BITBOXによるBitcoin Scriptアプリ開発/Development of Bitcoin Script Application by BITBOX

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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

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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: arandoros@gmail.com twitter @arandoros twitter @avcdsld（ブロックチェーン関連）

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ものを作るのが好きです最近こんなもの作りました

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おとしものを登録・謝礼できる Ethereum DApp https://speakerdeck.com/avcdsld/lost-items-dapp

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神社の航空写真をひたすらつぶやく Twitter Bot https://twitter.com/shrineview

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粘菌の LINE スタンプ https://store.line.me/stickershop/product/1397048/ja

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我が家の便利サービス「赤ちゃんプッシュ」 https://speakerdeck.com/avcdsld/baby-push

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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

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本題

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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

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はじめに

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Yenom 宇佐美さんの Bitcoin Script の資料は神 https://speakerdeck.com/usatie/lets-write-bitcoin-script-number-tokyobitcoinhackathon

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Bitcoin Hackathon のレポート記事おすすめです https://developers.yenom.tech/entry/2018/09/26/150230

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1. BITBOX 使えば Bitcoin Script アプリが簡単に作れる

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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

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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

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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

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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

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導入

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Node.js にて BITBOX をインストールできる npm install bitbox-sdk --global

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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

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BIP44 ウォレットをつくる

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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

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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）

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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）

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アドレスに紐づく Tx を取得する

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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

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通常送金の Tx を送る

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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

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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

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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）

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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）

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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());

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独自 Bitcoin Script の Tx を送る

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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。

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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

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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

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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）

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・・・という感じでとても簡単に実装できます

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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

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2. Bitcoin Script アプリの特徴と課題

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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

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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

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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

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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

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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？

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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

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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

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3. Ethereum スマコンとの違い

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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

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だいぶ違うようにみえる

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けれど

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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

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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

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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

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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？

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OP_RETURN データに対する最近のプロトコル（BCH）

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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/

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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

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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。

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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/