Slide 1
Slide 1 text
Bitcoin Script によるアプリ開発
Avocado
2018.10.29 ビットコインとか勉強会#23
Slide 2
Slide 2 text
ソフトウェア開発者
博物学、神社、仏教、民俗学、生物学が好き
2017年夏からブロックチェーン勉強中
最近は Ethereum の DApps 作ったりしてます
自己紹介：
Avocado（アボカド）
mail: [email protected]
twitter @arandoros
twitter @avcdsld（ブロックチェーン関連）
Slide 3
Slide 3 text
ものを作るのが好きです
最近こんなもの作りました
Slide 4
Slide 4 text
おとしものを登録・謝礼できる Ethereum DApp
https://speakerdeck.com/avcdsld/lost-items-dapp
Slide 5
Slide 5 text
神社の航空写真をひたすらつぶやく Twitter Bot
https://twitter.com/shrineview
Slide 6
Slide 6 text
粘菌の LINE スタンプ
https://store.line.me/stickershop/product/1397048/ja
Slide 7
Slide 7 text
我が家の便利サービス「赤ちゃんプッシュ」
https://speakerdeck.com/avcdsld/baby-push
Slide 8
Slide 8 text
ヴォイニッチ刷稿を題材にしたアート作品
http://arandoros.wixsite.com/voynich-fonts
Slide 9
Slide 9 text
本題
Slide 10
Slide 10 text
今日話すこと
1. BITBOX 使えば Bitcoin Script アプリが簡単に作れる
2. Bitcoin Script アプリの特徴と課題
3. Ethereum スマコンとの違い
Slide 11
Slide 11 text
はじめに
Slide 12
Slide 12 text
Yenom 宇佐美さんの Bitcoin Script の資料は神
https://speakerdeck.com/usatie/lets-write-bitcoin-script-number-tokyobitcoinhackathon
Slide 13
Slide 13 text
Bitcoin Hackathon のレポート記事おすすめです
https://developers.yenom.tech/entry/2018/09/26/150230
Slide 14
Slide 14 text
1. BITBOX 使えば
Bitcoin Script アプリが簡単に作れる
Slide 15
Slide 15 text
BITBOX とは
Bitcoin.com が開発している、
Bitcoin Cash の JavaScript ライブラリ
https://developer.bitcoin.com/bitbox
Slide 16
Slide 16 text
なぜ Bitcoin Cash？
● Bitcoin では凝った Bitcoin Script を実行できない
○ 現在の Bitcoin Core は標準的な形式以外は受け付けない
○ P2SH ならいけるが、Unlock Script はリテラルのみ
○ OP_CAT や OP_MUL など多くの命令は無効化されている
● Bitcoin Cash は何かを試すのに向いている
○ 高速、手数料安い
○ ノード建てなくてもすぐ試せる環境がある（BITBOX）
○ これからどんどん機能が追加される予定で、
Solidity みたいな言語も出てくるらしい
○ OP_CODE が追加されたり復活したりしてて前衛的
参考：https://developers.yenom.tech/entry/2018/05/07/110000
Slide 17
Slide 17 text
BITBOX の特徴
● JavaScript ライブラリ
● REST サーバーがある（Bitcoin ABC ノード）
● OP コード 100% サポート
● BIP44 ウォレット
● ビルトイン コンソール
Slide 18
Slide 18 text
BITBOX の基本的な使い方を説明します
● 導入
● BIP44 ウォレットをつくる
● アドレスに紐づく Tx を取得する
● 通常送金の Tx を送る
● 独自の Bitcoin Script の Tx を送る
Slide 19
Slide 19 text
導入
Slide 20
Slide 20 text
Node.js にて BITBOX をインストールできる
npm install bitbox-sdk --global
Slide 21
Slide 21 text
REST URL を指定して、インスタンスを生成
let BITBOXSDK =
require("bitbox-sdk/lib/bitbox-sdk").default;
let BITBOX = new BITBOXSDK({
restURL: "https://trest.bitcoin.com/v1/"
})
テストネット用の REST URL
Slide 22
Slide 22 text
BIP44 ウォレットをつくる
Slide 23
Slide 23 text
最初に、ニーモニックを生成（秘密鍵に相当）
let mnemonic = BITBOX.Mnemonic.generate(128);
12個の英単語が生成される
ウォレットは、生成したニーモニックを管理することになる
※ビット数は 128～256 から選べる → 12～24 個の単語
Slide 24
Slide 24 text
ニーモニック → HDノードを導出
let seed =
BITBOX.Mnemonic.toSeed(mnemonic);
let masterNode =
BITBOX.HDNode.fromSeed(seed, "testnet");
let node =
BITBOX.HDNode.derivePath(masterNode,
"m/44'/145'/0'/0/0");
（詳しくは BIP44 を参照）
Slide 25
Slide 25 text
HDノード → アドレス生成
let address = BITBOX.HDNode.toCashAddress(node);
（詳しくは BIP44 を参照）
例："bchtest:qqzm2vplxdpnltdn62a6az4gxjakdzcfwc2w749f96"
（これはキャッシュアドレス形式と呼ばれる）
Slide 26
Slide 26 text
アドレスに紐づく Tx を取得する
Slide 27
Slide 27 text
アドレスに紐づく Tx（UTXO）を取得する
(async () => {
try {
let utxo = await BITBOX.Address.utxo([address]);
console.log(utxo);
} catch(error) {
console.error(error)
}
})()
→ Tx Id、出力番号、送金額、Lock Script などが
配列で返ってくる
Slide 28
Slide 28 text
通常送金の Tx を送る
Slide 29
Slide 29 text
まず、ビルダーをつくる
let builder = new BITBOX.TransactionBuilder("testnet");
テストネットだと必要
Slide 30
Slide 30 text
入力を設定
let builder = new BITBOX.TransactionBuilder("testnet");
builder.addInput(txId, voutNum);
入力に使う Tx Id と 出力番号
Slide 31
Slide 31 text
出力を設定
let builder = new BITBOX.TransactionBuilder("testnet");
builder.addInput(txId, voutNum);
builder.addOutput(address, sendAmount);
送信先アドレスと送金額（手数料を引いた額. 単位 satoshi）
Slide 32
Slide 32 text
入力に署名
let builder = new BITBOX.TransactionBuilder("testnet");
builder.addInput(txId, voutNum);
builder.addOutput(address, sendAmount);
builder.sign(vinNum, keyPair, redeemScript,
builder.hashTypes.SIGHASH_ALL, originalAmount);
Slide 33
Slide 33 text
入力に署名
let builder = new BITBOX.TransactionBuilder("testnet");
builder.addInput(txId, voutNum);
builder.addOutput(address, sendAmount);
builder.sign(vinNum, keyPair, redeemScript,
builder.hashTypes.SIGHASH_ALL, originalAmount);
署名する入力番号
空の変数
（署名結果が入る）
署名の種類（検証時に影響する）
秘密鍵/公開鍵のペア
BITBOX.HDNode.toKeyPair(node) で取得
入力の額（単位 satoshi）
Slide 34
Slide 34 text
Tx を送る
let builder = new BITBOX.TransactionBuilder("testnet");
builder.addInput(txId, voutNum);
builder.addOutput(address, sendAmount);
builder.sign(vinNum, keyPair, redeemScript,
builder.hashTypes.SIGHASH_ALL, originalAmount);
BITBOX.RawTransactions.
sendRawTransaction(builder.build().toHex());
Slide 35
Slide 35 text
独自 Bitcoin Script の Tx を送る
Slide 36
Slide 36 text
独自 Lock Script（のバイト列）をつくる
let script = BITBOX.Script.encode([
Buffer.from("BOX", "ascii"),
BITBOX.Script.opcodes.OP_CAT,
Buffer.from("BITBOX", "ascii"),
BITBOX.Script.opcodes.OP_EQUAL
])
この例だと、何かの文字列と "BOX" を繋げた結果が
"BITBOX" と等しければ、ロック解除できる。
Slide 37
Slide 37 text
出力に設定（他は通常送金と同じ）
let builder = new BITBOX.TransactionBuilder("testnet");
builder.addInput(txId, voutNum);
builder.addOutput(script, sendAmount);
builder.sign(vinNum, keyPair, redeemScript,
builder.hashTypes.SIGHASH_ALL, originalAmount);
BITBOX.RawTransactions.
sendRawTransaction(builder.build().toHex());
通常送金で address を渡していた部分を
独自 Lock Script に変えればOK
Slide 38
Slide 38 text
独自 Unlock Script（のバイト列）をつくる
let script = BITBOX.Script.encode([
Buffer.from("BIT", "ascii")
])
"BIT" という文字列をスクリプトとする
Slide 39
Slide 39 text
入力に設定（他は通常送金と同じ）
let builder = new BITBOX.TransactionBuilder("testnet");
builder.addInput(txId, voutNum,
builder.DEFAULT_SEQUENCE, script);
builder.addOutput(address, sendAmount);
builder.sign(vinNum, keyPair, redeemScript,
builder.hashTypes.SIGHASH_ALL, originalAmount);
BITBOX.RawTransactions.
sendRawTransaction(builder.build().toHex());
addInput の引数に、独自 Unlock Script を追加すれば OK
（第３引数は sequence number. 0xffffffff を設定）
Slide 40
Slide 40 text
・・・という感じで
とても簡単に実装できます
Slide 41
Slide 41 text
ここまでのまとめ
● Bitcoin Cash は何かを試すのに向いている
○ 高速、手数料安い
○ OP_CODE いろいろ使える
● BITBOX を使うと、簡単に実装できる
○ ウォレットがつくれる
○ アドレスから Tx 取得できる
○ 独自 Bitcoin Script の Tx を送れる
Slide 42
Slide 42 text
2. Bitcoin Script アプリの特徴と課題
Slide 43
Slide 43 text
Bitcoin Script アプリの特徴
● 処理がコイン（UTXO）に紐づいている
● やれることは基本的に
「ロック解除できるか/できないか」
● ただし、任意のデータを記録できるので、
ブロックチェーン外で処理系の合意を取れれば
ある意味なんでもできる
Slide 44
Slide 44 text
Bitcoin Script の利用例
● 任意のデータを記録
○ 存在証明
○ 独自トークン
● 問題を解けたら使えるコイン
○ クイズの答えがわかったら賞金
● 特定の日時まで資産をロック
○ 時限ロック付き送金
○ 応用：Payment Channel / Lightning Network
Slide 45
Slide 45 text
おもしろい Bitcoin Script の例
● 0-of-1 マルチシグ
fcc78d0f68a3e9b3c7dc81f050714f24c2a71af1f141131d4b4992f863d0f2b
○ 誰でもロック解除できる
● XSS
a165c82cf21a6bae54dde98b7e00ab43b695debb59dfe7d279ac0c59d6043e24
○ スタックに値を積んだ直後に OP_DROP で値を捨てることでコメント
○ デコード結果が XSS チェッカー：
document.write('<img src=\'http://www.trollbot.org/
xss-blockchain-detector.php?bc=btc&href=' + location.href + '\'>');
● 複雑な問題形式
219b5815886af9c9ff74fdbe8146731534b0c1b1dc23bfd3fab81745433bbc3f
○ OP_ADD, OP_SUB, OP_TOALTSTACK などを多用
参考：『モナーでもわかるビットコイントランザクションスクリプト』@kusano_k
Slide 46
Slide 46 text
問題を解く系の Bitcoin Script の課題
中間者攻撃が課題
Tx をブロードキャストしたとたん
答えをパクられて、宛先を変えた Tx を送信される
Slide 47
Slide 47 text
問題を解く系の Bitcoin Script の課題
中間者攻撃を防ぐには…
Lock Script に署名チェック
を入れるしかないのでは？
Slide 48
Slide 48 text
中間者攻撃を防ぐには・・・
でもこれって、ただの P2PK・・・
"BIT"
対策後
Unlock Script
"BOX" [OP_CAT] "BITBOX" [OP_EQUAL]
Lock Script
[SHA256("BIT") を秘密鍵としたときの署名]
Unlock Script
[SHA256("BIT") を秘密鍵としたときの公開鍵]
[OP_CHECKSIG]
Lock Script
Slide 49
Slide 49 text
中間者攻撃を防ぐには・・・（続き）
● あとは、1 of N のマルチシグと組み合わせて
特定の人しか回答できなくする、とか
"BOX を足したら BITBOX になる文字列は何？"
[OP_DROP]
[SHA256("BIT") を秘密鍵としたときの公開鍵]
[OP_CHECKSIG]
Lock Script
● 先ほどの解決策だと問題そのものがわからないので、
OP_DROP を使ってコメントを入れてみる、とか
Slide 50
Slide 50 text
3. Ethereum スマコンとの違い
Slide 51
Slide 51 text
Bitcoin Script
処理がコインに紐づく
Ethereum スマコン
関数を世界にデプロイ
漠然としたイメージ
Slide 52
Slide 52 text
だいぶ違うようにみえる
Slide 53
Slide 53 text
けれど
Slide 54
Slide 54 text
Bitcoin Script も Ethereum も
プログラムは Tx に書かれている
＝ Tx に書かれているデータを
どう解釈するか、が違うだけ
Slide 55
Slide 55 text
Tx に書かれているデータをどう解釈するか
Ethereum スマコン
● Solidity / Vyper 言語の仕様として規定
● クライアント組み込み ＝ オンチェーンで合意
Bitcoin Script
● Bitcoin Script 言語の仕様として規定
● クライアント組み込み ＝ オンチェーンで合意
Slide 56
Slide 56 text
Tx に書かれているデータをどう解釈するか
Ethereum スマコン
● Solidity / Vyper 言語の仕様として規定
● クライアント組み込み ＝ オンチェーンで合意
Bitcoin Script
● Bitcoin Script 言語の仕様として規定
● クライアント組み込み ＝ オンチェーンで合意
＋
● OP_RETURN のあとに記録したデータの解釈
○ カラードコインなど各プロトコルとして規定
○ オフチェーンで合意
Slide 57
Slide 57 text
OP_RETURN データの解釈に合意するということ
● Tx でデータを書き込む
= 誰が送ったかは信頼できる（署名があるので）
● データはすべてオンチェーン
= 誰でも検証できる
● データ解釈プロトコルの共通認識が必要
→ GitHub など皆がみられる場所にあればよい
クライアント組み込みは必須ではない.
ノードに負荷がかからない分、こっちのほうがいい？
Slide 58
Slide 58 text
OP_RETURN データに対する
最近のプロトコル（BCH）
Slide 59
Slide 59 text
Simple Ledger Protocol（SLP）
● BCH で独自トークンを作るプロトコル
● これまでの多くのプロトコルよりシンプルで、拡張性が高い
https://simpleledger.cash/
Slide 60
Slide 60 text
Bitcoin Files Protocol（BFP）
● 5KB未満のファイルをアップロード/ダウンロードするための
プロトコル
● 先ほどの Simple Ledger Protocol の一部として追加された
https://github.com/simpleledger/slp-specifications/blob/master/bitcoinfiles.md
Slide 61
Slide 61 text
まとめ
● Bitcoin Cash は何かを試すのに向いている
○ 高速、手数料安い、OP_CODE いろいろ使える
● BITBOX を使うと、簡単に実装できる
○ ウォレット作成、Tx 取得、独自 Bitcoin Script 送信
● Bitcoin Script アプリの特徴：
○ コイン（UTXO）に紐付く処理、任意のデータを記録
○ 中間者攻撃が課題。解決するには署名チェックしかない？
● Ethereum スマコンとの違いは実はそんなにない
○ 違いは Tx に書かれたデータの解釈が、クライアント組み込み
か、オフチェーンか。いずれも、誰でも検証できる。
Slide 62
Slide 62 text
参考資料
● Bitcoin.com Developer Platform | BITBOX
https://developer.bitcoin.com/bitbox
● BITBOXのハンズオン資料
https://gist.github.com/cgcardona/1c3eeae3da1cecfe88bfa6406e859881
● 第2回Bitcoin Hackathonも大好評でした！！ - Yenom開発者ブログ
https://developers.yenom.tech/entry/2018/09/26/150230
● Let's Write Bitcoin Script #TokyoBitcoinHackathon - Speaker Deck
https://speakerdeck.com/usatie/lets-write-bitcoin-script-number-tokyobitcoin
hackathon
● BitcoinとBitcoinCashの違い.pdf
https://drive.google.com/file/d/1L_D5SSPsA2618p7QeJwIJbty1M1T-7xH/view
● モナーでもわかるビットコイントランザクションスクリプト
http://sanya.sweetduet.info/monatxscript/
● No Matter How You Slice It — Token Assets Are Coming to Bitcoin Cash - Bitcoin News
https://news.bitcoin.com/no-matter-how-you-slice-it-token-assets-are-coming-to-bitcoin-cash/
● Simple Ledger Protocol – Tokenize Anything.
https://simpleledger.cash/