Google Next Extended Seoul 2018 - 비트코인 블록체인에 영구불변 메시지 개발 삽질기

1. EXTENDED SEOUL
비트코인 블록체인에
영구불변 메시지 개발 삽질기
, ( ) harry.oh@chaineers.io

2. EXTENDED SEOUL
오회근
● (주)체이이어스 대표
● 메가존 - AWS Solution Architect
● 요기요 - Backend, Billing
● UDP - Embedded Software, Cloud Solutions
● 기타..
(주)체이니어스
! Blockchain Solution Development
! Consulting
! Education
! https://www.chaineers.io
! harry.oh@chaineers.io

3. EXTENDED SEOUL
Agenda
● 억울한 비트코인
● 내 지갑에 비트코인이 없다고?
● 비트코인은 어디서 쓰는거야?
● 개발 삽질기
● 데모
● 질의 응답

4. EXTENDED SEOUL

5. EXTENDED SEOUL
?
https://trends.google.co.kr/trends/
explore?q=%EB%B9%84%ED%8A%B8%EC%BD%94%EC%9D%B8&geo=KR

6. EXTENDED SEOUL
?
https://www.google.com/
search?q=%EB%B9%84%ED%8A%B8%EC%BD%94%EC%9D%B8&newwindow=1&so
urce=lnms&tbm=nws&sa=X&ved=0ahUKEwiL3L-
z_v3dAhXLc94KHZt7DDYQ_AUIDigB&biw=1568&bih=947

7. EXTENDED SEOUL
P2P 전자화폐
금융기관을 거치지 않고
P2P 네트워크에서 이중지불 문제 해결
작업증명
Ledger - Blockchain
https://bitcoin.org/bitcoin.pdf

8. EXTENDED SEOUL
● 2008년 10월 사토시 나카모토라는 인물의 논문에서 시작
● 기존 통제 시스템을 벗어나기 위한 암호 기술을 기반 Cypherpunk라는 활동가 중심
으로 연구
● 2008년 9월 글로벌 경제 위기 이후 비트코인 탄생
● 2009년 1월 3일 제네시스 블럭이 생성

9. EXTENDED SEOUL
?

10. EXTENDED SEOUL
Block

11. EXTENDED SEOUL
Transaction
Input
.
Output
C D
Spent
Unspent
#3
● Transaction은 Input과 Output으로 구성
● Input은 블록내의 Transaction의 Output과 연결
● Output은 address와 value가 지정
● 아무런 Input도 사용하지 않은 Output(Unspent)
이미 연결해서 사용한 Output(Spent) 존재
● UTXO(Unspent Transaction Output): 미사용 Output
● UTXO Set은 Leveldb로 별도 관리
.
Input
.
Output
A C
Spent
#1
Unspent
.
Input
.
Output
B C
Unspent
#2
Unspent
C의 잔고는?

12. EXTENDED SEOUL
UTXO
지갑에 없고
Transaction의 Output중에서
어떠한 Input도 참조하지 않고
나의 주소를 가리키는
Output의 Value의 합이다.
내 비트코인은

13. EXTENDED SEOUL
그러면 UTXO를 사용할 수 있는 Input은 어떻게 증명하지?

14. EXTENDED SEOUL
Locking Script
Transaction의 Output은 받는 사람의 공개키를 이용하여 Script를 생성하며 일반적으로 송금 Script는
자신을 사용하는 Input의 ScriptSig를 이용하여 Output의 PubKey Hash의 값이 같은지 검사함.
Unlocking Script
Transaction의 Input은 자신의 비밀키를 이용하여 Signature를 생성하여 사용하고자 하는 Output이 자
신의 것임을 증명함. 변경 불가능한 블록체인에 기록된 Script에 의해서 검증되므로 UTXO에 지정된 사용
자의 비밀키로만 생성해야한다.
UTXO

15. EXTENDED SEOUL
RAW Transaction
https://blockchain.info/rawtx/
38c5f89140d8ba6d4aa1b2f1f8868962646
75a6440196b133b2ab7acc96cbb7c
output
Locking Script
OP_DUP OP_HASH160
76ce7b423c530cb849fbb0482c3a0807c61b855a
OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG

16. EXTENDED SEOUL
RAW Transaction
https://blockchain.info/rawtx/
38c5f89140d8ba6d4aa1b2f1f8868962646
75a6440196b133b2ab7acc96cbb7c
Locking Script
Locking Script
OP_DUP OP_HASH160
1a4618549a833da7efe8c9572e4e17e93900b7ec
OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG
OP_0
c24b9295a240be1c2b46467c920ad1be8b2b1ff5

17. EXTENDED SEOUL
?

18. EXTENDED SEOUL
비트코인으로 뭘 할 수가 있는데??

19. EXTENDED SEOUL
(Proof of Existence)
● https://proofofexistence.com/
● 문서의 Hash를 구하여 비트코인의 Transaction Output Script에 남김.
● Hash의 정보는 불변하므로 후에 문서가 위조되지 않았다는 것을 증명함.

20. EXTENDED SEOUL
Pegging / Sidechain
● Omni Layer: https://www.omnilayer.org
● Omni Protocol: https://github.com/OmniLayer/spec
● Bitcoin Transaction Output Script와 Sidechain을 이용하여 코인을 생성
할 수 있는 플랫폼.
● USDT 코인이 사용 (https://tether.to)

21. EXTENDED SEOUL

22. EXTENDED SEOUL
UTXO
● 비트코인 0.9버전 이전에는 블록체인에 특정한 값을 저장하는 방법을 제공하지 않음.
● UTXO(Unspent Transaction Output)의 Locking Script에 포함되는 수신자의 Public Key Hash
에 특정한 값을 기록함.
OP_DUP OP_HASH160
1a4618549a833da7efe8c9572e4e17e93900b7ec
OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG
OP_0
c24b9295a240be1c2b46467c920ad1be8b2b1ff5
원하는 값으로 수정

23. EXTENDED SEOUL
UTXO
● 이렇게 생성된 UTXO는 누구도 사용할 수 없으므로 UTXO에 계속 존재
● UTXO가 계속 증가하면 비트코인 노드들의 부담 가중

24. EXTENDED SEOUL
OP_RETURN
● UTXO를 이용하여 기록을 남기는 일이 생기자 Ver 0.9 부터 Output Script에 OP_RETURN 연
산자 추가
● Output Script에 OP_RETURN 연산자가 있을 경우는 UTXO로 처리하지 않음.
● 대부분의 비트코인을 이용하는 서비스들은 OP_RETURN 방식을 이용
● OP_RETURN을 이용해 남길 수 있는 최대 사이즈는 80Byte
Output Script: 6a0b436861696e656572732121
OP_RETURN 436861696e656572732121
Chaineers!!
https://www.blocktrail.com/BCC/tx/
58d32be2f376003463717cc045b68c23507ceb38a15c6c12d739

25. EXTENDED SEOUL
뭐가 이리 어려워!!
이더리움은 쉽게 남기는 것 같던데..

26. EXTENDED SEOUL
Ethereum Data
● 이더리움 Transaction을 생성시 Data 기록
● Block당 사용할 수 있는 최대 Gas만큼 기록
● Smart Contract를 통해서도 Data을 저장
스마트 컨트렉트를 통해서는 저장하는 것은 블록체
인에 남는 것이 아니다!!

27. EXTENDED SEOUL
Ethereum Data
● 이더리움의 SmartContract를 통해서 저장되는 값은 EVM에 저장
● 블록체인에는 EVM에 저장된 상태정보(State)를 검증할 수 있는 Merkle Root만 가지고 있다.
● 계정의 잔고는 상태정보로 관리 (UTXO 없음)
이더리움의 정보는
장기적(long term)
비트코인의 정보는
영구적(permanent)

28. EXTENDED SEOUL

29. EXTENDED SEOUL
Monitoring
● 실제 비트코인 Transaction중에서 OP_RETURN을 이용한 메시지 조사
● API를 제공하는 서비스를 이용
● Blockchain Info API: https://www.blockchain.com/ko/api
● Python으로 간단하게 제작

30. EXTENDED SEOUL
!!

31. EXTENDED SEOUL
OP_RETURN
● OP_RETURN의 패턴 조사
● 일반적인 메시지의 경우 Script에 OP_RETURN임을 표시하는 ‘6a’ 이후에 나오는 두글자가 길이
6a<Length>xxxxxxxxxxxxxxxx

32. EXTENDED SEOUL
Bitcoin Message
● 서비스에서 사용중인 OP_RETURN은 무시하고 UTF8로 인코딩 가능한 내용만 보여주도록 함.
● 메시지를 남기는 경우도 있었고 특정 Hash값을 남기는 경우도 많았다.

33. EXTENDED SEOUL
MainNet
속도가 왜이래? Block당 많은 TX 외부 API 이용
비싼 수수료

34. EXTENDED SEOUL
Bitcoin Testnet
● Transaction을 생성하기 위해서 Testnet을 사용하기로 함.
● blockchain info SDK를 이용하여 BASE_URL을 수정하면 testnet 사용 가능.

35. EXTENDED SEOUL
Bitcoin Testnet
● Block당 Transaction 갯수가 매우 적음.
● Blockchain.info API가 빠름
메시지 확인 속도가 훨씬 빨라짐.
이제 Transaction 생성합시다!!

36. EXTENDED SEOUL
Bitcoin Core
● Transaction을 만들기 위해서 Testnet 비트코인이 필요함.
● Bitcoin core를 testnet 모드로 돌려서 채굴하기로 함.
● Docker를 이용하여 Bitcoin core를 설치

37. EXTENDED SEOUL
Postman

38. EXTENDED SEOUL
Testnet
● cli 명령인 generate로 mining이 불가능
● https://coinfaucet.eu/en/btc-testnet/ 에서 Testnet Bitcoin을 요청
● Transaction은 바로 생기는데 Confirm이 안됨.
● Testnet Mining 불안정
● 메시지를 남길때에도 Mining 문제로 어려움 예상
● Mining만 하고 외부 서비스 API를 이용하려 했지만 포기
● 결국 regtest 모드로 개발 환경 재구성

39. EXTENDED SEOUL
Regtest (Regression test mode)
● DNSSeeds를 사용하지 않고 Difficulty가 낮아서 빠르게 Mining이 가능
● Python 에서 RPC를 사용하기보다 API를 사용하기 위해서 Insight-api를 설치 (https://
github.com/bitpay/insight-api)
● Insight-api에서 사용하는 bitcore는 bitcoin 0.12 버젼을 사용
● API는 포기하고 Docker로 regtest 모드로 실행하고 Python에서 RPC로 접속하여 개발
● regtest모드는 RPC 포트는 18443을 사용

40. EXTENDED SEOUL
Regtest (Regression test mode)

41. EXTENDED SEOUL
Regtest Mining

42. EXTENDED SEOUL
Regtest Mining
● Mining하여 보상 받은 코인은 생성된 Block 이후에 100개의 Block이 생성된 이후에 사용할 수
가 있다. (100 Confirm)
● 사용하기 위해서는 generate 명령으로 100개가 넘는 Block을 만든다.

43. EXTENDED SEOUL
API RPC
● blockchain.info API를 사용하던 부분을 Bitcoin Core RPC를 사용하도록 수정
● https://github.com/jgarzik/python-bitcoinrpc 을 사용

44. EXTENDED SEOUL
API RPC

45. EXTENDED SEOUL
! Transaction

46. EXTENDED SEOUL
Create RawTransaction
● 외부 서비스의 API를 이용하여 Transaction을 생성할때에 종종 비밀키(private key)를 요구 하
는 경우가 있는데 절대 사용 금지!!
● 이미 비밀키로 Signed된 RawTransaction을 생성하여 사용하는 것이 바람직하다.
RawTransaction
형태 생성
UTXO를 사용하
는 Input생성
OP_RETURN 연
산자를 사용하여
메시지를 포함한
Output생성
RawTransaction
Signing and
Send
Output 생성시 UTXO의 잔액에서 Transaction Fee를 제외한 나머지는 자신의 지
갑으로 송금하도록 해야함!! 안할 경우 모든 잔액이 Transaction Fee로 처리됨!

47. EXTENDED SEOUL
coinspark/python-OP_RETURN
● https://github.com/coinspark/python-OP_RETURN
● 비트코인 OP_RETURN을 사용하는 Python 예제

48. EXTENDED SEOUL
Input

49. EXTENDED SEOUL
Output

50. EXTENDED SEOUL
Signing and Send

51. EXTENDED SEOUL
GCP !!

52. EXTENDED SEOUL
GCP Kubernates
● docker-swarm, marathon 같은
container orchestration 툴
● 여러대의 Host의 Container을 관리
https://kubernetes.io/docs/concepts/overview/what-is-kubernetes/

53. EXTENDED SEOUL
Frontend
Backend Bitcoind
REDIS
DB
Bitcoin Node
Service Architechure

54. EXTENDED SEOUL

55. EXTENDED SEOUL
● Bitcoind Regtest
●
● TX

56. EXTENDED SEOUL
DISCUSSION

57. EXTENDED SEOUL
오회근, (주)체이니어스
E: harry.oh@chaineers.io
H: http://www.chaineers.io