Bitcoin P2P Network

Bitcoin 통신 방법

• Node와 Client(Wallet)의 통신 JSON RPC
  • Http 통신
• Node와 Node간에 블록와 Transaction을 주고 받는 Gossip Protocol
  • TCP 통신(양방향 통신)

기본적인 비트코인 통신 방법

• Flooding
• 거래가 발생하면 전파
• 각각의 노드는 옳은 거래인지 아닌지 모르기 때문에 검증
  • Consensus, UTXO

Node와 Client(Wallet)의 통신

• JSON RPC
  • 블록체인 데이터 조회
    • getblock, gettransaction
    • Block 조회, 거래 조회
  • Wallet 관리
    • ImportPrivKey, GetBalance
    • 개인 Node에서 개인키 수신, 사용가능한 잔액 확인
  • Transaction 생성
    • sendtoaddress, signrawtransactionwitwallet
    • 서명 없는 거래 내용 전달, 서명된 거래 내용 전달

Node와 Node간의 통신

최초 네트워크 참여

1. DNS Address 에서 주소를 찾는다.
   • seed.bitcoin.sipa.be
   • dnsseed.bluematt.me
   • dnsseed.bitcoin.dashjr.org
   • etc
   • 중앙화된 서비스에서 제공하는 주소기 때문에 동작하지 않을 수 있다.
2. 해당 주소로 연결 시도(version/verack)
3. 실패시 소스코드 내의 하드코딩된 DNS Address에 연결 시도
4. 첫 노드 연결 성공시 해당 노드가 가지고 있는 노드 IP 리스트 수신
   • 메인넷은 700여개, 테스트넷은 10개의 주소 리스트 보유

Block Sync

Light weight node

• Ping/Pong
  • 노드간 통신 확인
• Header Download
  • 거래 정보가 없는 Block Header들을 받음

Full node

• Ping/Pong
  • 노드간 통신 확인
• Header Download
  • 거래 정보가 없는 Block Header들을 받음
• Block Download
• Block Validation

Block 검증

header값 체크

1. 신규 블록 수신
2. 블록 구조 일치 여부
3. Block Header의 Hash 값 비교
	- nonce 값(pow의 결과) 비교
4. Block timestamp 의 시간 체크
5. Block Size 체크
-------------
거래 검증

6. 채굴자의 보상에 대한 내용 확인(Coinbase Transaction Check)
7. Tx Check
-------------
데이터 베이스 업데이트

8. Mempool update
9. LevelDB에 새로운 블록 추가
10. Block 전파

Block 전파

1. Ping/Pong
2. Block을 전달 받음
3. 전달 받은 Block Header를 다른 Node에게 전달
4. 전달 받은 Node가 없는 Block인 경우 해당 Node에서 getdata와 headers를 요청
   - 자신의 Block이 없는 만큼 전달받기 위함
5. 새로운 Block과 그 사이 Block을 노드에게 전달

Transaction 전파

1. Tx를 다른 노드에게서 전파 받음
2. 이미 받은 Tx인지 확인
3. 없는 경우 다른 노드에게 전파
   - inv(msg_tx)
4. 상대 노드가 전파받은 거래가 없는 경우 getdata를 요청
5. 새로운 거래 전달
6. 연결된 모든 Node에게 전달될 때까지 수행

Transaction 검증

1. 신규 Tx 수신
2. Tx 구조 일치 여부 확인
3. In, Out List 존재 여부 확인
4. Tx 크기 확인
5. Output 값 확인(< 2100만)
6. Mempool 존재 여부 확인
7. Block 존재 여부 확인(이미 승인된 거래)
8. Input Check(이중 지불 확인)
9. Input Check(이미 처리되었지만 승인되지 않은 거래인지 확인)
10. Input Check(채굴자 보상 Tx인지 확인)
    - 일정 수 이상의 Block 이후에 사용 가능
11. Input Check(UTXO가 아닌 경우)
12. Input > Output
13. Input Script Check(서명 확인)
14. Add Mempool
15. Tx 전파

참고한 자료

한 번에 끝내는 블록체인 개발 A to Z