비트코인 블록에서 블록 해시 계산

이 문서에서는 비트코인 블록의 헤더 정보를 기반으로 블록 해시 값을 계산하는 과정과 파이썬 소스 코드를 제시합니다.

비트코인 블록 정보

예제를 위해 선택한 비트코인 블록 99,997은 2개의 트랜잭션으로 이루어졌고 기본 정보는 아래와 같습니다.

브라우져에서 아래의 URL을 입력하면 JSON 형식의 데이터를 받아 볼 수 있습니다.

• https://blockchain.info/block-height/99997?format=json

{

    "blocks":[{

        "hash":"000000000001f657aad04f95503e76a6ee02641deea87721de00d34ad3a9f8e8",

        "ver":1,

        "prev_block":"000000000002b18ac1956a1388ce19d7be29532c2b79104ec172e38bd990be2f",

        "mrkl_root":"5140e5972f672bf8e81bc189894c55a410723b095716eaeec845490aed785f0e",

        "time":1293623406,

        "bits":453281356,

        "next_block":["0000000000002103637910d267190996687fb095880d432c6531a527c8ec53d1"],

        "fee":0,

        "nonce":459819282,

        "n_tx":2,

        "size":474,

        "block_index":99997,

        "main_chain":true,

        "height":99997,

        "weight":1896,

        "tx":[{

            "hash":"b86f5ef1da8ddbdb29ec269b535810ee61289eeac7bf2b2523b494551f03897c",

    ...

}

블록 해시 계산 과정

아래의 1번과 4번 과정은 비트코인 도구가 해시 값을 빅 엔디안으로 표현하고 있기 때문에 필요한 처리 과정입니다. 해시 문자열에서 연속하는 2개의 문자가 한 바이트에 대한 16진 표현에 해당합니다.

1. ver, prev_block, mrkl_root, time, bits, nonce 값을 리틀 엔디안으로 변환하고 16진 문자열로 표현하기 (바이트 배열로 표현했을 때 역순으로 재배열)

ver: 01000000

prev_block: 2fbe90d98be372c14e10792b2c5329bed719ce88136a95c18ab1020000000000
mrkl_root: 0e5f78ed0a4945c8eeea1657093b7210a4554c8989c11be8f82b672f97e54051

time: 6e201b4d

bits: 4c86041b

nonce: 1249681b

2. ver, prev_block, mrkl_root, time, bits, nonce 문자열 이어 붙이기

010000002fbe90d98be372c14e10792b2c5329bed719ce88136a95c18ab10200000000000e5f78ed0a4945c8eeea1657093b7210a4554c8989c11be8f82b672f97e540516e201b4d4c86041b1249681b

3. 이어 붙인 문자열에 대하여 두 번 연속 SHA256 해시 계산하기

e8f8a9d34ad300de2177a8ee1d6402eea6763e50954fd0aa57f6010000000000

4. 해시 값을 빅 엔디안으로 변환하기 (바이트 배열로 표현했을 때 역순으로 재배열)

000000000001f657aad04f95503e76a6ee02641deea87721de00d34ad3a9f8e8

위의 4번 과정의 결과가 블록 해시 값입니다.

완전한 파이썬 코드

################################################################################

# Calculate Block Hash                                                         #

################################################################################

import os, sys, traceback

import binascii

import hashlib

################################################################################

# Functions                                                                    #

################################################################################

def double_hash(hex_str):

   bin = binascii.unhexlify(hex_str)

   hash = hashlib.sha256(bin).digest()

   hash2 = hashlib.sha256(hash).digest()

   return binascii.hexlify(hash2)

def calculate_block_hash(ver, prev_block, mrkl_root, time, bits, nonce):

    # Convert them in little-endian hex notation

    ver        = binascii.hexlify(ver.to_bytes(4, 'little'))

    prev_block = binascii.hexlify(binascii.unhexlify(prev_block)[::-1])

    mrkl_root  = binascii.hexlify(binascii.unhexlify(mrkl_root)[::-1])

    time       = binascii.hexlify(time.to_bytes(4, 'little'))

    bits       = binascii.hexlify(bits.to_bytes(4, 'little'))

    nonce      = binascii.hexlify(nonce.to_bytes(4, 'little'))

    print(ver)

    print(prev_block)

    print(mrkl_root)

    print(time)

    print(bits)

    print(nonce)

    # Concatenate the pair

    hex_str = ver + prev_block + mrkl_root + time + bits + nonce

    print(hex_str)

   

    # Take double SHA256 hash

    hash = double_hash(hex_str)

    print(hash)

   

    # Convert result to big-endian hex notation

    block_hash = binascii.hexlify(binascii.unhexlify(hash)[::-1])

    block_hash = str(block_hash, "ascii")

   

    return block_hash

def main():

    # Transaction hashes of BTC block # 99997

    ver        = 1

    prev_block = '000000000002b18ac1956a1388ce19d7be29532c2b79104ec172e38bd990be2f'

    mrkl_root  = '5140e5972f672bf8e81bc189894c55a410723b095716eaeec845490aed785f0e'

    time       = 1293623406

    bits       = 453281356

    nonce      = 459819282

    block_hash = calculate_block_hash(ver, prev_block, mrkl_root, time, bits, nonce)

    print(block_hash)

################################################################################

# Main                                                                         #

################################################################################

if __name__ == '__main__':

    try:

        main()

    except:

        traceback.print_exc(file=sys.stdout)