概要

本書は，最初に構築されたブロックチェーンネットワークである「ビットコインネットワーク」の解説書です。利用される技術（暗号，アドレス，トランザクション，ブロック）をご自身で手を動かしながら習得できる構成です。さらに，後半ではマルチシグ（MultiSig）やコールドウォレットなどをいかに有効活用するかなど，セキュリティ対策のあるべき姿をシステムアーキテクチャや運用設計の観点から説明しています。

こんな方におすすめ

• ブロックチェーンの技術や具体的な開発／運用方法，セキュリティ問題／対策に興味のある方
• ビットコインのシステム開発を企画している方

目次

Part1　ブロックチェーンと関連技術
Chapter1　ブロックチェーンの全体像

• 1.1　ブロックチェーン
• 1.2　ビットコインネットワーク
• 1.3　Ethereum
• 1.4　ブロックチェーンネットワークの構成要素
• 1.5　ビットコインネットワークの全体図
• 1.6　BIP（Bitcoin Improvement Proposals）

Chapter2　ビットコインネットワークを利用するための環境準備

• 2.1　Ubuntuのインストール
• 2.2　Bitcoin Explorerのインストール
• 2.3　Bitcoin Coreのインストール
• 2.4　初期セットアップとtestnetへの接続

Chapter3　ビットコインネットワークを理解するための暗号技術

• 3.1　ハッシュ関数
• 3.2　公開鍵暗号
• 3.3　楕円曲線
• 3.4　デジタル署名
• 3.5　ECDSAの署名と検証の詳細

Part2　ビットコインネットワーク
Chapter4　鍵，アドレス，ウォレット

• 4.1　所有権を特定する「鍵」と「錠」
• 4.2　鍵を管理する「ウォレット」
• 4.3　ウォレットの種類
• 4.4　送金先となるアドレス
• 4.5　秘密鍵／公開鍵のフォーマット
• 4.6　非決定性ウォレットと決定性ウォレット
• 4.7　階層的決定性ウォレット（HDウォレット）
• 4.8　拡張鍵
• 4.9　強化導出鍵
• 4.10　ニモニックコード
• 4.11　BIP 0044のHDウォレット

Chapter5　トランザクション

• 5.1　トランザクションのライフサイクル
• 5.2　トランザクションの概要
• 5.3　トランザクションの構造
• 5.4　UTXOと残高
• 5.5　Locking ScriptとUnlocking Script
• 5.6　トランザクションの署名ロジック
• 5.7　トランザクションの識別子（TXID）
• 5.8　トランザクションの置換（Replace by Fee）

Chapter6　ブロックとブロックチェーン

• 6.1　ブロックの構造と識別子
• 6.2　ブロックからトランザクションを検索する（マークルツリー）

Chapter7　マイニングとコンセンサスアルゴリズム

• 7.1　ビザンチン将軍問題と分散型コンセンサス
• 7.2　PoW（Proof-Of-Work）
• 7.3　トランザクションの集積
• 7.4　マイナーの報酬トランザクション（coinbaseトランザクション）
• 7.5　チェーンの分岐（フォーク）
• 7.6　51%攻撃

Chapter8　Segregated Witness

• 8.1　SegWitが導入された背景
• 8.2　トランザクションのデータ構造の変化
• 8.3　ブロックサイズの計算方法の変更
• 8.4　witness version と witness program
• 8.5　P2WPKH（Pay to Witness Pubkey Hash）
• 8.6　P2WSH（Pay to Witness Script Hash）
• 8.7　P2SH-P2WPKH
• 8.8　P2SH-P2WSH
• 8.9　SegWitトランザクションの署名方法
• 8.10　SegWitのアドレス
• 8.11　SegWitのcoinbaseトランザクション

Chapter9　P2P

• 9.1　ノードの発見とP2Pへの参加
• 9.2　メッセージのタイプとデータ
• 9.3　ハンドシェイク
• 9.4　トランザクションの伝搬

Part3　ビットコインネットワークを体験しよう
Chapter10　ウォレット

• 10.1　ウォレットを操作するための準備
• 10.2　ウォレットファイルのダンプとバックアップ
• 10.3　アドレスの生成
• 10.4　HDウォレットの確認
• 10.5　マルチウォレットの利用

Chapter11　P2PKH，P2SH

• 11.1　P2PKH
• 11.2　P2SH

Chapter12　P2WPKH，P2WSH

• 12.1　P2WPKH
• 12.2　P2WSH

Chapter13　P2SH-P2WPKH，P2SH-P2WSH

• 13.1　P2SH-P2WPKH
• 13.2　P2SH-P2WSH

Chapter14　Locktime，Replace by Fee

• 14.1　Locktime
• 14.2　Replace by Feeを試してみよう

Chapter15　ブロック

• 15.1　ブロックを確認しよう
• 15.2　coinbaseトランザクションを確認しよう
• 15.3　ブロックハッシュを計算しよう
• 15.4　マークルルートを計算しよう

Chapter16　オリジナルウォレットで送金しよう

• 16.1　オリジナルウォレットでTXを生成・署名してみよう
• 16.2　P2Pのプロトコルを実装してトランザクションを送信する

Part4　セキュリティ
Chapter17　ホットウォレットのセキュリティ

• 17.1　秘密鍵をホットウォレットとするか検討する
• 17.2　拡張公開鍵の利用時の注意点
• 17.3　一定額を超えたらコールドウォレットで保管する
• 17.4　秘密鍵を公開サーバに保管しない
• 17.5　侵入経路を断つ
• 17.6　セグメントを分ける
• 17.7　許可する通信／起動するサービスを最小限にする
• 17.8　OSのユーザを適切に分ける
• 17.9　ファイルのアクセス権限を最小限にする
• 17.10　内部端末からの攻撃への対策
• 17.11　内部犯行対策も行う
• 17.12　マルチシグで秘密鍵を分散する
• 17.13　バックアップサイトやDRサイトのアクセスコントロール
• 17.14　JSON-RPCにIDとパスワードを設定する
• 17.15　通信の暗号化と注意点
• 17.16　ウォレットの暗号化
• 17.17　不正の検知・遮断
• 17.18　監査ログの取得
• 17.19　リリース前に本番で使うウォレットを生成しない

Chapter18　コールドウォレットのセキュリティ

• 18.1　外部の人間によるウォレットへのアクセス
• 18.2　ハードウェアウォレット接続端末への攻撃
• 18.3　担当者のアクセスコントロール
• 18.4　ニモニックコードの取り扱い
• 18.5　ホットウォレット／コールドウォレットセキュリティの総括

Chapter19　その他のセキュリティ事項

• 19.1　ユーザのプライバシーを守る
• 19.2　リスクとスピードのバランスに鑑みて承認回数を決定する
• 19.3　クライアントアプリの脆弱性と鍵管理
• 19.4　ECDSAパラメータの使い回しによる秘密鍵の漏洩

サポート

正誤表

本書の以下の部分に誤りがありました。ここに訂正するとともに，ご迷惑をおかけしたことを深くお詫び申し上げます。

P.84　図4-9-1の左から2番目の箱内

P.290　図17-2-5の左から2番目の箱内

P.60　リスト4-4-1の下から5～4行目のコメント

P.61　リスト4-4-2の下から6行目のコメント

P.102　図5-3-2の説明文の4行目

P.163　コマンド10-3-3のキャプション

P.182　本文下から2行目

P.182　コマンド11-1-12のキャプション

P.190　コマンド11-1-24のキャプション

ダウンロード

本書のコマンドとリストをダウンロードできます。次のファイルをダウンロードして解凍すると「commnad」と「list」フォルダがあります。

ダウンロード

BitCoin20180720.zip（約60KB）

commnadフォルダには，各Chapterのファイルがあります。listフォルダには，リスト番号別のフォルダがあります。なお，コマンド4-10-1で利用する「en.txt」もlistフォルダにあります。