Develop with pleasure!

福岡でCloudとかBlockchainとか。

LitecoinでMimblewimbleが利用可能なMWEBチェーンにペグインしてみる

Litecoin Mimblewimble

LitecoinはExtension Blockという手法を使ってMimblewimbleを導入し（MWEB）、mainnetで2022年5月22日にアクティベートされた。今回はそんなMimblewimbleを試してみる（mainnetじゃなくtestnetだけど）。

トランザクション構造が全く異なるMimblewimbleをソフトフォークでLitecoinに追加した仕組み（MWEB）およびMimblewimbleについては、↓GBECの動画や過去記事を参照：

Litecoin Core

LitecoinにMWEBのコンセンサスを実装したLitecoin Core v0.21.2をインストールする↓

github.com

今回は、testnetで起動しチェーンの同期が終わると、MWEBがアクティベートされてることを確認する↓

$ ./litecoin-cli getblockchaininfo
...
    "mweb": {
      "type": "bip8",
      "bip8": {
        "status": "active",
        "start_height": 2209536,
        "timeout_height": 2419200,
        "since": 2215584
      },
      "height": 2215584,
      "active": true
    }
...

コインの入手

Testnetのコインを入手する。最初にウォレットを作成して、アドレスを生成する。

$ ./litecoin-cli createwallet "default"
{
  "name": "default",
  "warning": ""
}
$ ./litecoin-cli getnewaddress
tltc1qzy3fzen7gvhazyqypwtfr2f0crj97wf5njv2hp

生成したアドレスで、LitecoinのtestnetのFaucetからコインを入手する。

MWEB

P2P関連の変更

Litecoin CoreのP2P関連のコードについては以下の変更が行われている模様：

  • ピアとのハンドシェイク時に、NODE_MWEB service flagを使って、MWEBをサポートしていることを通知
  • 新たにCompact Blockのバージョン3を定義し、cmpctblockメッセージでMWEBのブロックを含むブロックの伝播をサポート
  • inventoryのタイプに、MSG_MWEB_BLOCKとMSG_MWEB_TXが追加され、MWEBのブロックやトランザクションの通知、伝播をサポート

Litecoin→MWEBへのペグイン

MWのトランザクションは、Litecoinの通常のブロックではなく、Extension Block側で処理される。まずは、通常のチェーンからMWEBのExtension Blockのチェーンにコインを移動（ペグイン）してみよう。

ステルスアドレス

ペグインするにあたって、MWEB用のアドレスを生成する。getnewaddress RPCに対してaddress_typeでmwebを指定する↓

$ ./litecoin-cli getnewaddress "" "mweb" 
tmweb1qq0h2drunehmgm55str9gp26xplhdwyekklc0g4l8kcqst0vxwv3z6qsx9up7zjmr0rurfpy95fmsx9k2pxs7at4u25nhsuz6dyqcu5030uh9vz0u

bech32エンコードされたアドレスが生成されているのが分かる。hrpは通常チェーンのP2WPKHやTaprootのアドレスとは違ってMWEBチェーン用にtmwebになってる。これはステルスアドレスで、witness programをデコードすると↓のデータになってるいる。

03eea68f93cdf68dd29058ca80ab460feed71336b7f0f457e7b60105bd8673222d02062f03e14b6378f8348485a2770316ca09a1eeaebc552778705a69018e51f17f

これは、以下の2つの公開鍵を連結したデータであることが分かる。

  • 03eea68f93cdf68dd29058ca80ab460feed71336b7f0f457e7b60105bd8673222d
  • 02062f03e14b6378f8348485a2770316ca09a1eeaebc552778705a69018e51f17f

Litecoinではデュアル・キー・ステルスアドレスでステルスアドレスを生成しているため、1つはスキャン用の公開鍵で、もう1つはこのコインを使用する際に使用する公開鍵になる。

ちなみに↑のステルスアドレスアドレスに対してdumpprivkeyを実行すると、後者の使用鍵の秘密鍵が取得できる。

MWEBへのペグインやMWEBでのコインの支払いには、基本的にこのステルスアドレスを使用することになる。

ペグイン・トランザクション

生成したアドレスに対して、Faucetで入手したコインを送ってみる↓

$ ./litecoin-cli sendtoaddress tmweb1qq0h2drunehmgm55str9gp26xplhdwyekklc0g4l8kcqst0vxwv3z6qsx9up7zjmr0rurfpy95fmsx9k2pxs7at4u25nhsuz6dyqcu5030uh9vz0u 0.0005
e091a837886c078e530bc7f50d5559ddb677d5e99bb94ef41021d99af7e4b9cb

このTxが標準チェーン→MWEBチェーンへコインを移動するペグイン・トランザクションで、そのアウトプットが↓

$ ./litecoin-cli  getrawtransaction e091a837886c078e530bc7f50d5559ddb677d5e99bb94ef41021d99af7e4b9cb 1
...
  "vout": [
    {
      "ismweb": false,
      "value": 0.00067400,
      "n": 0,
      "scriptPubKey": {
        "asm": "9 2ac1d7fcb62c17072e8ba34a3711eff346b3b7f4f937cacacafddde7301b701a",
        "hex": "59202ac1d7fcb62c17072e8ba34a3711eff346b3b7f4f937cacacafddde7301b701a",
        "type": "witness_mweb_pegin"
      }
    }
  ]
…

ここでscriptPubKeyに注目してみよう。通常、sendtoaddressでコインを送付すると、アウトプットのscriptPubkeyはsendtoaddressで指定したアドレスになるはずだが、ここでは全く違うsegwitアウトプットになっていることが分かる。このwitness programはMWEBブロックのペグイン・カーネルのカーネルコミットメントの値を表しており、MWEB側のチェーンにLTCを移動する役割になる。

このペグイン・トランザクションのUTXO自体は、マイニングされたブロック内のHogExトランザクション↓ですぐに使用される。

ホグワーツ・エクスプレス

Extension Blockの仕様で、標準チェーン→EBへのペグイン、EB→標準チェーンへのペグアウトを処理するために作成されるのがインテグレーション・トランザクションで、標準ブロック内のトランザクションリストの最後に配置される。

LIIP-0003では、このインテグレーション・トランザクションを、Hogwarts Express（HogEx）トランザクションと命名している。

↑のペグイントランザクションを含むブロックのHogExトランザクションは↓のような構成になっている。

$ ./litecoin-cli  getrawtransaction b941effb6e58795a1bcb0f27f5c3f75ee2325a247890d9897e594c9612c95ce1 1
{
  "txid": "b941effb6e58795a1bcb0f27f5c3f75ee2325a247890d9897e594c9612c95ce1",
  "hash": "b941effb6e58795a1bcb0f27f5c3f75ee2325a247890d9897e594c9612c95ce1",
  "version": 2,
  "size": 138,
  "vsize": 135,
  "weight": 540,
  "locktime": 0,
  "vin": [
    {
      "ismweb": false,
      "txid": "fdd51df3e001a542f9f2ef03612041b0192e42265972428437f0f5de23af93df",
      "vout": 0,
      "scriptSig": {
        "asm": "",
        "hex": ""
      },
      "sequence": 4294967295
    },
    {
      "ismweb": false,
      "txid": "e091a837886c078e530bc7f50d5559ddb677d5e99bb94ef41021d99af7e4b9cb",
      "vout": 0,
      "scriptSig": {
        "asm": "",
        "hex": ""
      },
      "sequence": 4294967295
    }
  ],
  "vout": [
    {
      "ismweb": false,
      "value": 556411.83427695,
      "n": 0,
      "scriptPubKey": {
        "asm": "8 bffeac085bb3249c38558008b99c825dc091058ed7aeb42d3143311621afb834",
        "hex": "5820bffeac085bb3249c38558008b99c825dc091058ed7aeb42d3143311621afb834",
        "type": "witness_mweb_hogaddr"
      }
    }
  ],
  "hex": "02000000000802df93af23def5f0378442725926422e19b041206103eff2f942a501e0f31dd5fd0000000000ffffffffcbb9e4f79ad92110f44eb99be9d577b6dd59550df5c70b538e076c8837a891e00000000000ffffffff016f1cf9f89a320000225820bffeac085bb3249c38558008b99c825dc091058ed7aeb42d3143311621afb8340000000000",
  "blockhash": "a91e4217f411821e3e98a9e235dc76e1672fea4ddfd119426f5ed8742c4d41f9",
  "confirmations": 4680,
  "time": 1653051210,
  "blocktime": 1653051210
}

ここで、インテグレーション・トランザクションのインプット数は、ブロック内のペグイン・トランザクションの数 + 1で、アウトプットの数はブロック内のペグアウト・トランザクションの数 + 1であるため、このブロックには、自分がペグインしたトランザクションしかないことが分かる。

最初のインプットは前のブロックのExtAddr UTXO*1。2つめのアウトプットを見ると、↑で作成したペグイン・トランザクションのUTXOであることが分かる。

このブロックにはペグアウト・トランザクションは無いので、アウトプットはこのブロック時点でEBにあるコインの総量を表すExtAddrアウトプットのみ。このscriptPubykeyは、

OP_8 bffeac085bb3249c38558008b99c825dc091058ed7aeb42d3143311621afb834

と、witness versionがOP_8で、witness programはこのトランザクションが含まれるブロックに対応するMWEB側のブロックのハッシュ値と一致する。ちなみにこのアウトプットはLIP-0002ではExtension Addressとして定義されているもので、MWEBではホグワーツアドレス（HogAddr）と命名している。

この１つの前のブロックのインテグレーション・トランザクションのExtAddr UTXOが保持するコインの量が556411.83364195なので、0.000635がEBチェーンに移動している。なお、MWEB側のマイニングの手数料は全て、このHogExトランザクションで徴収されるようになっている。

Extension Block

getbock RPCを使うと標準チェーンのブロックの情報に加えて、MWEBのブロック情報も確認できるようになっている。その際、verbosityを2で指定すると、MWEBブロックのインプットやアウトプットの詳細も確認できる。

↑のペグイン・トランザクションが含まれるMWEBブロックは↓

$ ./litecoin-cli  getblock a91e4217f411821e3e98a9e235dc76e1672fea4ddfd119426f5ed8742c4d41f9 2
{
...
"mweb": {
    "hash": "bffeac085bb3249c38558008b99c825dc091058ed7aeb42d3143311621afb834",
    "height": 2344901,
    "kernel_offset": "f53d32b816b823d579b6cfde70e0db41da88f313fe5d328577cc81287d2bcbe1",
    "stealth_offset": "7b9f50585e9ed0af0a09815bd1db86ff99e3f4f5b7e20bfa1fd53065ed213c6f",
    "num_kernels": 1,
    "num_txos": 3498,
    "kernel_root": "7ea915a3bbd5baf771e21a58ec674f423d3fcc115a0cbd14d46a3001ae92c364",
    "output_root": "7d78fedf65359ba2c83a4374bf10593b1eeb715a127a3b775bf2f226e4643e02",
    "leaf_root": "c8b998f21bb2009320916422a7784cb1d139da25ee981bff653c06c4e8d8d53f",
    "inputs": [
    ],
    "outputs": [
      {
        "output_id": "147785fb93659118be70445d947496dbedd7983086446f73d5f803eec2ff7691",
        "commit": "09db9a47459753159ec66cc85fb35baf6fb2d16fb3062c860fb7cfc559fcbe2f0b",
        "sender_pubkey": "03414cf1b5c709f228dbae62706400baf82fffca94676e2975c3be2f3700e3efc3",
        "receiver_pubkey": "0230a1f2999419e1e745fdde8f67cda99064a9f17732f0768997e982511d836b6f",
        "range_proof": "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",
        "message": "01035efb14bd692a54b188abb3e1db529b7d7e4037b4367488b02e70efec67b810cf10892bd871463f2a12ea7157450f50ddc1edce1195afa2795e"
      },
      {
        "output_id": "a5cd2f891fb43046db53245881ca7c5e5b8bd2f6d36c44bfd6a107480d9c145a",
        "commit": "099f5fded238f7122ad54048bec596a8ea3fe7d4d90834ca50d2cb2cbb6eb17a3b",
        "sender_pubkey": "037f92823e0a59c99d91b26eae4d5c6eb6629e2d0993b9db9ff41e93319e5a82f8",
        "receiver_pubkey": "03356ee34bb852bb5d871dc00df708f6c5ade5dca081fc734a0368325de39fb241",
        "range_proof": "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",
        "message": "0103e5661d3743eb97e26eabecf67f020aaf4c6d6e27775be2d694bc702d266f47ca399fb31d3347d549537d3ce3aa7bdc1c837fea0b3bee61b93a"
      }
    ],
    "kernels": [
      {
        "kernel_id": "2ac1d7fcb62c17072e8ba34a3711eff346b3b7f4f937cacacafddde7301b701a",
        "features": 19,
        "commit": "0976f36bfc5f1a0f354fd9a3f829220a09f38c3118625b97829833fd242d00f756",
        "fee": 3900,
        "lock_height": 0,
        "excess": "0976f36bfc5f1a0f354fd9a3f829220a09f38c3118625b97829833fd242d00f756",
        "signature": "1033b9f23eb987efe0a4246e88864652f2ff2c8fd0a70ec81df6c904f48e1ceca7899103f22ba183c393fec13a262c6e1c881507402351d1c1050b70423ef923"
      }
    ]
  }
...

ここで、カーネルのデータに注目する。kernel_id: 2ac1d7fcb62c17072e8ba34a3711eff346b3b7f4f937cacacafddde7301b701aは、↑のペグイン・トランザクションのwitness programと一致しているのが分かる。標準チェーンからMWEBチェーンへの移動でマイナーがコインを不正な宛先に送れらないよう、MWEBのブロックのカーネルには、対応する標準チェーンのペグイン・トランザクションのコミットメント値が含まれるようになっている。

ここまでの一連のデータが、LIP-0003の↓の図のペグイン（緑色）の部分のデータになる。

https://github.com/litecoin-project/lips/raw/master/lip-0003/MW-EB.png

ペグイン後のUTXO

ちなみに、↑ペグインの際にsendtoaddressで0.0005送ったところ、↑のペグイン・トランザクションのアウトプットの値は、0.00067400になっており、listunspentすると2つUTXOが返ってくる↓

$ ./litecoin-cli listunspent
[
  {
    "txid": "e091a837886c078e530bc7f50d5559ddb677d5e99bb94ef41021d99af7e4b9cb",
    "amount": 0.00050000,
    "confirmations": 44,
    "spendable": true,
    "address": "tmweb1qq0h2drunehmgm55str9gp26xplhdwyekklc0g4l8kcqst0vxwv3z6qsx9up7zjmr0rurfpy95fmsx9k2pxs7at4u25nhsuz6dyqcu5030uh9vz0u",
    "label": ""
  },
  {
    "txid": "e091a837886c078e530bc7f50d5559ddb677d5e99bb94ef41021d99af7e4b9cb",
    "amount": 0.00013500,
    "confirmations": 44,
    "spendable": true,
    "address": "tmweb1qqwwlz6l4rdrxfpc0gvch6jtyyyav2tda8mgx6utjgy5zsfvxdcdegqmr0erv0drpnywetc5ekggnupd7thj6ue2z35tz90fu3g286fv3zcgn8zew"
  }
]

ただ通常のUTXOとは少し変わっていて、アウトプットのインデックスはなく、両方とも同じ↑のペグイン・トランザクションを参照してる。1つは、送金額と同じ0.0005で、もう1つは、0.000135。↑のペグイン・トランザクションがマイニングされたブロックのペグイン・カーネルの手数料が0.000039になってるので、これらを全て合算すると、ペグイン・トランザクションのアウトプットの額と一致する。

不思議なのは、ペグインしたMWEB側のUTXOが送金額を指定した0.0005だけでなく複数になっている点。単純に１つだけだと、そのコインの量が分かってしまうので、ブラインドするために最低２つのUTXOが作られてるのか？この辺りの挙動含めて、まだあまりドキュメントに書いてないのでよくわからな部分も多い。

長くなったので、MWEBでの送金やペグアウトについては、また別の記事で。

*1:EB側のチェーンに移動したコインを標準チェーン側でロックしておくためのUTXO