第2回UTXO勉強会 Bitcoinアドレスまとめ

Bitcoinのアドレスとは？

Bitcoinアドレスとは、Bitcoinネットワーク上で送金先を特定するための識別子

Bitcoinを持っている=UTXOのスクリプトを解くことができる

スクリプトのままでは見にくいためフォーマットとしてアドレスがある

Bitcoinアドレスの役割

送金先を特定するための文字列

取引相手に公開して利用する（秘密鍵は絶対に公開しない）

アドレスと公開鍵の関係

公開鍵は秘密鍵から数学的に生成されるが、逆算はほぼ不可能

公開鍵をそのまま使うと長くなるため、ハッシュ関数を使用して短縮化

ハッシュ化によりプライバシー向上（公開鍵そのものは隠される）

公開鍵→アドレスの生成の概要

1. 公開鍵をSHA-256でハッシュ化

2. ハッシュ結果をRIPEMD-160でさらにハッシュ化（HASH160）

3. ネットワークを示すプレフィックスやバージョン情報を追加

4. チェックサム（誤り検知用データ）を追加

5. エンコード（Base58CheckまたはBech32）を実行して最終的なアドレスを生成

代表的なアドレスフォーマットの概要

Bitcoinには主に以下の4つの代表的なアドレスフォーマットがあります。

P2PKH (Pay to Public Key Hash)

最も一般的なアドレス形式

Base58Checkエンコードを使用し、アドレスは通常「1」で始まる

P2SH (Pay to Script Hash)

複雑なスクリプト（マルチシグなど）をアドレスとして表現する形式

Base58Checkエンコードを使用し、アドレスは通常「3」で始まる

P2WPKH (Pay to Witness Public Key Hash)

Segwit対応のアドレス形式（Witnessを用いたアドレス）

Bech32エンコードを使用し、アドレスは「bc1」で始まる

P2WSH (Pay to Witness Script Hash)

Segwit対応で複雑なスクリプトを格納できる形式

Bech32エンコードを使用し、アドレスは「bc1」で始まる

各アドレスフォーマット詳細解説

P2PKH

最も基本的なBitcoinアドレスフォーマット

ベース58チェックエンコーディング (1で始まる)

生成の流れ：

公開鍵 → SHA-256 → RIPEMD-160 → version byte追加 → チェックサム追加 → Base58Checkエンコード

例：

検証スクリプトの流れ（ScriptPubKey, ScriptSigの解説）

検証の概要：

ScriptSigのpublickeyをハッシュして、ScriptPubKeyのPubKeyHashと一致を検証

公開鍵で署名を検証（OP_CHECKSIG）

https://scrapbox.io/files/68896b518b355a32f6b1cc95.png

code:p2pkh

key = Bitcoin::Key.generate

key.to_p2pkh

# 公開鍵取得

pubkey = key.pubkey

# 公開鍵をhash160でハッシュ

# Digest::RMD160.hexdigest(Digest::SHA256.digest(hex.htb))

# hash160はsha256でハッシュ化したものをRIPEMD160でハッシュしたもの

hash160 = Bitcoin.hash160(pubkey)

# hash160をもとに、script_pubkey作成

# OP_DUP OP_HASH160 <PubKeyHash(上記のhash160の値)> OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG

#

# def self.to_p2pkh(pubkey_hash)

# new << OP_DUP << OP_HASH160 << pubkey_hash << OP_EQUALVERIFY << OP_CHECKSIG

# end

script_pubkey = Bitcoin::Script.to_p2pkh(hash160)

# アドレス化

# Bitcoin.encode_base58_address(hash160, Bitcoin.chain_params.address_version)

addr = script_pubkey.to_addr

# デコードするとチェックサムとpubkey_hashの値が取れる

Bitcoin.decode_base58_address(addr)

p2pkhトランザクション

P2SH

複雑なスクリプトを短縮したアドレスフォーマット

ベース58チェックエンコード (3で始まる)

生成の流れ：

redeemScript → SHA-256 → RIPEMD-160 → version byte(0x05) → Checksum → Base58Check

例：

検証スクリプトの流れ：

流れ：redeemScriptのハッシュが一致 → redeemScriptを実行し検証

※ redeem_script をハッシュしたものを埋め込んで置くため、redeem_scriptを紛失すると使えなくなる

code:p2sh

redeem_script = Bitcoin::Script.from_string("OP_4 OP_ADD OP_6 OP_EQUAL")

redeem_script.to_p2sh.to_h

Segwitの利点

Segwit（Segregated Witness）は、Bitcoinの取引をより効率的に行うために導入されたアップデートです。以下の利点があります。

取引サイズの削減

Witnessデータを別領域に分離することで、トランザクションのサイズを効率的に削減

手数料節約に貢献

トランザクションマリアビリティの解消

トランザクションの署名部分がWitnessに分離されるため、署名データを変更して取引IDを変更する攻撃を防止

トランザクション全体のハッシュ値から、トランザクション全体からwitness領域(署名部分)を取り除いた部分でハッシュ

ライトニングネットワークなどのセカンドレイヤー技術の安全性を向上

スケーラビリティの改善

ブロックにより多くのトランザクションを格納可能に

Bitcoinネットワーク全体の取引処理能力が向上

ブロックサイズの計算方法が変更

1MB制限ではなくWeightで計算

Segwit以前のアドレスのトランザクションだけでブロックを生成すると1MBになる

Segwitアドレス（P2WPKH, P2WSH）

Segwit（BIP141）による新しい形式（ベース58ではなくBech32）

Bech32は人間が読みやすく間違えにくいアドレスフォーマット（bc1で始まる）

スクリプトはWitnessフィールドに含まれる（サイズ削減・マリアビリティ防止）

---------------------------------------------------------------------------------

P2WPKH (公開鍵のSegwit)

公開鍵をWitnessとして扱う

Witnessプログラムが version 0 であり、かつ20バイト（PubkeyHashのサイズ）であるとき、ノードは内部的に以下のP2PKHスクリプトへと展開

アドレス生成:

公開鍵 → HASH160 → Witness Version(0x00) + WitnessProgram → Bech32 encode

例：

スクリプト検証（Witness）：

code:p2wpkh

key = Bitcoin::Key.generate

key.to_p2pkh

# 公開鍵取得

pubkey = key.pubkey

# 公開鍵をhash160でハッシュ

# Digest::RMD160.hexdigest(Digest::SHA256.digest(hex.htb))

# hash160はsha256でハッシュ化したものをRIPEMD160でハッシュしたもの

hash160 = Bitcoin.hash160(pubkey)

# hash160をもとに、script_pubkey作成

# OP_DUP OP_HASH160 <PubKeyHash(上記のhash160の値)> OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG

#

# def self.to_p2wpkh(pubkey_hash)

# new << WITNESS_VERSION_V0 << pubkey_hash

# end

script_pubkey = Bitcoin::Script.to_p2wpkh(hash160)

# アドレス化

# def bech32_addr

# segwit_addr = Bech32::SegwitAddr.new

# segwit_addr.hrp = Bitcoin.chain_params.bech32_hrp

# segwit_addr.script_pubkey = to_hex

# segwit_addr.addr

# end

script_pubkey.to_addr

トランザクション例：

code:p2wpkh

pubkey = "0244587bb17c3d845ae477a2fb2511ef7233e7b3e8f3ec6f83bd154be74c39bf66"

hash160 = Bitcoin.hash160(pubkey)

script_pubkey = Bitcoin::Script.to_p2wpkh(hash160)

script_pubkey.to_addr

P2WSH (スクリプトのSegwit)

redeemScriptをWitnessとして格納

スクリプトが複雑な場合の最適化

生成の流れ：

redeemScript → SHA-256 → Witness Version(0x00) + WitnessProgram(redeem_scriptのハッシュ値) → Bech32

スクリプト検証：

code:p2wsh

redeem_script = Bitcoin::Script.from_string("OP_4 OP_ADD OP_6 OP_EQUAL")

s = Bitcoin::Script.to_p2wsh(redeem_script)

segwit_addr = Bech32::SegwitAddr.new

segwit_addr.hrp = Bitcoin.chain_params.bech32_hrp

segwit_addr.script_pubkey = s.to_hex

segwit_addr.addr

2 of 2 のマルチシグ

code:redeem_script

# 52 OP_2

# 21 02 144dbe7761433f3e494b443c061f4f50df3f3e45e83f181397f95ff01662109f

# 21 03 774647cfa5a4673c582ead44ec7e56c28734016a5f4f52e334693eb4f59f8594

# 52 OP_2

# ae OP_CHECKMULTISIG

redeem_script_hex = "522102144dbe7761433f3e494b443c061f4f50df3f3e45e83f181397f95ff01662109f2103774647cfa5a4673c582ead44ec7e56c28734016a5f4f52e334693eb4f59f859452ae"

puts script.to_s

🎯 資料