Review of Mastering Bitocin Chapter 5(Wallet)

1. Mastering Bitcoin
Chap 5. Wallet
Song Je-Ho
qwerwon@gmail.com

2. 지갑이란?
지갑
 사용자의 돈에 대한 접근, 키 및 주소 관리, 잔액 추적 및 트랜잭션 작성 및 서명을 제어함.
 사용자의 키를 저장하고 관리하는 데 사용되는 데이터 구조를 의미함.
 지갑의 개인 키의 컨테이너이며, 구조화 된 파일이나 간단한 데이터베이스로 구현됨.
 지갑에는 key만으로 보관하고, 비트코인에서 말하는 “bitcoin”의 개념은 네트워크의 블록체인
에 기록됨(UTXO).
 사용자는 지갑의 키를 사용하여, 트랜잭션에 서명함으로써 네트워크의 동전을 제어함.
Key
Address
Others

3. 비결정적 지갑(Nondeterministic Wallet)
 무작위로 생성된 개인 키를 사용하는 지갑, 고로 각 키 사이에는 아무런 관계가 없다
-> 백업 및 가져오기가 힘들다라는 큰 단점이 있음
 임의의 개인 키를 미리 생성하여 각 키를 한 번만 사용하고 필요에 따라 키를 추가로 생성함.

4. 비결정적 지갑(Nondeterministic Wallet)
 무작위로 생성된 개인 키를 사용하는 지갑, 고로 각 키 사이에는 아무런 관계가 없다
-> 백업 및 가져오기가 힘들다라는 큰 단점이 있음
 임의의 개인 키를 미리 생성하여 각 키를 한 번만 사용하고 필요에 따라 키를 추가로 생성함.
아무런 관계가 없으므로,
k1으로 k2를 유추하거나
복구하는 것이 불가능

5. 결정적 지갑(Deterministic Wallet)
 공통의 seed에서 파생된 개인 키들을 관리하는 지갑
 Seed를 사용하여, 파생된 키를 복구할 수 있으므로 생성시 단일 백업이 가능

6. 계층결정적 지갑(HD Wallet)
 Tree 구조의 지갑으로, 단일 seed에서 많은 키를 쉽
게 파생 시킬 수 있음.
 HD 지갑은 트리구조를 사용하여, 부모 키가 일련의
자식 키를 파생시킬 수 있음.
 지갑에서 키 사용에 있어 조직적 의미를 나타낼 수
있음.
 사용자가 개인 키에 액세스 하지 않고도 공개 키들
을 생성 할 수 있음.
 상응하는 개인키 없이도 공개키 생성 가능
(Extented key)

7. 계층결정적 지갑(HD Wallet)
확장 개인/공개키(Extended Key)
 256bit의 key와 256bit의 chain code를 합친 것을 extended key라고 지칭함(512bit)
 확장 개인키로는 다음 세대의 개인/공개키를 모두 생성 가능하고, 확장 공개키는 다음 세대의 공개키만 생성이
가능하다.
->상응하는 개인키 없이도 공개키 생성 가능(Extented key)
xpub
xprv

8. 지갑( Wallet )
bitcoin/src/wallet/wallet.h
비트코인에서 HD지갑을 사용하고있다.

9. 지갑( Wallet )
계층 결정적(hierarchical deterministic) 지갑
 HD지갑 구현시 중요한 점은 부모키에서 자식키를 만드는 것이다.
 이때 chain code 라는 숫자를 사용하여 자식키를 만든다. 자식의 public key 로 부모의 public key를
추론하기 어려워진다.
Chain code와 nchild값으로 hash값을 구한다.
구한 hash값으로 자식의 chain code를 구한다.
부모의 pubkey와 hash값으로 자식의 pubkey를 만든다.

10. 지갑( Wallet )
계층 결정적(hierarchical deterministic) 지갑
 HD지갑은 128, 256, 512비트 크기의 무작위 숫자인 root seed로 부터 마스터 체인코드와 마스터
개인키를 생성한다. 이로부터 자식키를 생성한다.

11. Seed and Mnemonic Code ( BIP-39 )
Mnemonic ( BIP-39 )
 Seed를 만들어 내는 일련의 영어 단어를 의미함.
 대부분의 bitcoin 지갑에서 mnemonic을 사용하여, backup 및 recovery할 때 사용함.

12. Wallet Technology Details
Mnemonic Code Words ( BIP-39 )
 Mnemonic code는 시드로부터 생성된 임의의 숫자를 표현하는 일련의 단어로, 각 단어별로
지칭하는 숫자가 정해져있다.
 이 일련의 단어들은 사람이 기억하고 복구하기 쉽고, 다른 지갑 어플리케이션과 호환이 가능
하도록 사용한다.
실제 비트코인 Mnemonic word list

13. Wallet Technology Details
Generating mnemonic words From mnemonic to seed

14. Creating an HD Wallet from the Seed

15. Private child key derivation

16. Public child key derivation

17. 참고 문헌
 https://github.com/bitcoinbook/bitcoinbook/blob/develop/ch05.asciidoc