2019-08-22

ブロックチェーンフォーク

ブロックのマイニングを完了して各ノードに伝える場合に複数のブロックが同時に認証され
同様の親ブロックを参照しているフォーク状態が発生することがある。

その場合は各ノードは一旦先に到着した方をメインとし後から到着した方をセカンダリチェーンとして記録する。

その後のブロックを積み重ねた結果、高さの大きくなった方を今後のメインとして使用していく。
これにより各ノードのズレに関しては修正されていく。

例
ブロックXを親とするブロックAとブロックBが到着

ブロックAが先に来たためブロックAを一旦メインとし、ブロックB側をセカンダリチェーンとして所持

X－A(メイン)
L  B(セカンダリ)

次に来たCブロックがブロックAを親ブロックとして参照していた場合そのままA側チェーンをメインとして扱う

X－A－C(メイン)
L  B(セカンダリ)

CブロックがブロックBを親ブロックとして参照していた場合B側チェーンの方がチェーンとしての長さが長くなるため、B側をメインに変更し以降はB側チェーンをメインとして扱う

X－A(セカンダリ)
L  B－C(メイン)

2019-08-21

マークルツリー構築サンプル表示のコードで詰まった話

ブロックチェーン

ビットコインとブロックチェーン

作者: アンドレアス・Ｍ・アントノプロス
出版社/メーカー: ＮＴＴ出版
発売日: 2017/06/01
メディア: Kindle版
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こちらのサンプルコードで再び詰まったので解決のお話。

サンプルコードをそのまま打ち込んでmakeしたら以下のエラーが出ました。

merkle.cpp:27:22: error: no member named 'make_serializer' in namespace 'libbitcoin'
                        auto concat = bc::make_serializer(concat_data.begin());
                                      ~~~~^
merkle.cpp:42:28: error: no member named 'encode_hex' in namespace 'libbitcoin'; did you mean 'encode_hash'?
                        std::cout << " " << bc::encode_hex(hash) << std::endl;
                                            ~~~~^~~~~~~~~~
                                                encode_hash
/usr/local/Cellar/libbitcoin/3.5.0_4/include/bitcoin/bitcoin/formats/base_16.hpp:65:20: note: 'encode_hash' declared here
BC_API std::string encode_hash(hash_digest hash);
                   ^
merkle.cpp:60:33: error: no member named 'encode_hex' in namespace 'libbitcoin'; did you mean 'encode_hash'?
        std::cout << "Result: " << bc::encode_hex(merkle_root) << std::endl;
                                   ~~~~^~~~~~~~~~
                                       encode_hash
/usr/local/Cellar/libbitcoin/3.5.0_4/include/bitcoin/bitcoin/formats/base_16.hpp:65:20: note: 'encode_hash' declared here
BC_API std::string encode_hash(hash_digest hash);

どれも定義がないよと仰ってるご様子。

encode_hexは前のサンプルでも詰まっていた箇所なのでサクッと直しましょう。
villagerh.hatenablog.com

std::cout << " " << bc::encode_hex(hash) << std::endl;
以下に変更
std::cout << " " << bc::encode_base16(hash) << std::endl;

std::cout << "Result: " << bc::encode_hex(merkle_root) << std::endl;
以下に変更
std::cout << "Result: " << bc::encode_base16(merkle_root) << std::endl;

さて問題はmake_serializerです。
単純にエラー文でぐぐってもどう変化したのかが見当たらなかったので解決法を見つけるのに苦労しました…

参考コードを見つけたので以下の形に置き換えたら通りました！

auto concat = bc::make_serializer(concat_data.begin());
変更後
auto concat = bc::serializer<decltype(concat_data.begin())>(concat_data.begin());

serializerがクラス形式に変更になったようです。
さてこのままmakeを行ってもまだエラーが出ました。

merkle.cpp:30:18: error: no member named 'iterator' in 'libbitcoin::serializer<std::__1::__wrap_iter<unsigned char *> >'
                        assert(concat.iterator() == concat_data.end());

concatの持ち方が変わったことでiteratorがなくなったようです。

解決方法はと言うと…

どう変わったのか調べる時間がなかったのでassertなのでコメントアウトして誤魔化しました＾＾；；

該当箇所のassertをとりあえずコメントアウトするとついにmakeが通ります。やったー！

動かしてみます。

Current merkle hash list:
 0670d2c428dc9c49b87071394d42658b5d638817f80adb80438e41a049006532
 c44075eebca1af653e1b4e4a26c34ab8d55bcda18c39998bdcc80569b91d8630

あれー？表示されたハッシュ値が本の結果と全く違う？？？

今回はencodeをbase16でなくhashで行うのが正解のようです。

std::cout << " " << bc::encode_base16(hash) << std::endl;
以下に変更
std::cout << " " << bc::encode_hash(hash) << std::endl;

std::cout << "Result: " << bc::encode_base16(merkle_root) << std::endl;
以下に変更
std::cout << "Result: " << bc::encode_hash(merkle_root) << std::endl;

実行結果
Current merkle hash list:
 32650049a0418e4380db0af81788635d8b65424d397170b8499cdc28c4d27006
 30861db96905c8dc8b99398ca1cd5bd5b84ac3264a4e1b3e65afa1bcee7540c4

無事に望んでいた結果が表示されました！

というか…

merkle.cpp:42:28: error: no member named 'encode_hex' in namespace 'libbitcoin'; did you mean 'encode_hash'?
                        std::cout << " " << bc::encode_hex(hash) << std::endl;

encode_hexのエラー時にencode_hashじゃないの？ってエラーで教えてくれてるのに全く無視してました；；；；

2019-08-20

ブロックチェーン

複数のトランザクションをまとめたものをブロックと呼び、
そのブロックとブロックを繋ぎ合わせることでチェーン（鎖）となる。

ブロックの情報には前のブロックのハッシュ値を含んだ上でハッシュ化される。

ブロックに含まれる親（前のブロック）情報は必ず1つ。

ただし自分を参照する子ブロック（後のブロック）はマイニングのタイミングによっては一時的に複数個できる場合がある。
その場合も最終的にはフォークが解消される。

ブロックのハッシュ値には親のハッシュ値が含まれているため
1つずつ前のブロックをたどっていくことで最終的にすべてのブロックを参照することが可能。

仮にどこかのブロックが書き換えにあった場合、そのブロックを参照している子ブロックの参照している親ブロックに矛盾が発生してしまうため子ブロックのハッシュ値も変更させなくてはいけなくなる。
子ブロックのハッシュ値が書き換えると孫ブロックが、孫ブロックを書き換えると曾孫ブロックが…といった形で特定のブロック以降のブロックすべてを書き換える必要が出てきてしまう。
全てのブロックを書き換えるのは膨大な時間がかかり非現実的なためブロックチェーンは安全性が保たれている。