[Bitcoin] トランザクションの作成と検証

ノードは、トランザクションを受信すると、各トランザクションがネットワークのルールに従っている事を確認する
トランザクションの検証と呼ぶ

1. トランザクションのインプットを過去に支払っていないない事
2. インプットの合計額がアウトプットの合計額以上になっている事
3. ScriptSigが前のScriptPubKeyのアンロックに成功している事

### インプット支払い状況の確認
どのフルノードでも、UTXOセットを検索すると確認できる

### インプットの合計額とアウトプットの合計額の確認
手数料を求めるメソッド

	def fee(self, testnet=False):
		input_sum, output_sum = 0, 0
		for tx_in in self.tx_ins:
			input_sum += tx_in.value(testnet=testnet)
		for tx_out in self.tx_outs:
			output_suum += tx_out.amount
		return input_sum - output_sum

手数料がマイナスでないかを確認する

from tx import Tx
from io import BytesIO

raw_tx = ('0100000001813f79011acb80925dfe69b3def355fe914bd1d96a3f5f71bf830\
3c6a989c7d1000000006b483045022100ed81ff192e75a3fd2304004dcadb746fa5e24c5031ccf\
cf21320b0277457c98f02207a986d955c6e0cb35d446a89d3f56100f4d7f67801c31967743a9c8\
e10615bed01210349fc4e631e3624a545de3f89f5d8684c7b8138bd94bdd531d2e213bf016b278\
afeffffff02a135ef01000000001976a914bc3b654dca7e56b04dca18f2566cdaf02e8d9ada88a\
c99c39800000000001976a9141c4bc762dd5423e332166702cb75f40df79fea1288ac19430600')
stream = BytesIO(bytes.fromhex(raw_tx))
transaction = Tx.parse(stream)
print(transaction.fee() >= 0)

### 署名の確認
トランザクションの検証で最も難しい部分は、その署名を確認するプロセス
ECDSA署名アルゴリズムには、公開鍵P、署名ハッシュ、署名(r, s)が必要

from ecc import S256Point, Signature

sec = bytes.fromhex('0349fc4e631e3624a545de3f89f5d8684c7b8138bd94bdd531d2e\
213bf016b278a')
der = bytes.fromhex('3045022100ed81ff192e75a3fd2304004dcadb746fa5e24c5031c\
cfcf21320b0277457c98f02207a986d955c6e0cb35d446a89d3f56100f4d7f67801c31967743a9\
c8e10615bed')
z = 0x27e0c5994dec7824e56dec6b2fcb342eb7cdb0d0957c2fce9882f715e85d81a6
point = S256Point.parse(sec)
signature = Signature.parse(der)
print(point.verify(z, signature))

インプットごとに異なる署名ハッシュを計算する
1. 全てのScriptSigを空にする
2. 署名されているインプットのScriptSigを前のScriptPubKeyに置き換える
3. ハッシュタイプを付加する

from helper import hash256
from ecc import S256Point, Signature

modified_tx = bytes.fromhex('0100000001813f79011acb80925dfe69b3def355fe914\
bd1d96a3f5f71bf8303c6a989c7d1000000001976a914a802fc56c704ce87c42d7c92eb75e7896\
bdc41ae88acfeffffff02a135ef01000000001976a914bc3b654dca7e56b04dca18f2566cdaf02\
e8d9ada88ac99c39800000000001976a9141c4bc762dd5423e332166702cb75f40df79fea1288a\
c1943060001000000')
h256 = hash256(modified_tx)
z = int.from_bytes(h256, 'big')
print(hex(z))

sec = bytes.fromhex('0349fc4e631e3624a545de3f89f5d8684c7b8138bd94bdd531d2e\
213bf016b278a')
der = bytes.fromhex('3045022100ed81ff192e75a3fd2304004dcadb746fa5e24c5031c\
cfcf21320b0277457c98f02207a986d955c6e0cb35d446a89d3f56100f4d7f67801c31967743a9\
c8e10615bed')
z = 0x27e0c5994dec7824e56dec6b2fcb342eb7cdb0d0957c2fce9882f715e85d81a6
point = S256Point.parse(sec)
signature = Signature.parse(der)
print(point.verify(z, signature))

sig_hash, verify_input

    def sig_hash(self, input_index):
        s = int_to_little_endian(self.version, 4)
        s += encode_varint(len(self.tx_ins))
        for i, tx_in in enumerate(self.tx_ins):
        	if i == input_index:
        		s += TxIn(
        				prev_tx=tx_in.prev_tx,
        				prev_index=tx_in.prev_index,
        				script_sig=tx_in.script_pubkey(self.testnet),
        				sequence=tx_in.sequence,
        			).serialize()
        	else:
        		s += TxIn(
        				prev_tx = tx_in.prev_tx,
        				prev_index=tx_in.prev_index,
        				sequence=tx_in.sequence,
        			).serialize()
    	s += encode_varint(len(self.tx_outs))
    	for tx_out in self.tx_outs:
    		s += tx_out.serilize()
    	s += int_to_little_endian(self.locktime, 4)
    	s += int_to_little_endian(SIGHASH_ALL, 4)
    	h256 = hash256(s)
    	return int.from_bytes(h256, 'big')

    def verify_input(self, input_index):
        tx_in = self.tx_ins[input_index]
        script_pubkey = tx_in.script_pubkey(testnet=self.testnet)
        z = self.sig_hash(input_index)
        combined = tx_in.script_sig + script_pubkey
        return combined.evaluate(z)

トランザクション全体の検証

    def verify(self):
        if self.fee() < 0:
            return False
        for i in range(len(self.tx_ins)):
            if not self.verify_input(i):
                return False
        return True

### トランザクションの作成

def decode_base58(s):
	num = 0
	for c in s:
		num *= 58
		num += BASE58_ALPHABET.index(c)
	combined = num.to_bytes(25, byteorder='big')
	checksum = combined[-4:]
	if hash256(combined[:-4])[:4] != checksum:
		raise ValueError('bad address: {} {}'.format(checksum, hash256(combined[:-4])[:4]))
	return combined[1:-4]
def p2pkh_script(h160):
    return Script([0x76, 0xa9, h160, 0x88, 0xac])

トランザクションの作成

from helper import decode_base58, SIGHASH_ALL
from script import p2pkh_script, Script
from tx import TxIn, TxOut, Tx
prev_tx = bytes.fromhex('0d6fe5213c0b3291f208cba8bfb59b7476dffacc4e5cb66f6\
eb20a080843a299')
prev_index = 13
tx_in = TxIn(prev_tx, prev_index)
tx_outs = []
change_amount = int(0.33*100000000)
change_h160 = decode_base58('mzx5YhAH9kNHtcN481u6WkjeHjYtVeKVh2')
change_script = p2pkh_script(change_h160)
change_output = TxOut(amount=change_amount, script_pubkey=change_script)
target_amount = int(0.1*100000000)
target_h160 = decode_base58('mnrVtF8DWjMu839VW3rBfgYaAfKk8983Xf')
target_script = p2pkh_script(target_h160)
target_output = TxOut(amount=target_amount, script_pubkey=target_script)
tx_obj = Tx(1, [tx_in], [change_output, target_output], 0, True)
print([tx_obj])

[tx: cd30a8da777d28ef0e61efe68a9f7c559c1d3e5bcd7b265c850ccb4068598d11
version: 1
tx_ins:
0d6fe5213c0b3291f208cba8bfb59b7476dffacc4e5cb66f6eb20a080843a299:13
tx_outs:
33000000:OP_DUP OP_HASH160 d52ad7ca9b3d096a38e752c2018e6fbc40cdf26f OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG
10000000:OP_DUP OP_HASH160 507b27411ccf7f16f10297de6cef3f291623eddf OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG
locktime: 0]

### トランザクションへの署名

from ecc import PrivateKey
from helper import SIGHASH_ALL
z = transaction.sig_hash(0)
private_key = PrivateKey(secret=8675309)
der = private_key.sign(z).der()
sig = der + SIGHASH_ALL.to_bytes(1, 'big')
sec = private_key.point.sec()
script_sig = Script([sig, sec])
transaction.tx_ins[0].script_sig = script_sig
print(transaction.serialize().hex())

sign_input

    def sign_input(self, input_index, private_key):
        z = self.sig_hash(input_index)
        der = private_key.sign(z).der()
        sig = der + SIGHASH_ALL.to_bytes(1, 'big')
        sec = private_key.point.sec()
        self.tx_ins[input_index].script_sig = Script([sig, sec])
        return self.verify_input(input_index)

### 自分のトランザクションを作成

from ecc import PrivateKey
from helper import hash256, little_endian_to_int
secret = little_endian_to_int(hash256(b'hpscript secret'))
private_key = PrivateKey(secret)
print(private_key.point.address(testnet=True))

$ python3 main.py
mtWT4Tga6ru2HXokJJYSp3wJKGXukTRaFk

from ecc import PrivateKey
from helper import decode_base58, SIGHASH_ALL
from script import p2pkh_script, Script
from tx import TxIn, TxOut, Tx
prev_tx = bytes.fromhex('75a1c4bc671f55f626dda1074c7725991e6f68b8fcefcfca7\
b64405ca3b45f1c')
prev_index = 1
target_address = 'miKegze5FQNCnGw6PKyqUbYUeBa4x2hFeM'
target_amount = 0.01
change_address = 'mtWT4Tga6ru2HXokJJYSp3wJKGXukTRaFk'
change_amount = 0.009
secret = 98765309
priv = PrivateKey(secret=secret)
tx_ins = []
tx_ins.append(TxIn(prev_tx, prev_index))
tx_outs = []
h160 = decode_base58(target_address)
script_pubkey = p2pkh_script(h160)
target_satoshis = int(target_amount*100000000)
tx_outs.append(TxOut(target_satoshis, script_pubkey))
h160 = decode_base58(change_address)
script_pubkey = p2pkh_script(h160)
change_satoshis = int(change_amount*100000000)
tx_outs.append(TxOut(change_satoshis, script_pubkey))
tx_obj = Tx(1, tx_ins, tx_outs, 0, testnet=True)
print(tx_obj.sign_input(0, priv))
print(tx_obj.serialize().hex())
from ecc import PrivateKey
from helper import decode_base58, SIGHASH_ALL
from script import p2pkh_script, Script
from tx import TxIn, TxOut, Tx
prev_tx_1 = bytes.fromhex('11d05ce707c1120248370d1cbf5561d22c4f83aeba04367\
92c82e0bd57fe2a2f')
prev_index_1 = 1
prev_tx_2 = bytes.fromhex('51f61f77bd061b9a0da60d4bedaaf1b1fad0c11e65fdc74\
4797ee22d20b03d15')
prev_index_2 = 1
target_address = 'mwJn1YPMq7y5F8J3LkC5Hxg9PHyZ5K4cFv'
target_amount = 0.0429
secret = 8675309
priv = PrivateKey(secret=secret)
tx_ins = []
tx_ins.append(TxIn(prev_tx_1, prev_index_1))
tx_ins.append(TxIn(prev_tx_2, prev_index_2))
tx_outs = []
h160 = decode_base58(target_address)
script_pubkey = p2pkh_script(h160)
target_satoshis = int(target_amount*100000000)
tx_outs.append(TxOut(target_satoshis, script_pubkey))
tx_obj = Tx(1, tx_ins, tx_outs, 0, testnet=True)
print(tx_obj.sign_input(0, priv))
print(tx_obj.sign_input(1, priv))
print(tx_obj.serialize().hex())

少しずつ見えてきましたね

[Bitcoin] Script

コインをロック/アンロックする機能はビットコインを転送する仕組み(スマートコントラクト)
ロック: ビットコインにエンティティを与える
アンロック: 受け取ったビットコインを支払う

楕円曲線暗号はScriptがトランザクションに適切に使用許可が与えられているか検証する
Scriptはビットコインのスマートコントラクト言語、使用可能な条件を表すためのプログラミング言語
ScriptはForthに似たスタックベース言語、ループ処理できない
L Ethereumはチューリング完全だが、プログラム実行時にgasを支払わなければならない

### Scriptの動作
スタック上の要素を操作する 
コマンドはエレメント(データ)とオペレーション(何らかの操作)
エレメントe.g. signature, pubkey
オペレーションe.g. OP_DUB スタックの先頭エレメントを複製してスタックにプッシュ
OP_CHECKSIG: pubkey, signatureをプップし、有効かどうかを確認する

def op_dup(stack):
    if len(stack) < 1:
        return False
    stack.append(stack[-1])
    return True

    118: op_dup,
def op_hash160(stack):
    if len(stack) < 1:
        return False
    element = stack.pop()
    h160 = hash160(element)
    stack.append(h160)
    return True

### スクリプトのパースとシリアライズ

    def __add__(self, other):
        return Script(self.cmds + other.cmds)

    @classmethod
    def parse(cls, s):
        length = read_varint(s)
        cmds = []
        count = 0
        while count < length:
            current = s.read(1)
            count += 1
            current_byte = current[0]
            if current_byte >= 1 and current_byte <= 75:
                n = current_byte
                cmds.append(s.read(n))
                count += n
            elif current_byte == 76:
                data_length = little_endian_to_int(s.read(1))
                cmds.append(s.read(data_length))
                count += data_length + 1
            elif current_byte == 77:
                data_length = little_endian_to_int(s.read(2))
                cmds.append(s.read(data_length))
                count += data_length + 2
            else:
                op_code = current_byte
                cmds.append(op_code)
        if count != length:
            raise SyntaxError('parsing script failed')
        return cls(cmds)

    def raw_serialize(self):
        result = b''
        for cmd in self.cmds:
            if type(cmd) == int:
                result += int_to_little_endian(cmd, 1)
            else:
                length = len(cmd)
                if length < 75:
                    result += int_to_little_endian(length, 1)
                elif length > 75 and length < 0x100:
                    result += int_to_little_endian(76, 1)
                    result += int_to_little_endian(length, 1)
                elif length >= 0x100 and length <= 520:
                    result += int_to_little_endian(77, 1)
                    result += int_to_little_endian(length, 2)
                else:
                    raise ValueError('too long an cmd')
                result += cmd
        return result

    def serialize(self):
        result = self.raw_serialize()
        total = len(result)
        return encode_varint(total) + result

ビットコインには様々な種類の標準的なスクリプトがある
p2pk, p2pkh, p2sh, p2wpkh, p2wsh

### p2pk
pubkey, OP_CHECHSIG, signature

from script import Script

z = 0x7c076ff316692a3d7eb3c3bb0f8b1488cf72e1afcd929e29307032997a838a3d
sec = bytes.fromhex('04887387e452b8eacc4acfde10d9aaf7f6d9a0f975aabb10d006e\
4da568744d06c61de6d95231cd89026e286df3b6ae4a894a3378e393e93a0f45b666329a0ae34')
sig = bytes.fromhex('3045022000eff69ef2b1bd93a66ed5219add4fb51e11a840f4048\
76325a1e8ffe0529a2c022100c7207fee197d27c618aea621406f6bf5ef6fca38681d82b2f06fd\
dbdce6feab601')
script_pubkey = Script([sec, 0xac])
script_sig = Script([sig])
combined_script = script_sig + script_pubkey
print(combined_script.evaluate(z))

op_checksig

def op_checksig(stack, z):
    if len(stack) < 2:
        return False
    sec_pubkey = stack.pop()
    der_signature = stack.pop()[:-1]
    try:
        point = S256Point.parse(sec_pubkey)
        sig = Signature.parse(der_signature)
    except (ValueError, SyntaxError) as e:
        return False
    if point.verify(z, sig):
        stack.append(encode_num(1))
    else:
        stack.append(encode_num(0))
    return True
from script import Script

script_pubkey = Script([0x76, 0x76, 0x95, 0x93, 0x56, 0x87])
script_sig = Script([0x52])
combined_script = script_sig + script_pubkey
print(combined_script.evaluate(0))
from script import Script

script_pubkey = Script([0x6e, 0x87, 0x91, 0x69, 0xa7, 0x7c, 0xa7, 0x87])
c1 = '255044462d312e330a25e2e3cfd30a0a0a312030206f626a0a3c3c2f576964746820\
32203020522f4865696768742033203020522f547970652034203020522f537562747970652035\
203020522f46696c7465722036203020522f436f6c6f7253706163652037203020522f4c656e67\
74682038203020522f42697473506572436f6d706f6e656e7420383e3e0a73747265616d0affd8\
fffe00245348412d3120697320646561642121212121852fec092339759c39b1a1c63c4c97e1ff\
fe017f46dc93a6b67e013b029aaa1db2560b45ca67d688c7f84b8c4c791fe02b3df614f86db169\
0901c56b45c1530afedfb76038e972722fe7ad728f0e4904e046c230570fe9d41398abe12ef5bc\
942be33542a4802d98b5d70f2a332ec37fac3514e74ddc0f2cc1a874cd0c78305a215664613097\
89606bd0bf3f98cda8044629a1'
c2 = '255044462d312e330a25e2e3cfd30a0a0a312030206f626a0a3c3c2f576964746820\
32203020522f4865696768742033203020522f547970652034203020522f537562747970652035\
203020522f46696c7465722036203020522f436f6c6f7253706163652037203020522f4c656e67\
74682038203020522f42697473506572436f6d706f6e656e7420383e3e0a73747265616d0affd8\
fffe00245348412d3120697320646561642121212121852fec092339759c39b1a1c63c4c97e1ff\
fe017346dc9166b67e118f029ab621b2560ff9ca67cca8c7f85ba84c79030c2b3de218f86db3a9\
0901d5df45c14f26fedfb3dc38e96ac22fe7bd728f0e45bce046d23c570feb141398bb552ef5a0\
a82be331fea48037b8b5d71f0e332edf93ac3500eb4ddc0decc1a864790c782c76215660dd3097\
91d06bd0af3f98cda4bc4629b1'
collision1 = bytes.fromhex(c1)
collision2 = bytes.fromhex(c2)
script_sig = Script([collision1, collision2])
combined_script = script_sig + script_pubkey
print(combined_script.evaluate(0))

[Bitcoin] トランザクション

トランザクションとはエンティティから別のエンティティに移動する事

– トランザクションコンポーネント
バージョン(トランザクション追加機能)
インプット(どのビットコインを使うか)
アウトプット(どこにビットコインを移動するか)
ロックタイム(いつトランザクションが有効になるか)

### バージョン

class Tx:

	def __init__(self, version, tx_ins, tx_outs, locktime, testnet=False):
		self.version = version
		self.tx_ins = tx_ins
		self.tx_outs = tx_outs
		self.locktime = locktime
		self.testnet = testnet

	def __repr__(self):
		tx_ins = ''
		for tx_in in self.tx_ins:
			tx_ins += tx_in.__repr__() + '\n'
		tx_outs = ''
		for tx_out in self.tx_outs:
			tx_outs += tx_out.__repr__() + '\n'
		return 'tx: {}\nversion: {}\ntx_ins:\n{}tx_outs:\n{}locktime: {}'.format(
			self.id(),
			self.version,
			tx_ins,
			tx_outs,
			self.locktime,
		)

	def id(self):
		return self.hash().hex()

	def hash(self):
		return hash256(self.serialize())[::-1]

	@classmethod
	def parse(cls, s, testnet=False):
		version = little_endian_to_int(s.read(4))
		return cls(version, None, None, None, testnet=testnet)

### インプット
前のトランザクションのアウトプットを示す
L 前に受け取ったビットコインへの参照
L 支払う本人のビットコインである証明

variable integer = varintを使用する

def read_varint(s):
    i = s.read(1)[0]
    if i == 0xfd:
        return little_endian_to_int(s.read(2))
    elif i == 0xfe:
        return little_endian_to_int(s.read(4))
    elif i == 0xff:
        return little_endian_to_int(s.read(8))
    else:
        return i

def encode_varint(i):
    if i < 0xfd:
        return bytes([i])
    elif i < 0x10000:
        return b'\xfd' + int_to_little_endian(i, 2)
    elif i < 0x100000000:
        return b'\xfe' + int_to_little_endian(i, 4)
    elif i < 0x10000000000000000:
        return b'\xff' + int_to_little_endian(i, 8)
    else:
        raise ValueError('integer too large: {}'.format(i))

インプットフィールド
– 前のトランザクションID, トランザクションインデックス、ScriptSig, シーケンス

class TxIn:
	def __init__(self, prev_tx, prev_index, script_sig=None, sequence=0xffffffff):
		self.prev_tx = prev_tx
		self.prev_index = prev_index
		if script_sig is None:
			self.script_sig = Script()
		else:
			self.script_sig = script_sig
		self.sequence = sequence

	def __repr__(self):
		return '{}:{}'.format(
				self.prev_tx.hex(),
				self.prev_index,
			)
script_hex = ('6b483045022100ed81ff192e75a3fd2304004dcadb746fa5e24c5031ccf\
cf21320b0277457c98f02207a986d955c6e0cb35d446a89d3f56100f4d7f67801c31967743a9c8\
e10615bed01210349fc4e631e3624a545de3f89f5d8684c7b8138bd94bdd531d2e213bf016b278\
a')
stream = BytesIO(bytes.fromhex(script_hex))
script_sig = Script.parse(stream)
print(script_sig)

### アウトプット
ビットコインの送信先を定義
varint形式のアウトプット数で開始
フィールドには額とscriptpubkeyがある

TxOut

class tx:
	// 省略
	@classmethod
	def parse(cls, s, testnet=False):
		version = little_endian_to_int(s.read(4))
		num_inputs = read_varint(s)
		inputs = []
		for _ in range(num_inputs):
			inputs.append(TxIn.parse(s))
		num_outputs = read_variant(s)
		for _ in range(num_outputs):
			outputs.append(TxOut.parse(s))
		return cls(version, inputs, outpute, None, testnet=testnet)

class TxOut:

	def __init__(self, amount, script_pubkey):
		self.amount = amount
		self.script_pubkey = script_pubkey

	def __repr__(self):
		return '{}:{}'.format(self.amount, self.script_pubkey)

	@classmethod
	def parse(cls, s):
		amount = little_endian_to_int(s.read(8))
		script_pubkey = Script.parse(s)
		return cls(amount, script_pubkey)

### ロックタイム

	@classmethod
	def parse(cls, s, testnet=False):
		version = little_endian_to_int(s.read(4))
		num_inputs = read_varint(s)
		inputs = []
		for _ in range(num_inputs):
			inputs.append(TxIn.parse(s))
		num_outputs = read_variant(s)
		outputs = []
		for _ in range(num_outputs):
			outputs.append(TxOut.parse(s))
		locktime = little_endian_to_int(s.read(4))
		return cls(version, inputs, outpute, locktime, testnet=testnet)
hex_transaction = '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'
stream = BytesIO(bytes.fromhex(hex_transaction))
tx_obj = Tx.parse(stream)
print(tx_obj.tx_ins[1].script_sig)
print(tx_obj.tx_outs[0].script_pubkey)
print(tx_obj.tx_outs[1].amount)

$ python3 app.py
304402207899531a52d59a6de200179928ca900254a36b8dff8bb75f5f5d71b1cdc26125022008b422690b8461cb52c3cc30330b23d574351872b7c361e9aae3649071c1a71601 035d5c93d9ac96881f19ba1f686f15f009ded7c62efe85a872e6a19b43c15a2937
OP_DUP OP_HASH160 ab0c0b2e98b1ab6dbf67d4750b0a56244948a879 OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG
40000000

### シリアライズ

class tx
	def serialize(self):
		result = int_to_little_endian(self.version, 4)
		result += encode_varint(len(self.tx_ins))
		for tx_in in self.tx_ins:
			result += tx_in.serialize()
		result += encode_varint(len(self.tx_outs))
		for tx_out in self.tx_outs:
			result += tx_out.serialize()
		result += int_to_little_endian(self.locktime, 4)
		return result

class TxIn
	def serialize(self):
		result = self.prev_tx[::-1]
		result += int_to_little_endian(self.prev_index, 4)
		result += self.script_sig.serialize()
		result += int_to_little_endian(self.sequence, 4)
		return result

class TxOut
	def serialize(self):
		result = int_to_little_endian(self.amount, 8)
		result += self.script_pubkey.serialize()
		return result

### トランザクション手数料
マイナーがトランザクションに取り込む手数料がトランザクション手数料となる

class TxIn:
	def fetch_tx(self, testnet=False):
		return TxFetcher.fetch(self.prev_tx.hex(), testnet=testnet)

	def value(self, testnet=False)
		tx = self.fetch_tx(testnet=testnet)
		return tx.tx_outs[self.prev_index].amount

	def script_pubkey(self, testnet=False):
		tx = self.fetch_tx(testnet=testnet)
		return tx.tx_outs[self.prev_index].script_pubkey

class TxFetcher:
	cache = {}

	@classmethod
	def get_url(cls, testnet=False)
		if testnet:
			return 'http://testnet.programmingbitcoin.com'
		else:
			return 'http://mainnet.programmingbitcoin.com'

	@classmethod
	def fetch(cls, tx_id, testnet=False, fresh=False):
		if fresh or (tx_id not in cls.cache):
			url = '{}/tx/{}.hex'.format(cls.get_url(testnet), tx_id)
			response = requests.get(url)
			try:
				raw = bytes.fromhex(response.text.strip())
			ecept ValueError:
				raise ValueError('unexpected response: {}'.format(response.text))
			if raw[4] == 0:
				raw = raw[:4] + raw[6:]
				tx = Tx.parse(BytesIO(raw), testnet=testnet)
				tx.locktime = little_endian_to_int(raw[-4:])
			else:
				tx = Tx.parse(BytesIO(raw), testnet=testnet)
			if tx.id() != tx_id:
				raise ValueError('not the same id: {} vs {}'.foramt(tx.id(), tx_id))
				clc.cache[tx_id] = tx
			cls.cache[tx_id].testnet = testnet
			return cls.cache[tx_id]

class Tx:

	def fee(self, testnet=False):
		input_sum, output_sum = 0, 0
		for tx_in in self.tx_ins:
			input_sum += tx_in.value(testnet=testnet)
		for tx_out in self.tx_outs:
			output_suum += tx_out.amount
		return input_sum - output_sum

[Bitcoin] DER署名

– Signatureを圧縮する
– 署名をシリアライズする標準をDERフォーマットと呼ぶ

1. 0x30バイトで開始
2. 署名の残りの長さをエンコード
3. マーカーバイト0x02追加
4. rをビッグエンディアン整数としてエンコード
5. マーカーバイト0x02を追加
6. sをビッグエンディアン整数としてエンコード

class Signature:

	def __init__(self, r, s):
		self.r = r
		self.s = s

	def __repr__(self):
		return 'Signature({:x},{:x})'.format(self.r, self.s)

	def der(self):
		rbin = self.r.to_bytes(32, byteorder='big')
		rbin = rbin.lstrip(b'\x00')
		if rbin[0] & 0x80:
			rbin = b'\x00' + rbin
		result = byte([2, len(rbin)]) + rbin
		sbin = self.s.to_bytes(32, byteorder='big')
		sbin = sbin.lstrip(b'\x00')
		if sbin[0] & 0x80:
			sbin = b'\x00' + sbin
		result += bytes([2, len(sbin)]) + sbin
		return bytes([0x30, len(result)]) + result
r = 0x37206a0610995c58074999cb9767b87af4c4978db68c06e8e6e81d282047a7c6
s = 0x8ca63759c1157ebeaec0d03cecca119fc9a75bf8e6d0fa65c841c8e2738cdaec
sig = Signature(r, s)
print(sig.der().hex())

$ python3 app.py
3045022037206a0610995c58074999cb9767b87af4c4978db68c06e8e6e81d282047a7c60221008ca63759c1157ebeaec0d03cecca119fc9a75bf8e6d0fa65c841c8e2738cdaec

### Base58

def encode_base58(s):
    count = 0
    for c in s:
        if c == 0:
            count += 1
        else:
            break
    num = int.from_bytes(s, 'big')
    prefix = '1' * count
    result = ''
    while num > 0: 
        num, mod = divmod(num, 58)
        result = BASE58_ALPHABET[mod] + result
    return prefix + result

h = '7c076ff316692a3d7eb3c3bb0f8b1488cf72e1afcd929e29307032997a838a3d'
print(encode_base58(bytes.fromhex(h)))
h = 'eff69ef2b1bd93a66ed5219add4fb51e11a840f404876325a1e8ffe0529a2c'
print(encode_base58(bytes.fromhex(h)))
h = 'c7207fee197d27c618aea621406f6bf5ef6fca38681d82b2f06fddbdce6feab6'
print(encode_base58(bytes.fromhex(h)))

### アドレス形式
1. メインネットアドレスは先頭を0x00, テストネットは0x6f
2. SECフォーマットを取り出し、sha256とripemd160操作を行う
3. 1のプレフィックスと2のハッシュ操作の結果を結合
4. 3の結果にhash256を行い先頭の4バイトを取得
5. 3と4を結合させてBase58でエンコード

def encode_base58_checksum(b):
	return encode_base58(b + hash256(b)[:4])

def hash160(s):
	return hashlib.new('ripemd160', hashlib.sha256(s).digest()).digest() 

class S256Point:

	def hash160(self, compressed=True):
		return hash160(self.sec(compressed))

	def address(self, compressed=True, testnet=False):
		h160 = self.hash160(compressed)
		if testnet:
			prefix = b'\x6f'
		else:
			prefix = b'\x00'
		return encode_base58_checksum(prefix + h160)
priv = PrivateKey(5002)
print(priv.point.address(compressed=False, testnet=True))
priv = PrivateKey(2020**5)
print(priv.point.address(compressed=True, testnet=True))
priv = PrivateKey(0x12345deadbeef)
print(priv.point.address(compressed=True, testnet=False))

### WIF(ウォレットインポート形式)
1. メインネット用の秘密鍵は0x80、テストネット用は0xefプレフィックス
2. 秘密鍵を32バイトのビッグエンディアンでエンコード
3. SECフォーマットが圧縮形式の場合、末尾に0x01
4. 123を結合
5. 4の結果にhash256を実行し、先頭の4バイトを取得
6. 4と5を結合させてBase58でエンコード

	def wif(self, compressed=True, testnet=False):
		secret_bytes = self.secret.to_bytes(32, 'big')
		if testnet:
			prefix = b'\xef'
		else:
			prefix = b'\x80'
		if compressed:
			suffix = b'\x01'
		else:
			suffix = b''
		return encode_base58_checksum(prefix + secret_bytes + suffix)
priv = PrivateKey(5003)
print(priv.wif(compressed=True, testnet=True))
priv = PrivateKey(2021**5)
print(priv.wif(compressed=False, testnet=True))
priv = PrivateKey(0x54321deadbeef)
print(priv.wif(compressed=True, testnet=False))

### リトルエンディアン

def little_endian_to_int(b):
    return int.from_bytes(b, 'little')

def int_to_little_endian(n, length):
    return n.to_bytes(length, 'little')

テストネットアドレスの作成

passphrase = b'info@hpscript.com my secret'
secret = little_endian_to_int(hash256(passphrase))
priv = PrivateKey(secret)
print(priv.point.address(testnet=True))

テストネットのfaucetサイト
https://testnet-faucet.mempool.co/

大分入ってきましたね

インスタンスマスク

インスタンスセグメンテーションは、オブジェクトの検出されたインスタンスごとにセグメンテーションマップを生成する

Mask R-CNNに学習させる
– RGBイメージ
– グランドトゥルース境界ボックス(オブジェクトの境界ボックスを示す)
– インスタンスラベル(NumObjects行1列のstringベクトル、またはNumObjects行1列の文字ベクトルのcell配列として指定)
– インスタンスマスク(バイナリマスク/多角形座標)
– 学習データの可視化

うーむ、時間があるときにやりたい…

CycleGANを触ってみる

$ git clone https://github.com/xhujoy/CycleGAN-tensorflow
$ cd CycleGAN-tensorflow

$ sudo apt update
$ sudo apt install python3-dev python3-pip python3-venv
$ python3 -m venv –system-site-packages ./venv
$ source ./venv/bin/activate
$ pip3 –no-cache-dir install –upgrade tensorflow
pkg_resources.ContextualVersionConflict: (pyparsing 3.0.6 (/home/vagrant/.local/lib/python3.8/site-packages), Requirement.parse(‘pyparsing<3,>=2.0.2′), {‘packaging’})
—————————————-
ERROR: Command errored out with exit status 1: python setup.py egg_info Check the logs for full command output.

ありゃ…

$ pip3 uninstall pyparsing
$ pip3 install pyparsing==”2.4.7″
$ pip3 –no-cache-dir install –upgrade tensorflow
$ python3 -c “import tensorflow as tf;print(tf.reduce_sum(tf.random.normal([1000, 1000])))”

$ bash ./download_dataset.sh horse2zebra
$ python3 main.py –dataset_dir=horse2zebra
2021-12-05 01:57:16.540649: W tensorflow/stream_executor/platform/default/dso_loader.cc:64] Could not load dynamic library ‘libcudart.so.11.0’; dlerror: libcudart.so.11.0: cannot open shared object file: No such file or directory
2021-12-05 01:57:16.541206: I tensorflow/stream_executor/cuda/cudart_stub.cc:29] Ignore above cudart dlerror if you do not have a GPU set up on your machine.
Traceback (most recent call last):
File “main.py”, line 4, in
tf.set_random_seed(19)
AttributeError: module ‘tensorflow’ has no attribute ‘set_random_seed’

どうやらtensor-flow 2系には対応していないみたい…

$ cd ..
$ git clone https://github.com/LynnHo/CycleGAN-Tensorflow-2.git
$ cd CycleGAN-Tensorflow-2
$ bash ./download_dataset.sh horse2zebra
$ pip3 install tensorflow-addons
$ pip3 install tqdm
$ pip3 install oyaml
$ python3 train.py –dataset horse2zebra
$ python3 test.py –experiment_dir ./output/horse2zebra
terminate called after throwing an instance of ‘std::bad_alloc’
what(): std::bad_alloc
Aborted (core dumped)

ああああああああああん
上手く行かんな

[画像処理] アナログ画像からデジタル化する手順

1. 標本化(Sampling): ピクセル化
 L 2次元に分割する。これは離散的な点の集合に分割処理する

2. 量子化(Quantization): 画素値離散化
 L 濃度レベルを決める 色の階調の分割をどのくらいにするか

データ量
 画素数 x 濃度レベル(ビット)
 300 x 300 x 8bit(1byte) = 90000byte(90kbyte)
そのほか、ファイル名、作成日、画像の解像度、色数、圧縮の種類、その他必要なデータ

画像
RGBの3つのチャンネルがある
RGBのチャンネルに対して、8bit(256)のデータ幅を持っている
この3つのチャンネルにアルファ(透明度)を組み合わせている

なるほど
勉強すること多すぎる というか永遠に終わらんなコレ

[illustrator] パスのオフセットの作り方

パスのオフセットとは、選択したオブジェクトから指定した距離をずらした位置にオブジェクトのコピーを作成する機能

まずAIで画像を作成します

メニューバーのオブジェクト→パス→パスのオフセット
-10pxとする

色を変える

オフセットとは、選択したオブジェクトから距離をずらして新たなオブジェクトを作成する

なるほど、縁をつけるのは割と簡単にできるのね。

[Bitcoin] シリアライズ:非圧縮・圧縮SECフォーマット

楕円曲線暗号の公開鍵は(x,y)形式の一つの座標
ECDSA公開鍵をシリアライズする方法はSECフォーマットと呼ばれている
非圧縮と圧縮がある

1.プレフィックス0x04
2.32バイトのビッグエンディアン整数をx座標に追加
2.32バイトのビッグエンディアン整数をy座標に追加

### 非圧縮

class S256Point(Point):
	// 省略
	def sec(self):
		return b'\x04' + self.x.num.to_bytes(32, 'big')\
			+ self.y.num.to_bytes(32, 'big')
priv = PrivateKey(5002)
print(priv.point.sec(compressed=False).hex())
priv = PrivateKey(2018**5)
print(priv.point.sec(compressed=False).hex())
priv = PrivateKey(0xdeadbeef12345)
print(priv.point.sec(compressed=False).hex())

$ python3 app.py
040f85cb0c917647fadfd31e641231d3a01ac9d3d8a680aab2457e0036bf34d37e6949b302843a33cdf068589c8330bb5c09c1739420d65b7b33cfab6d10118d97
04027f3da1918455e03c46f659266a1bb5204e959db7364d2f473bdf8f0a13cc9dff87647fd023c13b4a4994f17691895806e1b40b57f4fd22581a4f46851f3b06
04d90cd625ee87dd38656dd95cf79f65f60f7273b67d3096e68

### 圧縮

class S256Field(FieldElement):

	def __init__(self, num, prime=None):
		super().__init__(num=num, prime=P)

	def __repr__(self):
		return '{:x}'.format(self.num).zfill(64)

	def sqrt(self):
		return self**((P + 1) // 4)

	@classmethod
	def parse(self, sec_bin):
		if sec_bin[0] == 4:
			x = int.from_bytes(sec_bin[1:33], 'big')
			y = int.from_bytes(sec_bin[33:65], 'big')
			return S256Point(x=x, y=y)
		is_even = sec_bin[0] == 2
		x = S256Field(int.from_bytes(sec_bin[1:], 'big'))
		alpha = x**3 + S256Field(B)
		beta = alpha.sqrt()
		if beta.num % 2 == 0:
			even_beta = beta
			odd_beta = S256Field(P - beta.num)
		else:
			even_beta = S256Field(P - beta.num)
			odd_beta = beta
		if is_even:
			return S256Point(x, even_beta)
		else:
			return S256Point(x, odd_beta)

priv = PrivateKey(5001)
print(priv.point.sec(compressed=True).hex())
priv = PrivateKey(2019**5)
print(priv.point.sec(compressed=True).hex())
priv = PrivateKey(0xdeadbeef54321)
print(priv.point.sec(compressed=True).hex())

$ python3 app.py
0357a4f368868a8a6d572991e484e664810ff14c05c0fa023275251151fe0e53d1
02933ec2d2b111b92737ec12f1c5d20f3233a0ad21cd8b36d0bca7a0cfa5cb8701
0296be5b1292f6c856b3c5654e886fc13511462059089cdf9c479623bfcbe77690

[Bitcoin] 署名の作成

### 署名の作成

e = int.from_bytes(hash256(b'my secret'), 'big') 
z = int.from_bytes(hash256(b'my message'), 'big') # 署名しようとしているメッセージ
k = 1234567890 
r = (k*G).x.num # x座標のみ取り出す
k_inv = pow(k, N-2, N)
s = (z+r*e) * k_inv % N # モジュロ演算
point = e*G # 公開点は知らせる必要がある
print(point)

print(hex(z))
print(hex(r))
print(hex(s))

$ python3 app.py
Point(1153752822844410451703720272380683670327470420405725541447346968941621636178,4935740600172189071191766981850281297554521083605982627869195587800421042658)_0_7 FieldElement(115792089237316195423570985008687907853269984665640564039457584007908834671663)
0x231c6f3d980a6b0fb7152f85cee7eb52bf92433d9919b9c5218cb08e79cce78
0x2b698a0f0a4041b77e63488ad48c23e8e8838dd1fb7520408b121697b782ef22
0xbb14e602ef9e3f872e25fad328466b34e6734b7a0fcd58b1eb635447ffae8cb9

e = 12345
z = int.from_bytes(hash256(b'programming bitcoin'), 'big')
k = 1234567890
r = (k*G).x.num
k_inv = pow(k, N-2, N)
s = (z+r*e) * k_inv % N
point = e*G
print(point)

print(hex(z))
print(hex(r))
print(hex(s))

$ python3 app.py
Point(108607064596551879580190606910245687803607295064141551927605737287325610911759,6661302038839728943522144359728938428925407345457796456954441906546235843221)_0_7 FieldElement(115792089237316195423570985008687907853269984665640564039457584007908834671663)
0x6aac771a641117f22150921737c72c77e73150945342f7a490b77332abaac5c
0x2b698a0f0a4041b77e63488ad48c23e8e8838dd1fb7520408b121697b782ef22
0xd6f075528e124345b4b81029288861d9c33ddc49f8327005dfb203b3e9c1ee9c

### メッセージ署名

from random import randint

class PrivateKey:

	def __init__(self, secret):
		self.secret = secret
		self.point = secret * G

	def hex(self):
		return '{:x}'.format(self.secret).zfill(64)

	def sign(self, z):
		k = randint(0, N-1)
		r = (k*G).x.num
		k_inv = pow(k, N-2, N)
		s = (z + r*self.secret) * k_inv % N
		if s > N/2:
			s = N - s
		return Signature(r, s)

k は署名ごとに一意である必要がある。
RFC6979

	def sign(self, z):
		k = self.deterministic_k(z)
		r = (k*G).x.num
		k_inv = pow(k, N-2, N)
		s = (z + r*self.secret) * k_inv % N
		if s > N/2:
			s = N - s
		return Signature(r, s)

	def deterministic_k(self, z):
		k = b'\x00' * 32
        v = b'\x01' * 32
        if z > N:
            z -= N
        z_bytes = z.to_bytes(32, 'big')
        secret_bytes = self.secret.to_bytes(32, 'big')
        s256 = hashlib.sha256
        k = hmac.new(k, v + b'\x00' + secret_bytes + z_bytes, s256).digest()
        v = hmac.new(k, v, s256).digest()
        k = hmac.new(k, v + b'\x01' + secret_bytes + z_bytes, s256).digest()
        v = hmac.new(k, v, s256).digest()
        while True:
            v = hmac.new(k, v, s256).digest()
            candidate = int.from_bytes(v, 'big')
            if candidate >= 1 and candidate < N:
                return candidate  
            k = hmac.new(k, v + b'\x00', s256).digest()
            v = hmac.new(k, v, s256).digest()

これが基本要素なのか
なんか凄いな