スタックエレメントの詳細

def encode_num(num):
    if num == 0:
        return b''
    abs_num = abs(num)
    negative = num < 0
    result = bytearray()
    while abs_num:
        result.append(abs_num & 0xff)
        abs_num >>= 8
    if result[-1] & 0x80:
        if negative:
            result.append(0x80)
        else:
            result.append(0)
    elif negative:
        result[-1] != 0x80
    return bytes(result)

def decode_num(element):
    if element == b'':
        return 0
    big_endian = element[::-1]
    if big_endian[0] & 0x80:
        negative = True
        result = big_endian[0] & 0x7f
    else:
        negative = False
        result = big_endian[0]
    for c in big_endian[1:]:
        result <<= 8
        result += c
    if negative:
        return -result
    else:
        return result

def op_0(stack):
    stack.append(encode_num(0))
    return True

Python bytearray()

bytearray() method returns a bytearray object which is an array of given bytes.

prime = [2, 3, 5, 7]

print(bytearray(prime))

$ python3 test.py
bytearray(b’\x02\x03\x05\x07′)

0 <= x < 256 の整数

scriptのchecksigによる評価

evaluateにより、script_sigとscript_pubkeyの検証を行いたい
Scriptの第二引数である0xac(172)はOP_CHECKSIG

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))

    def evaluate(self, z):
        cmds = self.cmds[:]
        stack = []
        altstack = []
        while len(cmds) > 0:
            cmd = cmds.pop(0)
            if type(cmd) == int:
                operation = OP_CODE_FUNCTIONS[cmd]
                if cmd in (99, 100):
                    if not operation(stack, cmds):
                        LOGGER.info('bad op: {}'.format(OP_CODE_NAMES[cmd]))
                        return False
                elif cmd in (107, 108):
                    if not operation(stack, altstack):
                        LOGGER.info('bad op: {}'.format(OP_CODE_NAMES[cmd]))
                        return False
                elif cmd in (172, 173, 174, 175):
                    if not operation(stack, z):
                        LOGGER.info('bad op: {}'.format(OP_CODE_NAMES[cmd]))
                        return False
                else:
                    if not operation(stack):
                        LOGGER.info('bad op: {}'.format(OP_CODE_NAMES[cmd]))
                        return False
            else:
                stack.append(cmd)
        if len(stack) == 0:
            return False
        if statck.pop() == b'':
            return False
        return True

99: op_if,
100: op_notif,

op_if: If the top stack value is not False, the statements are executed. The top stack value is removed.

def op_if(stack, items):
    if len(stack) < 1:
        return False
    true_items = []
    false_itmes = []
    current_array = true_items
    found = False
    num_endifs_needed = 1
    while len(items) > 0:
        item = items.pop(0)
        if item in (99, 100):
            num_endifs_needed += 1
            current_array.append(item)
        elif num_endifs_needed == 1 and item == 103:
            current_array = false_items
        elif item == 104:
            if num_endifs_needed == 1:
                found = True
                break
            else:
                num_endifs_neede -= 1
                current_array.append(item)
        else:
            current_array.append(item)
    if not found:
        return False
    element = stack.pop()
    if decode_num(element) == 0:
        items[:0] = false_items
    else:
        items[:0] = true_items
    return True

op_notif: If the top stack value is False, the statements are executed. The top stack value is removed.

def op_notif(stack, items):
    if len(stack) < 1:
        return False
    true_items = []
    false_items = []
    current_array = true_items
    found = False
    num_endifs_needed = 1
    while len(items) > 0:
        item = items.pop(0)
        if item in (99, 100):
            num_endifs_needed += 1
            current_array.append(item)
        elif num_endifs_needed == 1 and item == 103:
            current_array = false_items
        elif item == 104:
            if num_endifs_needed == 1:
                found = True
                break
            else:
                num_endifs_needed -= 1
                current_array.append(item)
        else:
            current_array.append(item)
    if not found:
        return False
    element = stack.pop()
    if decode_num(element) == 0:
        items[:0] = true_items
    else:
        items[:0] = false_items
    return True

—–
107: op_toaltstack,
108: op_fromaltstack,

op_toaltstack: 

def op_toaltstack(stack, altstack):
    if len(stack) < 1:
        return False
    altstack.append(stack.pop())
    return True

op_fromaltstack

def op_fromaltstack(stack, altstack):
    if len(altstack) < 1:
        return False
    stack.append(alstack.pop())
    return True

172: op_checksig,
173: op_checksigverify,
174: op_checkmultisig,
175: op_checkmultisigverify,

0xac(172)のOP_CHECKSIGが非常に重要

Python 関数を数字(数字コード)で実行する方法

def OP_NOP():
    print("This is OP_NOP, 76")

def OP_IF():
    print("This is OP_IF, 99")

def OP_NOTIF():
    print("This is OP_NOTIF, 100")

OP_CODE = {
    76: OP_NOP,
    99: OP_IF,
    100: OP_NOTIF
}

func = OP_CODE[76]
func()

$ python3 test.py
This is OP_NOP, 76

bitcoinのOPcode一覧はこちら
https://en.bitcoin.it/wiki/Script

めちゃくちゃお洒落な書き方だな~

Python if not condition

a = True

if not a:
    print('a is false')

in String

a = ''

if not a:
    print('a is empty')

def mul(num):
    if type(num) == int:
        print(num * 2)
        return True
    else:
        return False

n = 'a'
if not mul(n):
    print('please input number')

if notは基本的にTrue or Falseを判定している

PythonのLogging

シンプルなログ出力はお馴染みのprint文

print("I am the simplest log.")

ファイル出力、メール送信、HTTP通信など動作ログをよりフレキシブルに出力したい場合にはloggingモジュールを使用してログを出力する。

### ログレベル
DEBUG, INFO, WARNING, ERROR, CRITICAL

出力

import logging 

logging.info("info log")
logging.warning("warning log")

$ python3 test.py
WARNING:root:warning log

info はコマンドラインに出力されない
loggerオブジェクトを取得してログを出力する

import logging 

logger = logging.getLogger("sample")
logger.info("info log")
logger.warning("warning log")

$ python3 test.py
warning log

import logging 

logger = logging.getLogger("sample")
logger.setLevel(logging.DEBUG)
logger.info("info log")
logger.warning("warning log")

### ハンドラ
StreamHandler, FileHandler, SMTPHandler, HTTPHandlerがある

import logging 

logger = logging.getLogger("sample")
logger.setLevel(logging.DEBUG)


st_handler = logging.StreamHandler()

logger.addHandler(st_handler)
logger.info("info log")
logger.warning("warning log")

handlerで指定することでログ出力をカスタマイズできる。

ECDSAの原理

eは秘密鍵、pは公開鍵
eG = P

ランダムな256ビットの数字k
k * G = R (x座標をr)

uG + vP = kG
kはランダムに選ばれる数字で、u, vは署名者が選ぶ

vP = (k – u)G
P = ((k-u)/v)G

eG = ((k-u)/v)G のため、 e = (k – v) / u
つまり、秘密鍵 e = (k – v) / u を満たす(u, v)の組み合わせであればどれでも良い
eは秘密鍵を知っている人のみわかる

目的は署名ハッシュと呼ぶ。署名ハッシュはzで表す。
uG + vPに当てはめると、 u = z/s, v = z/s

uG + vP = R(目的) = kG
uG + veP = kG
u + ve = k
z/s + re/s = k
(z + re)/s = k
s = (z + re)/k

k は256ビットを保証するためhash256を2回繰り返す

1. 署名(r, s)、署名対象のハッシュをz, 公開鍵をPとする
2. u = z/s, v = r/sを計算する
3. uG + vP = Rを計算する
4. Rのx座標がrと同じであれば署名は有効

標準Script p2pk(pay to public key)

ScriptPubKeyの形式がp2pkであるトランザクションアウトプット
ECDSAの署名を検証するには、メッセージz, 公開鍵P, 署名r, sが必要
p2pkでは、ビットコインは公開鍵に送られ、秘密鍵の所有者は署名を作成することによりビットコインをアンロックできる。
ScriptPubKeyはビットコインを秘密鍵の所有者の管理下に置く。
P は公開鍵(x,y) 256bit
e は秘密鍵

e.g.
ScriptPubKey
41 – length of pubkey
0411…a3 pubkey
ac – OP_CHECKSIG

ScriptSig
47 – length of signature
3044 .. 01 – signature

OP_CHECKSIG, pubkey + signature のコマンドセットにする
スタックの先頭エレメントがゼロ以外のときは、有効なscript sigとみなされる

stackにpubkey, signatureをpushし、OP_CHECKSIGで有効であればstackに1をpush, 有効でなければ0をpushする
0以外であれば処理を終了する
0の場合は、スクリプトは無効となり、トランザクション自体が無効になる
秘密鍵を知っている人だけが有効なScriptSigを作り出すことができる