Blockchain economy

Транзакции: input, ouput

Транзакции

Транзакции

Жизненный цикл транзакции
Жизненный цикл транзакции:
Соседние ноды с Alice получают информацию о транзакции
Распространение по сети неподтвержденной транзакции
Подтверждение транзакции при создании блока
Распространение блока по сети
Боб получает биткоин
Когда Боб может тратить деньги?

Понятие высоты и глубины блока
Высота блока – порядковый номер выбранного блока начиная с блока генезиса
Глубина блока – количество блоков в цепочке блокчейна после выбранного блока

Приватный, публичный ключ, адрес кошелька

Base58
приватный ключ может быть любым числом между 1 и n - 1, где n константа (n = 1.158 * 10^77, немного меньше, чем 2^256)
Алгоритм генерации приватного ключа:
Выбираем случайное число
Применяем алгоритм SHA256
Публичный ключ вычисляется из приватного ключа с помощью необратимого умножения на эллиптических кривых (алгоритм secp256k1, принятий NIST)

Base58Check Encoding Key

Кошелек
Кошелек — это контейнер для приватных ключей

Кошелек
Кошелек — это контейнер для приватных ключей
Простейший способ генерации ключей: детерминистическая генерация ключей

Недетерминированные кошельки
Кошелек — это контейнер для приватных ключей
Генерация ключей:
Детерминистическая: каждый новый приватный ключ получается использованием односторонней хэш-функции от предыдущего закрытого ключа, связывая их в последовательности
Недетерминистическая: случайная генерация ключей

Детерминированные (с зерном) кошельки
приватные ключи происходят от общего зерна через использование односторонней хэш-функции.
Зерно — это случайное число, которое в сочетании с другими данными, такими как номер индекса, позволяет получить приватные ключи

Мнемонические кодовые слова
Мнемонические коды — это последовательности английских слов, которые представляют собой (кодируют) случайное число, которое используется в качестве зерна для детерминированного кошелька
BIP0039 (создание мнемонического кода и зерна):
Создать случайную последовательность (энтропию) длиной от 128 до 256 бит.
Создать контрольную сумму случайной последовательности, взяв первые несколько битов из ее SHA256 хэша.
Добавить контрольную сумму в конец случайной последовательности.
Разделить последовательность на части длиной в 11 бит, и использовать их в качестве индекса по словарю из 2048 предопределенных слов.
Получить от 12 до 24 слов, представляющих собой мнемонический код.

Иерархические детерминированные кошельки (BIP0032/BIP0044)
Иерархические детерминистические кошельки содержат ключи в виде древовидной структуры, так что из родительского ключа можно вывести последовательность производных ключей, от каждого из которых, в свою очередь, также получается последовательность производных ключей и так далее без ограничения глубины вложенности

Структура транзакции

Выход транзакции

Подписть транзакции

Язык сценариев
2+7-3+1 == 7
2 7 OP_ADD 3 OP_SUB 1 OP_ADD 7 OP_EQUAL
Пример:
Скрипт проверки: 3 OP_ADD 5 OP_EQUAL
Сценарий со входом 2 – разблокирует скрипт

Полнота/неполнота по Тьюрингу
Язык Bitcoin:
неполный по Тьюрингу
stateless
Язык Ethereum – Тьюринг-полный
Тьюринг-полнота: означает возможность реализовать на нём любую вычислимую функцию (т.е. можно написать алгоритм, вычисляющий значение функции)

Виды отпирающих скриптов
Pay-to-Public-Key-Hash (P2PKH)
Pay-to-Public-Key
multi- signature
pay-to-script-hash (P2SH)
выход данных (OP_RETURN)

Pay-to-Public-Key-Hash (P2PKH)
запирающий сценарий, который обременяет выход хешем публичного ключа (адрес Bitcoin)
OP_DUP OP_HASH160
OP_EQUAL OP_CHECKSIG
Отпирающий скрипт:

Pay-to-Public-Key-Hash (P2PKH)

Pay-to-Public-Key
запирающий сценарий - публичный ключ
OP_CHECKSIG
Отпирающий скрипт: from Private Key A>
Зачем нужен P2KH, если есть P2PK?

Multisig
запирающий сценарий - публичный ключ M-из-N
M ...
N OP_CHECKMULTISIG
Пример:
2
3 OP_CHECKMULTISIG
Отпирающий скрипт: OP_0

Вывод данных (OP_RETURN)
Добавляется 80 байт к данным транзакции
OP_RETURN
OP_RETURN явно создает доказуемо неспособный быть потраченным выход
Для чего это нужно:
Цифровой нотариус

Pay-to-Script-Hash (P2SH)

Преимущества P2SH
Сложные сценарии заменяются на более хеши на выходе транзакции, что делает размер транзакций меньше.
Сценарии могут быть закодированы в виде адреса, так что отправителю и кошельку отправителя не требуется сложной реализации P2SH.
P2SH перекладывает бремя построения сценария на получателя, а не отправителя.
P2SH перекладывает бремя хранения данных для длинного сценария с выхода (который находится во множестве UTXO) на вход (который хранится в blockchain).
P2SH перекладывает бремя хранения данных для длинного сценария с настоящего времени (момента платежа) на будущее (момент распоряжения средствами).
P2SH переносит оплату комисионных за длинный сценарий с отправителя на получателя, который должен будет включить длинный погашающий сценарий.

Сеть биткоин
Децентрализованная Сетевая Архитектура

Типы и роли узлов
Функции биткоин узла:
маршрутизация
базы данных blockchain
майнинг
кошелек

Типы и роли узлов

Подключение к сети Bitcoin

Узлы упрощенного подтверждения оплаты (SPV)
SPV-узлы загружают только заголовки блоков и не загружают транзакции, включенные в каждый блок.
Полный узел будет полностью проверяет всю цепочку блоков и транзакций вниз по blockchain (во времени) вплоть до блока генезиса
SPV-узел будет проверять цепь всех блоков и связывать эту цепь с интересующей транзакцией (с помощью Merkle root)