ブロックチェインとOpen asset protocol

仮想通貨ブロックチェイン技術勉強会

近畿大学山崎重一郎

Bitcoin福岡勉強会 2015年７月１１日

送金時のトランザクション未使用のoutput(UTXO)の残金を集める

in 0 out 0 0.05 btc

out 1 0.049 btc

out 0 0.1 btc

out 0 0.1 btc UTXO

A

A

B 公開鍵B ハッシュ

公開鍵A ハッシュ



UTXO

送金時のトランザクション使用するUTXOに対応するinputに電子署名

• 電子署名が入っていないトランザクションのハッシュ値を使って電子署名

in 0 out 0 0.05 btc

out 1 0.049 btc

out 0 0.1 btc in 0

out 0 0.1 btc in 0

電子署名

公開鍵 A

A

A



秘密鍵

out 0 0.1 btc

out 0 0.1 btc



送金時のトランザクション署名、公開鍵をセットしたトランザクションを

P2Pネットワーク全体に放送する

in 0 out 0 0.05 btc

out 1 0.049 btc

out 0 0.1 btc in 0

out 0 0.1 btc in 0

電子署名

公開鍵 A A



out 0 0.1 btc

out 0 0.1 btc



トランザクションの検証直前のoutput とinputの結合を検証

in 0 out 0 0.05 btc

out 1 0.049 btc

電子署名

公開鍵 A

A

A



out 0 0.1 btc

スクリプト公開鍵A ハッシュ

トランザクションの検証検証に成功すればブロックチェインに登録

in 0 out 0 0.05 btc

out 1 0.04９ btc

電子署名

公開鍵 A

A

A



out 0 0.1 btc

スクリプト公開鍵A ハッシュ

ブロックブロックブロック

登録

bitcoinのスクリプト処理目的送金された金額の使い方を規定

• トランザクションのアウトプットに記載 • 受領者が次に使うときに評価される

0.5 BTC

この公開7のハッシュに対応する秘密7を持っている人だけ使用可能なお金

秘密7 公開7

受領者

bitcoinのスクリプト言語 Forth言語に似たスタック型言語逆ポーランド記法＝日本語記法 (１と２をたして3をかける） • 定数：スタックにプッシュする • OP_DUP ：スタックのトップ要素をコピーする • OP_HASH160 ：スタックのトップ要素のダブルハッシュ値を求める • OP_EQUALVERIFY ：スタックのトップ２要素を取り出して、双方が等しいことを確認する

• OP_CHECKSIG：スタックのトップ２要素を取り出して、１つめの公開鍵と使って２つ目の電子署名を検証する

• OP_RETURN：トランザクションinvalidとしてマークする

P2PKH (公開鍵ハッシュが条件）このお金はこの公開鍵の所有者だけが次に使用できる

scriptPubKey: OP_DUP OP_HASH160 <公開7Hash値> OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG

scriptSig: <電子署名> <公開7>

直前のoutput

送金input

証明すること (1)この公開7は、公開7Hash値に対応していること (2)電子署名によって公開7とペアになっている秘密7を持っていること

Stack Script 説明

<電子署名> <公開7> OP_DUP OP_HASH160 <公開7ハッシュ> OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG

スタックは空

OP_DUP OP_HASH160 <公開7ハッシュ> OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG

最初の2つの定数をスタックにプッシュする

OP_HASH160 <公開7ハッシュ> OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG

スタックの先頭要素をコピーする

<公開7ハッシュ> OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG

スタックの先頭をsha256,RIPEMD160でダブルハッシュする

OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG

scriptPubKeyの公開7Hash値をスタックにプッシュする

OP_CHECKSIG

スタックの先頭2要素を取り出して等しいことをチェック

スタックの先頭2要素を取り出し、公開7から電子署名の検証を行う

#bitcoind へのアクセス require 'bitcoin' require 'net/http' require 'uri' require 'json' require 'ffi' USER=ユーザ PW=パスワード HOST="localhost" PORT=8332 #ネットワーク Bitcoin.network = :bitcoin #bitcoindへのHTTPアクセスするメソッド def bitcoind(method,param) begin http = Net::HTTP.new(HOST, PORT) request = Net::HTTP::Post.new('/') request.basic_auth(USER,PW) request.content_type = 'application/json' request.body = {method: method, params: param, id: 'jsonrpc'}.to_json JSON.parse(http.request(request).body)["result"] rescue => e puts "bitcoind http access error :"+e.to_s end end #生のトランザクションを得る raw_transaction=->txid{bitcoind("getrawtransaction",[txid])} #トランザクションオブジェクトを得る transaction=->txid{Bitcoin::Protocol::Tx.new([raw_transaction[txid]].pack("H*"))}

#★テスト用トランザクションID txid0="bcbd9f1720a7b4b0a8568e7db22040c020a1c4f408156c7d4f1d28ca15bb88d9" #テスト用トランザクション tx0=transaction[txid0] tx0.to_hash tx0.to_hash["in"][0] #このインプット０に送金したトランザクションのアウトプットのインデックス１ txidp=tx0.to_hash["in"][0]["prev_out"]["hash"] txp=transaction[txidp] txp.to_hash txp.to_hash["out"][1] #インプットのスクリプト scriptSig=Bitcoin::Script.new(tx0.in[0].script_sig) scriptSig.to_string #=>"304502210097dec104767588fef44eaec013dcffacd4668b1804e6b1e634f3857ac0762cac0220225aa2c3afff1f7bccc89cb54c7f420417836c4f36e770f7b2056f954b8ebbfa01 04887e78726151cc9159afbbba3aed9d929a75a5cc28fbc9efb3bf4535257cea707c7facf0f9b54e76435bf66a26823ab8e57ebd8dbb52f9572e138cd5f14b015a" #直前のアウトプットのスクリプト scriptPubKey=Bitcoin::Script.new(txp.out[1].pk_script) scriptPubKey.to_string #=> "OP_DUP OP_HASH160 80adbea585c59d50edd768d8b6fec324dbe0facf OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG" #ｔtx0のインプットスクリプトの検証 tx0.verify_input_signature(0, txp)

カラードコイン bitcoinのブロックチェインを利用

通貨ではなく、アセット（流動資産）の転々流通

• bitcoinとしては、600 satoshi

• アセットの発行者／責任主体が存在する

• 発行されたアセットの総量は保存される

0.000006 BTC

10000 ラーメン

0.000006

BTC

0.000006 BTC

10000 ラーメン

0.000006 BTC

1 ラーメン

0.000006 BTC

9999 ラーメン

発行者

Open Asset Protocol カラードコインの標準的な実装 Open Asset Address

• カラーを認識できないワレットに送金しないようにする

例：akJ3bcrZmDB478sMn4SRmnoUPhWHrdwWqH4

Asset ID • カラーを識別するID 例：Adj1tkK9zYC6WKsD5ib9Vyp127KQaJt7Dd

Asett Quantity • 送金されるアセットの数（アセットは単位が存在する）符号なし整数

Open Asset Protocol OP_RETURN を利用

• 意味：そのアウトプットをUTXOから外し、引数を返す

• 40バイトの引数を持てる（80バイトに仕様拡張）

• ブロックチェイン情報を登録する手段になる

ブロックチェインを非可逆的記録として利用する方法

Open Asset Address ビットコインアドレスと１対１に対応

• カラーを認識するワレット用

• アセット情報を壊さないようにする base58(名前空間+バージョン+[公開鍵のハッシュ値]+[チェックサム]) #オープンアセットアドレス生成

include Bitcoin::Util

open_asset_address=->bitcoin_addr{p='13'+'00'+(hash160_from_address(bitcoin_addr))

encode_base58(p+checksum(p))}

bitcoin_addr="16UwLL9Risc3QfPqBUvKofHmBQ7wMtjvM"

open_asset_address[bitcoin_addr]

#=> "akB4NBW9UuCmHuepksob6yfZs6naHtRCPNy"

Asset ID アセットを識別するID

• 秘密鍵を持っている主体のみが発行、追加発行できる？ • いろいろ謎がおおいので、実験で確かめる • トランザクションの中にはID情報は存在しない

Marker output アセットの発行、転送の情報を管理するアウトプット

• OP_RETURN で金額0のアウトプット

• マーカーアウトプットの前のアウトプットが発行

• マーカーアウトプットの後のアウトプットが転送

in 0 out 0 0.0000006 btc

公開鍵ハッシュ

in 1

in 2 out 2 0.0000006 btc

公開鍵ハッシュ

out 1 0 btc

OP_RETURN マーカーアウトプット

アセット発行

アセット転送

謎を解明するために、実際にアセットを発行、転送してみる

BA

C

B

D

C

EF

F

A

E

100R発行

10000B発行

10000R発行

10R

90R

A

B

A

B

5R

5R

1000R

9090R

1R

4R

500R

505R

505R

9090R

1000B

9000B

400B

600B

200B

200B

100B

100B

予想図

結果：予想図どおり

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