- 연결된 모든 Node에게 전달될 때 까지 수행한다.
- Transaction 검증
- 신규 Tranaction 수신
→ Transaction 구조 일치 여부
→ In, out List 존재 여부
입출금 내역을 확인
→ Transaction Size < 1MB
트랜잭션이 블록의 크기보다 커질수 없음. 안에 담겨있기 때문
→ Output Value < 2100만 BTC
총발행량
→ Mempool 존재 여부
Mempool: 아직 처리되지 않는 Transaction확인. 처리된 Transaction 목록, 이미 내가 처리한 Transaction인지 확인.
→ Block 존재 여부
이미 내 node에 추가되어있는 Block인지 확인.
승인된 Transaction인지 확인.
—-이후는 얼마나 입출금 되는지 확인.
→ Input Check(Double Spending)
아직 승인되지 않은 transaction의 경우 이미 사용된 UTXO가 아닌지 확인
→ Input Check(Orpahn Tx)
고아인 블록안에 있는 트랜잭션. 블록자체가 승인이 안된 경우.
→ Input Check(Coinbase)
채굴자 보상, 생성되고 100번째 블록이후에 보상을 사용가능
→ Input Check(Not UTXO)
→ Input > Output value
—-여기 까지 적합성 검증, 이후 정상적인 서명
→ Check Input Script
→ Add Mempool
→ Transaction 전파
- 신규 Tranaction 수신
- Block 전파 ⇒ Longest BlockChain을 유지.
- Mining에 성공한 Block은 아래 방법 없이 Block 전체 데이터를 모든 노드에게 바로 전송
- Block Sync는 처음 네트워크에 참여할때, Block 전파는 새로운 블록을 확인. 채굴로 인해 발생한 블록, 검증이 끝나서 전파된 블록
- Ping
→ Network에 Blockchain 다운 받기 위해 연결된 다른 노드들에 Ping 전송 - 전달 받은 Block Header 전달한다.
- 아직 전달 받지 못한 Block인 경우 headers와 getdata를 모두 요청한다.
→ Headers에는 내가 가진 최신 Block Header List를 보낸다. - 새로운 Block과 그 사이 Block을 노드에게 전달한다.
- 합의 알고리즘의 필요성
- Bitcoin P2P 네트워크 상에서의 흐름을 보면, 모두 나와 연결된 특정 Node에게서 전달 받은 Data를 신뢰하며 나의 Database를 업데이트 한다.
- → 내가 전달 받은 데이터가 조작되거나 다른 노드와 다른 경우는 어떻게 할까?
- POW, Longest Chain Rule 뿐만 아니라, 컨센서스와 UTXO가 필요. 전달 받은 노드가 다른 노드들과 다른 경우.
"프로그래밍은 저의 상상을 실현 시킬 수 있는 유일한 도구입니다."