【Rust】APIでBTC, ETHのUSD価格を取得する

use reqwest::Client;
use serde::{Serialize, Deserialize};
use serde_json::{Value};

#[tokio::main]
async fn main() {

    let btc: String = "BTC".to_string();
    let btc_price: Value = get_price(btc).await.unwrap();
    println!("{}", btc_price);

    let eth: String = "ETH".to_string();
    let eth_price: Value = get_price(eth).await.unwrap();
    println!("{}", eth_price);
}

async fn get_price(code: String) -> Result<Value, Box<dyn std::error::Error>> {
    let mut url:String = "https://api.coinbase.com/v2/exchange-rates?currency=".to_string();
    url.push_str(&code);
    let contents = reqwest::get(url).await?.text().await?;
    let res: Value = serde_json::from_str(&contents).unwrap();
    println!("{:?}", res["data"]["rates"]["USD"]);
    Ok((res["data"]["rates"]["USD"]).clone())
}

Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 1.97s
Running `target/debug/wallet`
String(“94359.295”)
“94359.295”
String(“3246.82”)
“3246.82”

処理速度が遅いが、取得はできる。
よし、さて、PoSでもやるか!

【Rust】p256でhexにencodeしたpublic keyをdecodeしてverify

hex::decode(&public_key_hex) でdecodeして、さらにfrom_sec1_bytesでpublic keyにします。

    let public_key = secret_key.public_key();
    let public_key_serialized = public_key.to_string();
    println!("Public Key: \n{}", public_key_serialized);

    let public_key_hex = hex::encode(&public_key.to_sec1_bytes());
    println!("hex Public Key: \n{}", public_key_hex);

    let public_key_decode = hex::decode(&public_key_hex).unwrap();
    println!("decode Public Key: \n{:?}", &public_key_decode);

    let public_key = p256::PublicKey::from_sec1_bytes(&public_key_decode).expect("import error");

    println!("decode Public Key: \n{:?}", &public_key);

    let signing_key: SigningKey = secret_key.into();
    let message = b"ECDSA proves knowledge of a secret number in the context of a single message";
    let signature: Signature = signing_key.sign(message);

    let verifying_key: VerifyingKey = public_key.into();
    assert!(verifying_key.verify(message, &signature).is_ok());

$ cargo run
// 省略
hex Public Key:
040b807b5e5fee8c91df858e09aa6dc085eae1b9b70783ce32ec68ad4994f9d16a991e277a1515a22e35d2d7935dec95946f31a2e3ea1e125a9067a177523063b0
decode Public Key:
[4, 11, 128, 123, 94, 95, 238, 140, 145, 223, 133, 142, 9, 170, 109, 192, 133, 234, 225, 185, 183, 7, 131, 206, 50, 236, 104, 173, 73, 148, 249, 209, 106, 153, 30, 39, 122, 21, 21, 162, 46, 53, 210, 215, 147, 93, 236, 149, 148, 111, 49, 162, 227, 234, 30, 18, 90, 144, 103, 161, 119, 82, 48, 99, 176]
decode Public Key:
PublicKey { point: AffinePoint { x: FieldElement(0x3B226D0B94EFABC8980328AB7FE8AE347D418871A770F1EFFE8A24FCAC9EE9DB), y: FieldElement(0x307BB7BAC4B807E9D59F65BEC20EC8AB54591BE07549140238927D01CA9152EF), infinity: 0 } }

おおお、このdecodeと署名の確認は本当に上手くいくのか再度トランザクションを実際に作ってテストする必要がありますね。

### signatureとpublic keyをPostされた側でのverify

    let signed_ut1 = SignedTransaction {time: unsignedtransaction.time, sender: unsignedtransaction.sender, receiver: unsignedtransaction.receiver, amount: unsignedtransaction.amount, signature: sig1.to_string()};
    println!("{:?}", signed_ut1);

    let public_key_decode = hex::decode(&signed_ut1.sender).unwrap();
    let public_key = p256::PublicKey::from_sec1_bytes(&public_key_decode).expect("import error");
    let verifying_key: VerifyingKey = public_key.into();

    let signature: Signature = signed_ut1.signature.parse::<Signature>().unwrap();

    let posted_transaction = UnsignedTransaction { time:signed_ut1.time, sender:signed_ut1.sender, receiver: signed_ut1.receiver, amount: signed_ut1.amount};
    let posted_serialized: String = serde_json::to_string(&posted_transaction).unwrap();

    assert!(verifying_key.verify(posted_serialized.as_bytes(), &signature).is_ok());

おおおおおおお、hexのpublic keyからちゃんと署名の検証ができてます。

【Rust】別のノードのブロックサイズが大きければ更新

自分が持っているblockのサイズと別のノードが持っているブロックサイズを比較して、相手の方が大きければ自分のブロックチェーンを更新する

    let path = "own_blocks.txt";
    let own_blocks = count_lines(path);
    println!("{}", own_blocks);

    let json_data = json();
    let deserialized = json!(**&json_data);
    let objs: Vec<Block> = serde_json::from_value(deserialized).unwrap();
    if objs.len() > own_blocks {
        let mut file = File::create("data/blocks.txt").expect("file not found.");
        for obj in &objs {
            let t = serde_json::to_string(&obj).unwrap();
            writeln!(file, "{}", t).expect("can not write.");
        }
    }
    println!("{}", objs.len());

OK、これを関数化して繋げる。

【Blockchain】minerがPoWした後のサーバ側の処理を考える

/chain
リクエストに対し、サーバが保持しているブロックチェーンを返すパス・変数

関数 chain_verify
マイニングを完了したマイナーから送られてきたブロックチェーンの中身をチェックして、問題なければブロックチェーンを追記する。
【処理内容】
1. first blockが改竄されていないか
2. Previous blockのハッシュ値を使用し、PoWによりハッシュ値が正しく計算されているか
3. 報酬用のトランザクションを作成する(報酬額はstaticで定義する、マイナーのアドレスが必要)
4. 生成したブロックを前のブロックに繋げて保存する

– 3.でマイナーへ報酬用のトランザクションを作成する際に、マイナーのアドレスと、大元のアドレスが必要になる。
– 本来であれば、上記1~4に加えて、merkle treeの検証も必要
– ブロックチェーンにつながっているブロックのすべてのハッシュ値を計算する場合は、計算処理が多くなりそう

【Rust】Rustでマークルツリーを作りたい

use sha2::{Digest, Sha256};

#[derive(Debug, Clone)]
enum Position {
    Right,
    Left,
}

#[derive(Debug, Clone)]
struct Node {
    left: String,
    right: String,
    parent: String,
    sibling: String,
    position: Position,
    data: String,
}

fn hash(data: String) -> String {
    let h = Sha256::digest(data.clone());
    hex::encode(h).to_string()
}

fn sha256hash(right_data: String, left_data: String) -> String {
        let s = format!("{}{}", right_data, left_data);
        let h = Sha256::digest(s);
        hex::encode(h).to_string()
}

#[derive(Debug, Clone)]
struct Tree {
    leaves: Vec<Node>,
    layer: Vec<Node>,
    root: String,
}

impl Tree {
    fn build_layer(&mut self) {
        let mut new_layer: Vec<Node> = Vec::new();

        if self.layer.len() % 2 == 1 {
            self.layer.push(self.layer[self.layer.len() - 1].clone());
        }

        for i in (0..self.layer.len()).step_by(2) {
            let parent_data = sha256hash(self.layer[i].data.clone(), self.layer[i+1].data.clone());
            let left = Node {left: "".to_string(), right: "".to_string(), parent: parent_data.clone(), sibling: self.layer[i+1].data.clone(), position: Position::Left, data: self.layer[i].data.clone()};
            let right = Node {left: "".to_string(), right: "".to_string(), parent: parent_data.clone(), sibling: self.layer[i].data.clone(), position: Position::Right, data: self.layer[i+1].data.clone()};
            let parent = Node {left: self.layer[i].data.clone(), right: self.layer[i+1].data.clone(), parent: "".to_string(), sibling: self.layer[i].data.clone(), position: Position::Left, data: parent_data.clone()};
            new_layer.push(parent.clone());
            self.leaves.push(left.clone());
            self.leaves.push(right.clone());
            self.leaves.push(parent.clone());
        }
        self.layer = new_layer;
    }

    fn build_tree(&mut self) {
        while self.layer.len() > 1 {
            let _ = self.build_layer();
        }
        self.root = self.layer[0].data.clone();
    }

    fn search(&mut self, data: String) -> Node {
        let hash_value = data.clone();
        let mut target = Node {left: "".to_string(), right: "".to_string(), parent: "".to_string(), sibling: "".to_string(), position: Position::Left, data: "".to_string()};
        for node in &self.leaves {
            if node.data == hash_value {
                let target: Node = node.clone();
            } 
        }
        return target
    }

    fn get_pass(&mut self, data: String) -> Vec<String>{
        let mut target = self.search(hash(data.clone()));
        let mut markle_pass: Vec<String> = Vec::new();
        markle_pass.push(target.data);
        while target.parent != "" {
            markle_pass.push(target.sibling);
            target = self.search(target.parent);
        }       
        return markle_pass
    }
}

fn merkle_root(v: Vec<&str>) -> String {
    let mut t = Tree {leaves: [].to_vec(), layer: [].to_vec(), root: "".to_string()};
    for n in v {
        let mut s =  Node {left: "".to_string(), right: "".to_string(), parent: "".to_string(), sibling: "".to_string(), position: Position::Left, data: hash(n.to_string())};
        t.layer.push(s.clone());
    }
    t.build_tree();
    t.root
}

fn main(){
    let v= vec!["aaa", "bbb", "ccc", "ddd", "eee", "fff", "gggg"];
    let m = merkle_root(v);
    println!("{}", m);
}

うーん….

【Rust】writeln!で後ろに改行が入った時に削除

writeln!でpemファイルを作成します。

env::set_var("RUST_BACKTRACE", "1");
    let secret_key = SigningKey::random(&mut OsRng);
    let secret_key_serialized = secret_key
        .to_pkcs8_pem(Default::default())
        .unwrap()
        .to_string();
    println!("Secret Key: \n{}", secret_key_serialized);

    let mut file = File::create("secret.pem").expect("file not found.");

    writeln!(file, "{}", secret_key_serialized).expect("can not write.");

すると、最後尾に2行改行が入ってしまいます。

-----BEGIN PRIVATE KEY-----
MIGHAgEAMBMGByqGSM49AgEGCCqGSM49AwEHBG0wawIBAQQgO7s4/UmqJ5+UWIIU
oL4XIxslh+htWtvTY7wZPp+usEKhRANCAAS/iV6WinhhKw8M/tkGNNwf2W+Vt+cd
d0hLjWQ9iZhjP7NxlPLoUjWERctvft3zPOktCedW5rzLIhVtj7rX2F4j
-----END PRIVATE KEY-----


これをstd::fs::read_to_stringで読み取ってパースしても、改行が入っているためエラーになってしまいます。
改行を指定しての文字列削除や文字列の置き換え(s.replace)だとうまくいかないのですが、
trim()だと、いい具合に最後2行の改行を削除してくれます。

    let mut file = File::create("secret.pem").expect("file not found.");

    writeln!(file, "{}", secret_key_serialized).expect("can not write.");

    let contents = std::fs::read_to_string("secret.pem")
        .expect("something went wrong reading the file");
    let secret_pem = contents.trim();
    println!("{}", secret_pem);

Secret Key:
—–BEGIN PRIVATE KEY—–
MIGHAgEAMBMGByqGSM49AgEGCCqGSM49AwEHBG0wawIBAQQgNMDcEubwpsVrs/TJ
YgiL/HFyb3hvOgF/QI3AwXWBFKmhRANCAARyuwFIbkPm5Q1zbd6DZbNMG35s7NmU
6QduJGRjofpwCrVaOorsjZASpG546WgoTof9eONpXYY92NY5hCvhPJrU
—–END PRIVATE KEY—–

—–BEGIN PRIVATE KEY—–
MIGHAgEAMBMGByqGSM49AgEGCCqGSM49AwEHBG0wawIBAQQgNMDcEubwpsVrs/TJ
YgiL/HFyb3hvOgF/QI3AwXWBFKmhRANCAARyuwFIbkPm5Q1zbd6DZbNMG35s7NmU
6QduJGRjofpwCrVaOorsjZASpG546WgoTof9eONpXYY92NY5hCvhPJrU
—–END PRIVATE KEY—–

素晴らしいですね。これ解決するのに半日かかりました。

【Rust】p256(ecdsa)でpemファイルを扱う

use p256::{
    ecdsa::{
        signature::{Signer, Verifier},
        SigningKey, VerifyingKey,
    },
    pkcs8::EncodePrivateKey,
    PublicKey, SecretKey,
};
use rand_core::OsRng;
use std::fs::OpenOptions;
use std::io::Write;

fn main(){
    let secret_key = SigningKey::random(&mut OsRng);
    let secret_key_serialized = secret_key
        .to_pkcs8_pem(Default::default())
        .unwrap()
        .to_string();
    println!("Secret Key: \n{}", secret_key_serialized);
    let secret_key = secret_key_serialized.parse::<SecretKey>().unwrap();

    let public_key = secret_key.public_key();
    let public_key_serialized = public_key.to_string();
    println!("Public Key: \n{}", public_key_serialized);
    let public_key = public_key_serialized.parse::<PublicKey>().unwrap();

    let signing_key: SigningKey = secret_key.into();
    let message = b"ECDSA proves knowledge of a secret number in the context of a single message";
    let signature = signing_key.sign(message);

    let verifying_key: VerifyingKey = public_key.into();
    assert!(verifying_key.verify(message, &signature).is_ok());
}

Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 5.89s
Running `target/debug/sample`
Secret Key:
—–BEGIN PRIVATE KEY—–
MIGHAgEAMBMGByqGSM49AgEGCCqGSM49AwEHBG0wawIBAQQgqmVTGsuHMDgaN3TG
Jvsem2P1dA3l/wnRsxPfN8PTnUqhRANCAASv58iralPg2mOjuf28sSC8UuxqR4kD
u9tATiYXDvaU6BfmuI0tl0JsrZ2Brf1BkXtzbwBbiM2+h6+I6J55TU2p
—–END PRIVATE KEY—–

Public Key:
—–BEGIN PUBLIC KEY—–
MFkwEwYHKoZIzj0CAQYIKoZIzj0DAQcDQgAEr+fIq2pT4Npjo7n9vLEgvFLsakeJ
A7vbQE4mFw72lOgX5riNLZdCbK2dga39QZF7c28AW4jNvoeviOieeU1NqQ==
—–END PUBLIC KEY—–

p256とk256は微妙に違うのね。。これをpemファイルとして保存したい。

【Shell】ファイルを生成

ジェネシスブロックを生成するシェルを作ります。

#!/bin/bash

echo "{\"time\":\"0000-00-00 00:00:00.000000000 UTC\",\"transactions\":[],\"hash\":\"genesisblockhash\",\"nonce\":\"0\"}" > data/blocks.txt

$ ./setup.sh

// blockを生成

data/blocks.txt

{"time":"0000-00-00 00:00:00.000000000 UTC","transactions":[],"hash":"genesisblockhash","nonce":"0"}
{"time":"2025-01-05 01:43:43.528815824 UTC","transactions":[{"time":"2024-12-25 22:53:36.824066840 UTC","sender":"5bac6cb0f4ad6397752c3d73b88c5c86e3d88ac695118494a1732e2abd16c76acad3d6586c37c8db7e69c2f812f99275198936957d72c38d71981991123","receiver":"4bac6cb0f4ad6397752c3d73b88c5c86e3d88ac695118494a1732e2abd16c76acad3d6586c37c8db7e69c2f812f99275198936957d72c38d71981991124","amount":10,"signature":"8000E340A55A517D0F27F3A63FBE39ED576BA491DFAC89B44654AB147EC66B206B054BAAF53E318EB2721DC892B4736630F400547989AE9F7C069034ECB4DF98"},{"time":"2024-12-25 22:53:36.824066840 UTC","sender":"4bac6cb0f4ad6397752c3d73b88c5c86e3d88ac695118494a1732e2abd16c76acad3d6586c37c8db7e69c2f812f99275198936957d72c38d71981991123","receiver":"4bac6cb0f4ad6397752c3d73b88c5c86e3d88ac695118494a1732e2abd16c76acad3d6586c37c8db7e69c2f812f99275198936957d72c38d71981991124","amount":10,"signature":"8000E340A55A517D0F27F3A63FBE39ED576BA491DFAC89B44654AB147EC66B206B054BAAF53E318EB2721DC892B4736630F400547989AE9F7C069034ECB4DF98"}],"hash":"00006059ac7bd5ea2ece1428c90c402c602cf402b0483e7063dfa4f3e58c7ae4","nonce":"215835"}

ちゃんと改行されていますね。echoのテキストの最後に\nを入れなくても大丈夫でした。
genesis blockとblockの生成までできました。
続いて、verify chainの関数を作って、ブロックが正しく生成されているか確認した上で、minerへの報酬トランザクションを生成する関数を作りたい。

【Rust】PoWをしてBlockを生成しよう

fn main(){
    let previous_hash = "b9b9ee9ffc95fa4956b63b6043a99d0a8f04e0e52e687fc1958d3c6dff885f01";
    let mut num = rand::thread_rng().gen_range(0..1000000);
    let mut hash_num = format!("{}{}", previous_hash, num.to_string());
    let mut header = Sha256::digest(hash_num);
    let mut target: String  = (&hex::encode(header)[..4]).to_string();
    
    let mut cnt = 1;
    println!("count: {} {:x}", cnt, header);

    while target != "0000" {
        println!("count: {} {:x}", cnt, header);
        num = rand::thread_rng().gen_range(0..1000000);
        hash_num = format!("{}{}", previous_hash, num.to_string());
        header = Sha256::digest(hash_num);
        target = (&hex::encode(header)[..4]).to_string();
        cnt += 1;
    }
    println!("count: {} {:x}", cnt, header);

    let t = vec!["sender".to_string(), "receiver".to_string(), "amount".to_string()];
    let utc_datetime: DateTime<Utc> = Utc::now();
    let b = Block{time:utc_datetime.to_string(), transactions: t, hash: hex::encode(header).to_string(), nonce:num.to_string()};
    println!("{:?}", b);
}

$ cargo run

Block { time: “2025-01-04 00:22:15.386703002 UTC”, transactions: [“sender”, “receiver”, “amount”], hash: “0000cef5d82d7d11f5e90aab7439a128e5877ee6e6b8da31301a6359d74b5503”, nonce: “494683” }

なるほど、こういう仕組みなのか!
うん、悪くないかも
これで、トランザクションの箇所を、Postされてきたデータの構造体に置き換えると…

#[derive(Debug, Serialize, Clone, Deserialize)]
struct Block {
    time: String,
    transactions: Vec<SignedTransaction>,
    hash: String,
    nonce: String,
}

$ cargo run

Block { time: “2025-01-04 00:31:53.015599503 UTC”, transactions: [SignedTransaction { time: “2024-12-25 22:53:36.824066840 UTC”, sender: “5bac6cb0f4ad6397752c3d73b88c5c86e3d88ac695118494a1732e2abd16c76acad3d6586c37c8db7e69c2f812f99275198936957d72c38d71981991123”, receiver: “4bac6cb0f4ad6397752c3d73b88c5c86e3d88ac695118494a1732e2abd16c76acad3d6586c37c8db7e69c2f812f99275198936957d72c38d71981991124”, amount: 10, signature: “8000E340A55A517D0F27F3A63FBE39ED576BA491DFAC89B44654AB147EC66B206B054BAAF53E318EB2721DC892B4736630F400547989AE9F7C069034ECB4DF98” }, SignedTransaction { time: “2024-12-25 22:53:36.824066840 UTC”, sender: “4bac6cb0f4ad6397752c3d73b88c5c86e3d88ac695118494a1732e2abd16c76acad3d6586c37c8db7e69c2f812f99275198936957d72c38d71981991123”, receiver: “4bac6cb0f4ad6397752c3d73b88c5c86e3d88ac695118494a1732e2abd16c76acad3d6586c37c8db7e69c2f812f99275198936957d72c38d71981991124”, amount: 10, signature: “8000E340A55A517D0F27F3A63FBE39ED576BA491DFAC89B44654AB147EC66B206B054BAAF53E318EB2721DC892B4736630F400547989AE9F7C069034ECB4DF98” }], hash: “0000f5b116872033b276499b3e039b03fc4753aaa4e400f2cce856c358d2d51f”, nonce: “4961” }
blockを作成しました。

SignedTransactionがvectorとしてblockの中に入ります。
おおおおおおおおおおおおおお
基本的な形はできたやん
次の課題として、
– blockをjsonデータとして保存する
– genesis blockと生成したblockを繋げていく処理を検討する

【Rust】axumでformの送信とトランザクションのPostを実装したい

templates/withdrawal.html

<form action="/sent" method="post" class="">
            <input type="hidden" name="time" id="time" value="">
            <input type="hidden" name="sender" value="{{address}}">
            <div class="mb-3">
                <label for="receiver" class="form-label">送付先アドレス</label>
                <input type="text" class="form-control" id="receiver" name="receiver" placeholder="送付先のアドレスを入力してください">
              </div>
              <div class="mb-3">
                <label for="amount" class="form-label">送付コイン量</label>
                <input type="text" class="form-control" id="amount" name="amount" placeholder="数量を半角数字で入力してください。e.g. 1000">
              </div>
              <input type="submit" value="送信" class="btn btn-primary"/>
        </form>
#[derive(Serialize, Deserialize, Debug)]
struct UnsignedTransaction {
    time: String,
    sender: String,
    receiver: String,
    amount: i32,
}
// 
async fn handle_sent(axum::Form(unsignedtransaction): axum::Form<UnsignedTransaction>)
    -> axum::response::Html<String> {

    let tera = tera::Tera::new("templates/*").unwrap();

    let mut context = tera::Context::new();
    context.insert("time", &unsignedtransaction.time);
    context.insert("receiver", &unsignedtransaction.receiver);
    context.insert("amount", &unsignedtransaction.amount);

    let output = tera.render("sent.html", &context);
    axum::response::Html(output.unwrap())
}

formのPOSTはできました。
このデータを受け取ったタイミングで、外部のIP(node)に合わせてPOSTしたい。