Post

이더리움 플랫폼

Posted Updated
By Jisoo Oh
18 min read
이더리움 플랫폼

이더리움 지갑으로 이더리움 플랫폼에 접속하기

  • 미스트 : 이더리움 디앱을 위한 브라우저
  • 이더리움 지갑 : 특정 버전의 미스트를 기반으로 하는 지갑 디앱

이더리움 지갑의 주 목적? 이더를 보관하거나 보내고 받기 위함.

이더리움 지갑 시작하기

먼저, github.com/ethereum/mist/releases/tag/v0.11.1 에 접속하여 이더리움 지갑을 다운받는다.

세팅은 다음과 같이 설정한다.

개발 > 네트워크 개발 > sync mode (동기화 모드)
img
Ropsten - Test network 로 설정		 img
Fast 또는 Full 로 설정

동기화 모드의 차이는 다음과 같다.

동기화 모드특징예상 소요시간
Light (default)피어 전체 노드의 상태 트리만 가져와서 동기화함.상대적으로 적게 소요
Fast전체 블록체인을 다운로드하지만 동기화를 시작하기 전
혹은 새 블록이 생성되기 전 64개 블록만 검증
(디스크 1GB정도 필요)		2-4시간
Full전체 블록체인을 다운로드하고 모든 블록을 로컬에서 검증
(디스크 100GB 정도 필요)		하루-이틀

이더를 전송하거나 스마트 컨트랙트를 배포하는 등의 쓰기 작업을 수행하려는 경우 블록 전체를 동기화해야 한다. 따라서 Fast 또는 Full 동기화를 선택하자.

안타깝게도ㅎㅎ😅 저는 여기서 무한로딩으로 실습이 진행되지 않아.. 개념만 정리하였다……..

디앱의 핵심 기능 : 스마트 컨트랙트

계정

계정에는 두가지 유형이 존재함.

외부 소유 계정 (EOA) 또는 외부 계정

Externally Owned Account / External Account

  • 비공식적으로 사용자 계정이라고도 부름
  • 공개키를 사용해 공개적으로 식별할 수 있으나 개인키를 가지고 있을 때만 작동 가능
  • 이더를 구입하면 외부 계정에 저장됨.
  • EOA에 있는 스마크 컨트랙트에서 트랜잭션이 시작됨.

컨트랙트 계정

Contract Account

  • 스마트 컨트랙트가 실제로 실행되는 계정
  • 계정 주소는 배포할 때 생성되고 이 주소로 블록체인상에 컨트랙트 확인 가능.

계정 비교

속성EOA컨트랙트 계정
이더 잔액이 있는가?예예
트랜잭션 메시지를 실행할 수 있는가?예아니요
메시지를 부를 수 있는가아니요예
프로그램 코드가 있는가아니요예

이더

이더란, 이더리움 블록체인을 기반으로 한 암호화폐.

  • 주 목적: 플랫폼을 통해 거래되는 서비스 및 상품에 금전적 가치를 부여하는 것!

또한 이러한 이더는 거래 수수료를 지불할 때도 사용되는데,
거래 수수료는 하나의 트랜잭션을 실행하기 위해 소비되는 연산 자원을 가스라는 단위로 계산함.

  • 그러나 실제 수수료는 가스를 이더로 변환하여 이더로 정상되는 것!

이더의 수명 주기

  1. 이더 발행
  2. 이더 전송
  3. 이더 보관
  4. 이더 교환

이더 발행

이더는 채굴 프로세스를 통해 생성된다.

  • 채굴자는 새로운 블록체인 블록에 트랜잭션을 모으고 추가하기 위해 경쟁함.
  • 채굴에 성공하면 채굴자는 일정량의 이더로 보상을 받게 됨.

이더 전송

이더가 발행되면 채굴자의 외부 계정에 할당된다.

채굴자는 이더리움 지갑이나 프로그래밍을 통해 이더를 다른 외부 게정이나 스마트 컨트랙트로 전송할 수 있다.

이더 보관

채굴, 스마트 컨트랙트 거래, 이더 구입을 통해 이더를 얻으면 하나의 계정에 입금된다.

다양한 데스크톱, 모바일, 온라인 등등의 지갑에 보관한다.

이더 교환

이더는 가치가 있기 때문에 보통 무료로 전송되지 않는다. 보통 개인이나 암호화폐 거래소를 통해 거래한다.

가스

가스란 이더리움 플랫폼에 부과되는 트랜잭션 수수료를 측정하는 단위이다.

트랜잭션 하나를 완료하는 데 사용되는 가스의 양은 트랜잭션을 실행하는 동안 EVM이 소비하는 연산 자원의 양에 따라 상이하다.

  • 가스를 통해 거래 수수료를 부과하면 DoS 공격(무한루프와 같이 대량의 트랜잭션을 실행시키는 것.)을 막을 수 있다.
1

트랜잭션 수수료(이더) = 사용된 가스량 * 가스 단위당 가격(이더)

트랜잭션이 실행되는 동안 EVM은 가스를 소비하며, 트랜잭션이 성공적으로 완료되거나 완료되기 전에 가스를 모두 소모한 경우 트랜잭션이 종료된다.

콜과 트랜잭션

계정은 두 가지 유형의 메세지 콜, 트랜잭션을 통해 서로 상호작용한다.

콜

블록체인에 저장되지 않고 다음곽 같은 특성을 가진 메세지를 통해 콜을 보낸다.

  • 블록체인의 상태를 변경하지 않는 읽기 전용 작업만 수행한다.
  • 가스를 소비하지 않는다.
  • 동기적으로 처리된다.
  • 반환값을 즉시 돌려준다.
  • 이더를 다른 컨트랙트 계정으로 옮길 수 없다.

보통 컨트랙트 멤버 변수를 직접 호출하거나 컨트랙트 상태를 변경하지 않는 상수 함수를 호출함.

트랜잭션

채굴 과정에서 직렬화되고 블록체인에 저장되는 메세지를 통해 전송됨.

트랜잭션의 필드 
Sender Address송신자 주소
Recipient Address수신자 주소
Value전송할 이더 수량 (Wei 단위).
메세지가 이더 전송에 사용되는 경우
Data입력값. 메세지가 함수 호출에 사용되는 경우
StartGa메시지를 실행하기 위해 소모되는 최대 가스양.
이를 초과하는 경우 EVM은 예외를 발생시키고 상태를 롤백함.
Digital signature거래 송신자 신원 증명
GasPrice트랜잭션을 실행하기 위해 필요한 가스 비용 (이더 단위)
  • 쓰기 작업을 할 수 있다.
  • 가스를 소모하고 이더로 비용을 지불해야 한다.
  • 비동기적으로 처리된다.
    채굴 과정에서 실행되며 새로운 블록에 포함된 네트워크에 전파된다.
  • 트랜잭션 ID를 반환하고 다른 값은 반환하지 않는다.
  • 이더를 컨트랙트 계정으로 전송할 수 있다.

EVM

EVM (이더리움 가상 머신)은 스택 기반의 추상 컴퓨터 머신이다.

컴퓨터가 이더리움 앱을 실행할 수 있도록 하여 두 개의 메모리 영역으로 구성된다.

  • 휘발성 메모리 또는 메모리
    • 메모리는 단어-주소 바이트 배열.
    • 메세지를 호출할 때맘다 컨트랙트에 할당됨.
    • 읽기 작업은 256비트 단어에 접근하며, 쓰기 작업은 8비트 또는 256비트 크기로 수행함.
  • 스토리지
    • 키와 값의 크기가 모두 256비트인 키-값 저장소.
    • 각 계정에 할당되며 블록체인에 저장됨.
    • 컨트랙트 계정은 자기 자신의 스토리지만 접근 가능함.

Geth

콘솔 시작하기

버전 정보 표시

1

> web3.version

콘솔에서 자바스크립트 문법 사용이 가능하다.

1
2
3
4
5
6

> var apiVersion = web3.version.api
> var nodeVersion = web3.version.node
> console.log(apiVersion)
0.20.1
> console.log(nodeVersion)
Geth/v1.10.17-stable-25c9b49f/darwin-amd64/go1.18

연결 상태 확인

web3.net 객체에서 클라리언트 연결 정보를 확인할 수 있다.

1
2
3
4
5
6
7
8
9

> net
{
  listening: true,
  peerCount: 0,
  version: "1",
  getListening: function(callback),
  getPeerCount: function(callback),
  getVersion: function(callback)
}

노드에 대한 자세한 정보는 web3.admin 객체를 사용하여 호출한다.

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

> admin.nodeInfo
{
  enode: "enode://b6135ca5222bc4...",
  enr: "enr:-Jy4QNx1AnlsHclrTFp6chIh1...",
  id: "828...",
  ip: "192....",
  listenAddr: "[::]:30303",
  name: "Geth/v1.10.17-stable-25c9b49f/darwin-amd64/go1.18",
  ...
}

피어 속성은 연결된 피어에 대해 자세한 정보를 제공한다.

1

> admin.peers

블록체인에 접속하기

web.eth 객체는 클라이언트와 블록체인의 실시간 정보를 가져온다.

eth.blockNumber 속성을 통해 가장 최신 블록 번호를 확인할 수 있다.

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

> eth.blockNumber
25
> eth.getBlock(25)
{
  difficulty: 478278,
  extraData: "0xd783010a1184676...",
  gasLimit: 4816062,
  gasUsed: 0,
  hash: "0x8269d29eb5d649f5...",
  logsBloom: "0x0000000...",
  miner: "0x93c5a1a2fe437c36993bdeec39e677d38d3bdc51",
  mixHash: "0xbab1c2d2924s...",
  nonce: "0x15150000eed0a1bb",
  number: 25,
  ...
}

다음과 같이 최신 블록에 저장된 가장 첫번째 트랜잭션 역시도 가져올 수 있다.

1

> eth.getTransactionFromBlock(25, 0)

심플코인 컨트랙트 다시 보기

이전에 작성한 SimpleCoin 컨트랙트

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

// SPDX-License-Identifier: UNLICENSED

pragma solidity 0.8.19;

contract SimpleCoin {
    mapping (address => uint256) public coinBalance;

    constructor() public {
        coinBalance[] = 10000;
    }

    function transfer(address _to, uint _amount) public {
        coinBalance[msg.sender] -= _amount;
        coinBalance[_to] += amount;
    }
}

SimpleCoin 컨트랙트 개선하기

생성자에 매개변수 추가

생성자와 전송 함수 둘 다 개선해보자!

먼저, 생성자에 매개 변수를 추가하자.

1
2
3

constructor(uint256 _initialSupply) public {
    coinBalance[msg.sender] = _initialSupply;
}

msg.sender는 메시지 발신자(함수 호출자)의 주솟값을 가지고 있는 특수 속성!

즉 메세지 발진자가 컨트랙트의 소유자이다.

전송 함수를 견고하게 만들기

1
2
3
4
5
6

function transfer(address _to, uint _amount) public {
    require(coinBalance[msg.sender] >= _amount); // 잔액 확인
    require(coinBalance[_to] + _amount >= coinBalance[_to]); // 산술 오버플로우 확인
    coinBalance[msg.sender] -= _amount;
    coinBalance[_to] += _amount;
}

require 특별 함수는 조건이 충족되지 않으면 예외를 발생시킨다. throw로 직접 발생시킬 수는 있으나, 현재엔 잘 사용되지 않는 예전 문법임!

이벤트 발생시키기

컨트랙트는 어떤 함수로도 발생시킬 수 있는 이벤트를 선언할 수 있다.

컨트랙트 상태를 모니터링하는 클라이언트가 이벤트를 처리한다.

1

event Transfer(address indexed from, address indexed to, uint256 value);

예를 들어 SimpleCoin이 전송된 뒤, 발생하는 이벤트를 위와 같이 선언할 수 있다.

1
2
3
4

function transfer(address _to, uint _amount) public {
    ...
    emit Transfer(msg.sender, _to, _amount);
}

그리고 전송 함수 마지막에 다음과 같이 이벤트를 호출한다.

개선된 코드 사용하기

최종 코드는 다음과 같다.

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

// SPDX-License-Identifier: UNLICENSED

pragma solidity 0.8.19;

contract SimpleCoin {
    mapping (address => uint256) public coinBalance;
    event Transfer(address indexed from, address indexed to, uint256 value);

    constructor(uint256 _initialSupply) public {
        coinBalance[msg.sender] = _initialSupply;
    }

    function transfer(address _to, uint _amount) public {
        require(coinBalance[msg.sender] >= _amount); // 잔액 확인
        require(coinBalance[_to] + _amount >= coinBalance[_to]); // 산술 오버플로우 확인
        coinBalance[msg.sender] -= _amount;
        coinBalance[_to] += _amount;
        emit Transfer(msg.sender, _to, _amount);
    }
}

수정된 생성자 테스트

먼저 ACCOUNT에서 특정 계정을 하나 선택해준 뒤, Deploy를 실행한다.

img Deploy 생성자 변수 전달

이제 배포 작업을 할 때 다음과 같이 생성자의 입력 변수 _initialSupply를 입력받는다.


선택해준 계정의 coinBalance를 확인해보자. 잔액이 10000임을 정상 확인할 수 있다.

img 잔액: 10000

수정된 전송자 테스트

토큰이 없는 계정에서 먼저 SimpleCoin 토큰을 이체해보자.

다른 계정을 선택하고, transfer 150을 실행시켜보면? 잔액이 부족하기에 require함수의 조건에 통과하지 못해 다음과 같은 오류가 발생한다.

img 실패

그리고 다시 원래 coinBalance가 10000인 계정을 선택해서 150 토큰을 전송하고자 시도한다면? 다음과 같이 성공적인 실행을 확인할 수 있다.

img 성공

이더리움 네트워크에서 코인 전송은 어떻게 실행되는가?

img SimpleCoin 전송 트랜잭션의 수명주기

SimpleCoin 지갑은 이더리움 네트워크의 로컬 노드에서 SimpleCoin 스마트 컨트랙트의 transfer() 함수를 호출하여 전송 트랜잭션을 생성한다.

채굴 노드가 새로운 블록을 블록체인에 포함할 때까지 네트워크 전체에서 검증되고 전파된다. 새로운 블록이 네트워크 전체에 전파되면 마지막으로 로컬 노드로 돌아간다.

「Building Ethereum Dapps 이더리움 디앱 개발」 (로베르토 인판테 저, 정종화 역)을 읽고 작성한 글입니다.

Security, Building Ethereum Dapps
security blockchain ethereum dapp
This post is licensed under CC BY 4.0 by the author.