Біткоїн-мережа складається з вершин або нод які виконують декілька функцій:
- передають між собою інформацію про блоки та транзакції (так званий протокол пліток, англ gossip protocol),
- здійснюють валідацію всіх блоків та транзакцій, отриманих через gossip-протокол,
- надають локальний інтерфейс для перегляду історичних транзакційних даних для використання гаманцями та іншим користувацьким програмним забезпеченням.
Початкова еталонна реалізація Біткоїн-ноди була створена Сатоші Накамото в період з 2007 по 2010 роки. Багато розробників приєдналось до проєкту після публікації статті 2008 року. 2010 року Сатоші передав контроль над репозиторієм Гейвіну Андерсену, який через деякий час відійшов від розробки і почав займатись іншими проєктами. На даний момент репозиторій підтримується Владіміром ван дер Ланом (@laanwj на github.com). Проєкт реалізовано мовою С++, а тестову систему - мовою Python.
У цій практичній роботі ми склонуємо репозиторій з програмним кодом еталонної
реалізації Біткоїн-ноди, зберемо з цього програмного коду відповідні виконувані
файли, встановимо їх локально і подивимось на реальні дані ланцюга блоків
Біткоїн за допомогою консольного інструмента bitcoin-cli, що постачається
разом з Біткоїн-нодою.
Окрім еталонної, існують і альтернативні реалізації протоколу Біткоїн різного рівня завершеності та написані різними мовами програмування, наприклад
- btcd мовою Golang,
- rust-bitcoin мовою Rust
а також бібліотеки, що реалізують частини Біткоїн-протоколу для різноманітних цілей:
- python-bitcoinlib - бібліотека-клієнт мовою Python,
- bitcoinj - бібліотека-клієнт мовою Java,
- BitcoinJS - бібліотека-клієнт мовою JS.
Програмний код еталонної реалізації Біткоїн-ноди можна знайти за посиланням
https://github.com/bitcoin/bitcoin
Ми можемо склонувати репозиторій, що містить всю історію змін бази коду наступною командою:
git clone https://github.com/bitcoin/bitcoinТепер ми можемо перейти в корінь склонованого репозиторія та обрати версію бази коду, що відповідає останньому релізу Біткоїн-ноди (v0.21.0):
cd bitcoin
git checkout v0.21.0Після цього необхідно виконати інструкції зі збору відповідних виконуваних
файлів з програмого коду. Ці інструкції можна знайти в директорії doc/
(відносно кореня репозиторія), або онлайн за наступними посиланнями:
- Linux: https://github.com/bitcoin/bitcoin/blob/master/doc/build-unix.md
- macOS: https://github.com/bitcoin/bitcoin/blob/master/doc/build-osx.md
- Windows: https://github.com/bitcoin/bitcoin/blob/master/doc/build-windows.md
Для дистрибутивів Linux на основі Debian (наприклад Ubuntu), процедура збору програмного забезпечення наступна:
# встановлюємо залежності:
sudo apt install build-essential libtool autotools-dev automake pkg-config bsdmainutils python3
sudo apt install libevent-dev libboost-dev libboost-system-dev libboost-filesystem-dev libboost-test-dev
# встановлюємо залежності гаманця (SQLite and BerkeleyDB):
sudo apt install libsqlite3-dev
./contrib/install_db4.sh $(pwd)
export BDB_PREFIX=$(pwd)/db4
# налаштовуємо параметри і виконуємо збір ПЗ (це займе трохи часу)
./autogen.sh
./configure BDB_LIBS="-L${BDB_PREFIX}/lib -ldb_cxx-4.8" BDB_CFLAGS="-I${BDB_PREFIX}/include"
make
# нарешті, встановлюємо виконувані файли локально:
sudo make installПісля цього перевіряємо, чи програмне забезпечення було встановлено правильно:
$ which bitcoind
/usr/local/bin/bitcoind
$ which bitcoin-cli
/usr/local/bin/bitcoin-cliТепер, в “домашній” директорії на вашій машині створюємо директорію під назвою
.bitcoin і пишемо файл конфігурації для Біткоїн-ноди. Зверніть увагу, що всі
дані ланцюга блоків будуть зберігатись у цій директорії, тому якщо ви маєте
намір синхронізувати основний ланцюг, переконайтесь, що розділ диска, на якому
розміщено дану директорію, має хоча б 350 Гб вільного місця.
cd ~
mkdir .bitcoin
touch .bitcoin/bitcoin.confДля того, щоб налаштувати Біткоїн-демон (Біткоїн-ноду, що буде працювати у
фоновому режимі) необхідно відкрити файл ~/.bitcoin/bitcoin.conf у текстовому
редакторі за вибором і додати у файл наступний текст (замінюючи <username> and
<password> на довільні значення):
# RPC settings
rpcuser=<username>
rpcpassword=<password>
# Network settings
txindex=1
server=1
rest=1
# Miscellaneous
zmqpubrawblock=tcp://127.0.0.1:28332
zmqpubrawtx=tcp://127.0.0.1:28333
printtoconsole=1Тепер ми нарешті можемо запустити Біткоїн-ноду і спостерігати, як програмне забезпечення розпочинає процес синхронізації:
$ bitcoindДля того щоб “демонізувати” Біткоїн-ноду (“згорнути” її у фоновий режим і відв’язати від термінала, у якому ми працюємо), необхідно виконати команду
$ bitcoind -daemonТакож ми можемо запустити Біткоїн-ноду в режимі regtest. Режим regtest - це спеціальний режим, що дозволяє користувачу генерувати новий ланцюг з нульового блока у тестувальних цілях. Для того, щоб запустити Біткоїн-ноду в режимі regtest, необхідно виконати наступну команду
$ bitcoind -regtest -daemonВ режимі regtest ми можемо генерувати нові блоки у ланцюгу вручну
$ bitcoin-cli -regtest generatetoaddress 101 $(bitcoin-cli -regtest getnewaddress)
$ bitcoin-cli -regtest getbalance
50.00000000Запитання для самостійного дослідження:
- скільки блоків було згенеровано командою
generatetoaddressз попереднього прикладу? - скільки нових біткоїнів було згенеровано командою
generatetoaddressз попередньго прикладу? - чому баланс гаманця становить 50 біткоїнів?
Поточний ланцюг блоків можна переглядати за допомогою наступних команд:
$ bitcoin-cli getblockcount
672754
$ bitcoin-cli getbestblockhash
0000000000000000000893527ec1507a2e6f2903905ef23def9b246e2f9ab919
$ bitcoin-cli getblock 0000000000000000000893527ec1507a2e6f2903905ef23def9b246e2f9ab919
{
"hash": "0000000000000000000893527ec1507a2e6f2903905ef23def9b246e2f9ab919",
"confirmations": 1,
"strippedsize": 892626,
"size": 1315444,
"weight": 3993322,
"height": 672754,
"version": 1073733632,
"versionHex": "3fffe000",
"merkleroot": "d9cf3ae978efaf5d1bf653e4d802203ffa577edec10955a1e2573ab17a1a69be",
"tx": [
"ddf7629c3870d7332c6d9680c551bd462150d3174ff82694b97fb998f31767d7",
"28dbc5e1c022f735cb136ee4edea10eff713bd705199de38c22212e3d94f3e59",
"da2fcddef5cf711f7e4a4b9a6aca8deaf9cf6f04b3466e4a04fa2888af30ef5e",
"be7e0364b9b04dc702edc1684c2582d7e0be8ea9b98fe711d362d98b3d1aa3f5",
...
],
"time": 1614640390,
"mediantime": 1614635907,
"nonce": 1041734966,
"bits": "170cf4e3",
"difficulty": 21724134900047.27,
"chainwork": "00000000000000000000000000000000000000001a136cf0de3a02b63e63658d",
"nTx": 1804,
"previousblockhash": "00000000000000000001d9eb054f5b01adfc73eba97841132c015d8b7b36333f"
}
$ bitcoin-cli getrawtransaction ddf7629c3870d7332c6d9680c551bd462150d3174ff82694b97fb998f31767d7
020000000001010000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000...
$ bitcoin-cli decoderawtransaction 02000000000101...
{
"txid": "ddf7629c3870d7332c6d9680c551bd462150d3174ff82694b97fb998f31767d7",
"hash": "d9fe834d47432f87242a13a4a5111e1ce2e9bf10bd248d512c822708a7f104c9",
"version": 2,
"size": 291,
"vsize": 264,
"weight": 1056,
"locktime": 0,
"vin": [
{
"coinbase": "03f2430a04fd743d60626a30322f48756f42692ffabe6d6df2bd997e82670a9759baf4a7c8e127abf0a4b6ad7baafd6653e8699ebbf15266010000008df9e483020061ce325a010000000000",
"txinwitness": [
"0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000"
],
"sequence": 4294967295
}
],
"vout": [
{
"value": 7.49384804,
"n": 0,
"scriptPubKey": {
"asm": "OP_DUP OP_HASH160 52f43a457374d1a0a3e58d23ec7b5576c4eb649c OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG",
"hex": "76a91452f43a457374d1a0a3e58d23ec7b5576c4eb649c88ac",
"reqSigs": 1,
"type": "pubkeyhash",
"addresses": [
"18Zcyxqna6h7Z7bRjhKvGpr8HSfieQWXqj"
]
}
},
{
"value": 0.00000000,
"n": 1,
"scriptPubKey": {
"asm": "OP_RETURN aa21a9edef9d63ad3b4bd4072c44491b50274cc20c7d83b8cdc310a7dce694f817ee794d",
"hex": "6a24aa21a9edef9d63ad3b4bd4072c44491b50274cc20c7d83b8cdc310a7dce694f817ee794d",
"type": "nulldata"
}
},
{
"value": 0.00000000,
"n": 2,
"scriptPubKey": {
"asm": "OP_RETURN b9e11b6d044ae531621763ccc43ce9d3335131b2b3d1e447768d7da955eea39ec6a63be5",
"hex": "6a24b9e11b6d044ae531621763ccc43ce9d3335131b2b3d1e447768d7da955eea39ec6a63be5",
"type": "nulldata"
}
}
]
}Для захисту практичної роботи необхідно продемонструвати склонований репозиторій проєкту, запущену Біткоїн-ноду та виконання команд для перегляду поточного ланцюга блоків. Окрім того, необхідно знайти відповіді на запитання для самостійного дослідження, наведені вище, та бути готовими до запитань по матеріалах лекцій 1-3.