2018년 7월 13일 금요일

우분투 18.04 아나콘다 기반 텐서플로우 케라스 설치

아래 글은 우분투 18.04 기반 텐서플로우 케라스 설치 방법을 간략히 요약한 것이다.
아나콘다를 사용하기 때문에 설치는 매우 쉽다. 아래는 설치 후 테스트한 노트북 화면이다. 

2018년 7월 9일 월요일

손쉬운 해킹 도구

이 글은 간단한 해킹 도구에 대한 내용을 요약한다.

Hacker Warehouse

Universal Radio Hacker (hackaday.com)

레퍼런스

2018년 6월 20일 수요일

드론 기반 벨로다인 라이다 스캔

SLAM기술은 LiDAR기술이 저렴해 지면서 점점 더 다양한 분야에 확산되고 있다. 이미 드론이나 무인자율주행차량에 장착된 지 오래이며, 일부는 농업, 광업과 같은 특수한 분야에까지 응용되고 있다. 

2018년 6월 19일 화요일

밸로다인 LiDAR 센서와 VeloView 사용기

이 글은 밸로다인(Velodyne) LiDAR 센서와 VeloView 사용기를 간략히 공유한다.

진행 중인 연구과제 핵심 기술을 좀 더 깊게 이해하기 위해, 벨로다인 센서를 구입해 분석중이다. 2014년부터 진행한 비전 역설계 과제의 활용 센서는 Kinect, Intel RGBD sensor, RPLiDAR 였다. 이때 목적은 저렴한 스캔 기술이 가능한지 파악하는 것이었다. 그때 문제는 정확도와 밀도였는 데, Trimble TX5 LiDAR에 비해 현격하게 차이나는 정확도와 밀도는 플랜트와 같은 정밀 엔지니어링에 활용하기 어려운 수준이었다(플랜트 대상).

밸로다인센서 VLP-16은 IMU 데이터를 입력받을 수 있는 데이터 통합 보드를 함께 제공한다. 센서 스펙은 다음과 같다. 참고로, TX5 같은 전문적인 LiDAR 센서는 최소 수백만 포인트 이상 획득되는 데 실시간은 아니며, 가격이 고가이다. 참고로, 저가 모델인 VLP-16은 7~8백만원대로 구입할 수 있다.
  • Dual Returns
  • 830 grams
  • 16 Channels
  • 100m Range
  • Up to 600,000 Points per Second
  • 360° Horizontal FOV
  • ±15° Vertical FOV
  • Low Power Consumption
  • Protective Design

벨로다인에서 얻은 (X, Y, Z, I) 데이터로 구성된 포인트 클라우드 데이터에는 가속도 값이 포함되어 있지 않다. 센서가 기울어지면, 데이터도 함께 기울어지므로, 이를 보정할려면, IMU에서 제공하는 Xa, Ya, Za 가속도 값이 필수적이다. 통합 보드에 IMU를 장착하고, 데이터를 취득하면, (X, Y, Z, I, Xa, Ya, Za) 값이 함께 TCP/IP 케이블을 통해 컴퓨터에 전달되는 구조이다.
센서, 데이터 통합 보드 및 통신 케이블

벨로다인 라이다 센서

데이터 통합 보드

이론상 VLP-16센서는 100미터까지 스캔을 할 수 있다. 본인은 사무실 공간에서 스캔을 해 보았는 데, 600 미터제곱 면적의 사무실 공간 벽체까지 스캔되는 것을 확인하였다. 참고로, 사무실은 둥근 직사각형 모양이며, 중간에서 벽체까지 거리는 25미터 정도이다.
스캔된 포인트 클라우드 모습

밸로다인 센서를 구동하는 프로그램은 VeloView이다. 윈도우에서는 VeloView를 설치하면드라이버가 함께 설치된다. TCP/IP4 네트워크 등 설정 후, 프로그램을 실행하고 연결된 라이다 장치를 VLP-16으로 선택하면 바로 점군을 실시간으로 볼 수 있다. 

TCP/IP4 설정


단, TCP/IP 이더넷 케이블 통신이므로, 방화벽이 있는 경우, 비활성화해야 한다. 우분투 리눅스에서는 아래 github 링크에서 다운로드 받은 VeloView 소스를 빌드해야 한다. 
VeloView는 포인트 클라우드를 시계열방식으로 캡쳐할 수 있는 기능있다. .pcap 점군 캡쳐파일을 저장한 후, 다시 재생할 수 있다. VeloView의 자세한 기능은 다음 영상을 참고한다.

ParaView는 획득된 점군을 분석하고, 처리하는 프로그램으로 구입시 함께 포함되어 있다. 오픈소스이므로, 다운로드받아 설치해도 된다. 
ParaView 활용 예

3차원 점군은 대용량이다. 임베디드 보드는 대용량 점군 처리가 가능한 것이어야 하며, 다음과 같은 것을 추천한다. 
NVIDIA TX2

다음은 라떼판다(LATTE PANDA) 임베디드 컴퓨터에 VELOVIEW를 설치한 후 실행한 모습이다. 큰 문제 없이 포인트 클라우드가 실시간으로 획득되어 가시화되는 것을 확인할 수 있다.
 



아래는 ODROID XU4에 VLP16를 마운트해 만든 드론 기반 LiDAR 스캔 프로젝트 사례이다. 

이제, 엔지니어링 전용 라이다, 토탈 스테이션과 밸로다인 센서의 정확도, 밀도를 확인 비교해 볼 계획이다.

2018년 6월 13일 수요일

어린이를 위한 코딩 로봇

이 글은 코딩을 배우기에 적당한 코딩 로봇을 간략히 소개합니다.


1.Fable : A Modular Robot for everyone
https://goo.gl/tXSH1N

2. Tenergy ODEV Tomo STEM Robot 2-in-1 Transformable and Programmable APP Controlled Robot
http://amzn.to/2GwP4EG

3. Makeblock mBot Kit - STEM Education - Arduino - Scratch 2.0 - Programmable Robot Kit for Kids to Learn Coding, Robotics and Electronics (2.4G Version - School Prefer)
http://amzn.to/2DQWjt6

4. WowWee COJI The Coding Robot Toy
http://amzn.to/2DKPJAh

5. Evo App-Connected Coding Robot
http://amzn.to/2GvzVn0




2018년 5월 29일 화요일

우분투 18.04와 NVIDIA 드라이버 설치 솔류션

어김없이 우분투 LTS가 버전업되었다.

우리는 수많은 난관을 헤쳐나가야 하는 버전업을 선택할 것인가, 현재에 안주할 것인가를 선택해야 한다.
사서 고생 or 현실 안주

구글링을 해 보니 18.04버전은 더 좋아졌다는 커멘트가 많다. 버전업 되었는 데 당연하겠지라고 무시하려 하다가 혹시 그 거지같은 NVIDIA, UNITY 이슈 해결되었을지 모른다는 기대로 부팅 USB를 만들어본다(결국 이 문제는 그대로 남아있었다.T.T~).

우분투(UBUNTU)와 NVIDIA 그래픽카드 궁합은 서로 좋지 않다. 컴퓨터에 NVIDIA가 설치되어 있고, 우부투 설치 시 화면이 안보이거나 저해상도라 설치하기 어렵다면 심중팔구 NVIDIA 드라이버 문제이다.
 저해상도 문제(옵션이 안보이니 설치가 불가능 T.T~)
황당하기 그지 없는 블랙 스크린
무한 로긴

이런 문제로 날밤 새고, 아까운 시간과 체력을 날린게 얼마인가. 우분투 10번 설치는 기본. 수명 줄어드는 것이 느껴진다.
 
시지프스 빙의(ㅅㅂ)

물론, BIOS에서 NVIDIA를 비활성화하고 내장 그래픽으로 우분투를 사용할 수도 있다. 만약, 당신이 우분투로 유투브 영화나 뮤직 비디오 감상에만 사용한다면, 이 방법은 충분히 효과적이다.

하지만, 지구 정복?을 꿈꾸는 개발자나 연구자라면 NVIDIA GPU를 사용해 딥러닝(DEEP LEARNING) 모델을 만들고 싶거나, 비전, 그래픽, ROS 등 관련된 다양한 오픈소스 패키지를 사용해 보고 싶을 테고, 내장 그래픽카드로 설치된 우분투는 아무 의미 없는 운영체제나 마찬가지일 것이다. 그렇다고, 아마존(AMAZON) 머신러닝 인스턴스를 사용하기에는 내것이 아닌것 같고, 용량이나 기간을 많이 사용할수록 결국 돈 내야 한다는 것이 맘에 들지 않는다.

수많은 구글링과 시행착오 끝에 찾은 NVIDIA 우분투 그래픽 드라이버 베스트 솔류션 테크트리는 다음과 같다.
  1. 우분투 18.04 설치 USB 디스크 준비 
  2. 컴퓨터 부팅 시 F2를 눌어 BIOS 로 진입
  3. 그래픽 가속이나 NVIDIA 관련 메뉴를 찾아 가속기능을 비활성화함
  4. 재부팅
  5. 우분투 18.04 설치: 2번 단계로 인해 내장 그래픽이 동작하고, 설정 화면이 다 보일 만큼 충분한 해상도로 설정 가능할 것임
  6. 재부팅 후 우분투 로긴
  7. 우분투에서 터미널 실행 후 아래 명령 입력
    1. sudo apt-get purge nvidia-* 
    2. 리부팅
    3. sudo apt-get install nvidia-352
    4. 리부팅
  8. 부팅 시 F2 눌러 BIOS 진입
  9. 그래픽 가속이나 NVIDIA 관련 메뉴를 찾아 가속기능을 활성화함
  10. 터미널에서 sudo nvidia-setting 실행해 잘 동작하는 NVIDIA 상태 확인
이 후 우리는 NVIDIA 가속된 아름다운 우분투 화면을 볼 수 있다.^^

이제 수많은 오픈소스 패키지를 apt-get install 할 수 있다.

OpenCV, PCL, ROS Kinectic full desktop version 도 잘된다^^

유명한 Unigine Heaven 를 설치해 GPU 성능 테스트를 해 본다. GPU full option에서 30 fps 이상 찍는다.

ㅎ 이 감동의 순간을 즐기자.

레퍼런스
블랙 스크린은 이 링크를 참고한다.
한글 등 설정은 이 링크를 참고한다.


2018년 5월 7일 월요일

지능적 비전 지원을 위한 Azure 기반 프로젝트 키넥트

키넥트 사용했던 분들 꽤 많았을 겁니다. 이렇게 좋은 센서를 생산 중단한 마이크로소프트가 이해되지 않았던 적이 있었죠. 역시 마소는 우리의 기대를 저버리지 않고 훨씬 좋아진 키넥트 센서를 꾸준히 개발하고 있었습니다.

이 글은 마이크로소프트의 지능적 비전 지원을 위한 Azure 기반 프로젝트 키넥트 기술 소개입니다.


Satya Nadella의 Build 기조 연설에서 Azure 에서 Project Kinect 지원을 소개했습니다. 단순히 키넥트만 지원하는 것이 아니라, Azure와 연계되는 딥러닝 등 다양한 도구와 연결되어, 재미있고 유용한 유스케이스 구현이 가능함을 언급하였습니다.

주변 공간과 사물을 인식할 수 있는 능력을 Kinect와 Azure 연계된 머신러닝 등 도구가 지웜함으로써 지능적인 지각을 가능하게 해 줍니다. Azure AI 서비스와 적은 전력 소모와 높은 정확도로 동작하는 Kinect 의 ToF 깊이 센서 기술은 심도 이미지를 이용한 다양한 비전이 가능해 집니다.

건축가인 Cyrus Bamji는 이 센서를 이용해 ISSCC (International Solid-State Circuits Conference) 컨퍼런스에 활용 사례를 발표하였고 호평을 받았습니다. 이 새로운 키넥트 센서는 HoloLens의 차기 버전을 제공할 센서이기도 합니다. 센서 스펙은 다음과 같습니다.
  • 1024x1024 픽셀
  • 225-950mw 저전력소모
  • 원거리 캡쳐 가능한 넓은 동작범위
  • 햇빛에 덜 민감한 글로벌 셔터 다중 위상 깊이 계산 기술
  • 고주파수 낮은 피크 전류 작동
XBox360 Kinect를 처음 만들었을 때 많은 사람들이 관심을 가졌고, 크리에이티브 개발자들은 게임을 넘어 다양한 분야에 이를 사용했었습니다. 창의적인 작품이 만들어졌습니다. 작년 2세대 키넥트 생산은 중단했지만, 인텔 RealSense 개발에 마이크로소프트는 계속 협력했었습니다.

HoloLens 3세대는 Kinect 깊이 감지 기술을 이용해 더욱 놀라운 결과를 보여줄 계획입니다. 여기에서는 사람과 공간 환경을 이해하고, 시선, 몸짓, 음성으로 입력을 받으며, 3D 홀로그램과 몰입형 공간 사운드를 지원할 것입니다. 4세대는 진보된 키넥트 센서를 사용해 지능형 클라우드 및 인텔리전트에 연결된 서비스를 지원합니다 .

Azure는 이미 머신 러닝, 인지 기술, IoT Edge를 지원하고 있습니다. Azure AI 서비스와 통합되어 점점 더 많은 센서를 기반으로 하는 생태계가 풍성해 질 것입니다. 자세한 내용는 다음 링크를 확인하시길 바랍니다.


점점 더 흥미롭고 재미있는 혼합현실 세상이 펼쳐지는 것 같습니다.^^

2018년 3월 2일 금요일

우분투 운영체계 폴더 구조 및 핵심 명령어

이 글은 우분투 운영체계 폴더 구조 및 명령어를 정리한다.

폴더 구조 
우분투 폴더 구조는 다음과 같다.
우분투 파일 구조(Ask Ubuntu)

우분투는 리눅스 일종으로 리눅스 폴더 파일 시스템표준 FSSTND(Linux File System Standard)을 따른다.

/
루트. 최상위 폴더

/bin
기본적인 명령어가 저장된 폴더.

/boot
리눅스 부트로더(Boot Loader)가 존재하는 폴더. 즉, GRUB 과 같은 부트로더에 관한 파일들(grub.conf 등)이 존재

/dev
시스템 디바이스(device)파일을 저장하고 있는 폴더.

/etc
시스템의 설정파일이 존재하는 폴더.
/etc/sysconfig 시스템 제어판용 설정파일
/etc/passwd 사용자관리 설정파일
/etc/named.conf DNS 설정파일

/etc/mai/
sendmail.cf 나 access 파일등의 sendmail 의 설정파일들이 존재하는 폴더.

/etc/ssh/
SSH 서비스, 즉 sshd 데몬에서 사용하는 각종 설정파일들이 존재하는 폴더.

/etc/skel/
계정사용자 생성시의 초기화파일들이 저장된 폴더(useradd 에서 사용함)

/etc/rc.d/
부팅레벨별 부팅스크립트파일들이 존재하는 폴더.

/etc/rc.d/init.d/
시스템 초기화 파일들의 실제파일들이 존재함. /etc/pam.d/

/etc/xinetd.d/
xinetd 수퍼데몬에 의해 서비스되는 서비스설정파일이 존재함.

/home
사용자의 홈폴더

/lib
커널모듈파일과 라이브러리파일

/media
DVD, CD-ROM, USB 등과 같은 탈부착이 가능한 장치들의 마운트포인트로 사용되는 폴더.

/mnt
/media 폴더와 비슷한 용도로 탈부착이 가능한 장치들에 대하여 일시적인 마운트포인트로 사용하는 폴더.

/proc
가상파일시스템. 현재 메모리에 존재하는 모든 작업들이 파일형태로 존재하는 곳

/root
시스템 최고관리자인 root 사용자의 개인 홈폴더.

/sbin
ifconfig, e2fsck, ethtool, halt 등과 같이 주로 시스템 관리자들이 사용하는 시스템관리자용 명령어를 저장하고 있는 폴더.

/tmp
공용폴더

/usr
시스템이 아닌 일반사용자들이 주로 사용하는 폴더

/usr/bin/
일반 사용자들이 사용가능한 명령어 파일들이 존재하는 폴더.

/usr/X11R6/
X 윈도우 시스템의 루트 폴더

/usr/local/
MySQL, Apache, PHP 등과 같은 어플리케이션들을 소스로 컨파일설치할 때 사용되는 장소

/var
시스템운용중에 생성되었다가 삭제되는 데이터를 일시적으로 저장하기 위한 폴더

/lost+found
연결이 끊어진 inode 들이 숫자파일형태로 존재하는 곳

명령어 
주로 잘 사용하지 않는 명령어지만, 문제가 있었을 때 사용해야하는 명령어를 정리해 본다.
  • ps: 프로세스 리스트
  • df -h: 디스크 마운트 정보 확인
  • alias: 명령어 간소화하기
  • apropos: 관련된 명령어 찾기
  • arch: 컴퓨터 종류 알기
  • arp: 같은 서브넷의 IP 보여주기
  • at: 작업 시간 정하기
  • atd: 계획성 있는 작업 실행하기
  • awk: 특정 패턴 문자 처리하기
  • a2p: 펄 파일로 바꾸기
  • badblocks: 배드 블럭 검사하기
  • bc: 계산기
  • biff: 메일 수신 소리로 확인하기
  • bg: 후면작업; 배경화면 설정
  • bind: 키나 함수 순서 결합하기
  • break: 루프 빠져나가기
  • cal: 달력보기
  • builtin: 내부 명령어 알아보기
  • case: 조건 처리하기
  • cat: 화면상에서 파일 보기
  • cd: 디렉토리 변경하기
  • cfdisk: 디스크 설정하기
  • chattr: 파일 속성 변경하기
  • chfn: 사용자 정보 변경하기
  • chgrp: 파일, 디렉토리가 속했던 그룹 바꾸기
  • chmod: 파일 권한 바꾸기
  • chown: 파일 주인 바꾸기
  • chsh: 지정된 셸 바꾸기
  • cksum: CRC값을 점검한다
  • clear: 화면 청소하기
  • clock: CMOS 시각을 조정하기
  • cmp: 파일 비교하기
  • colcrt: 문자 변환 필터
  • colrm: 열 삭제하기
  • column: 가로 정렬하기
  • comm: 파일 비교 출력하기
  • command: 명령어 알아보기
  • continue: 루프 계속돌기
  • cp: 파일 복사하기
  • cpio: 복사본 만들기
  • crontab: cron을 관리한다
  • csplit: 파일에 서식, 규칙 정하기
  • cut: 필요한 필드만 출력하기
  • date: 날짜 보기
  • dd: 블럭장치 읽고 쓰기
  • debugfs: ext2 파일 시스템 디버깅하기
  • declare: 변수 선언하기
  • df: 파일 시스템의 사용량 보기
  • dirs: 디렉토리 목록 표시하기
  • dmesg: 부팅 메시지 보기
  • : X윈도우 환경에서 printk 메세지를 기본으로 못보는데 dmesg를 통해서 확인할수 있다
  • dnsdomainname: DNS 이름 출력
  • domainname: NIS 이름 출력&설정
  • du: 디렉토리와 파일의 용량 파악하기
  • dumpe2fs: 파일 시스템 정보 보기
  • echo: 표준 출력하기
  • eject: 장치 해제하기
  • elm: 메일 관련
  • enable: 내부 명령어 지정
  • env: 환경변수 출력하기
  • eval: 인수 읽기
  • exec: 셸 명령어 실행하기
  • exit: 종료하기
  • expand: 탭을 공백으로 변환하기
  • export: 변수 지정하기
  • e2fsck: 파일 시스템 복구하기
  • fc: 지정된 편집기 받기
  • fdformat: 플로피 디스크 포맷하기
  • fdisk: 파티션 나누기
  • fg: 지정된 작업을 전면 프로세스로 시작하기
  • file: 파일 종류 보기
  • find: 파일 찾기 eg) find ./ -name ./*
  • finger: 사용자 정보 알기
  • fold: 정형화하기
  • fmt: 정형화하기
  • for: 반복 실행하기
  • free: 메모리 사용량 알아보기
  • fsck: 파일 시스템 검사하기
  • fstab: 파일 시스템에 대한 고정적인 정보 저장하기
  • ftp: 파일 전송 프로그램
  • fuser: 프로세스 ID 출력
  • getkeycodes: 매핑 테이블 출력하기
  • grep: 특정 문자: 열 검색하기
  • gzexe: 실행 파일 압축하기
  • gzip: 압축하기
  • halt: 시스템 종료하기
  • hash: 기억해 두기; index 역할
  • head: 파일의 앞부분 출력하기
  • help: 도움말 보여주기
  • host: 호스트 정보 보기
  • history: 사용 명령어 목록보기
  • hostname: 서버 이름 알기
  • id: 계정 정보 알기
  • if: 조건문 실행하기
  • ifconfig: 랜카드에 주소 할당하기
  • imolamod: 모듈 설치하기
  • inetd: 인터넷 서비스의 최상위 데몬
  • init: 실행 단계 정하기
  • ispell: 철자법 검사하기
  • jobs: 수행중인 프로세스 알기
  • kbd_mode: 키보드 모드 출력하기
  • kill: 프로세스 죽이기  강제종료 : kill -9  PID
  • klogd: 커널 로그 데몬
  • ldd: 공유 라이브러리의 의존성 알기
  • less: 페이지 단위로 출력하기
  • let: 정규식 표현하기
  • lilo: 부팅하기
  • ln: 링크하기
  • locate: 패턴에 맞는 파일 찾기
  • login: 로그인하기
  • logger: 시스템 로그 기록하기
  • logname: 사용자 로그인명 보여주기
  • logout: 로그인 셸 종료하기
  • look: 특정 단어 검색하기
  • losetup: 중복 장치 확인하기
  • lpd: 프린트 데몬
  • lpq: 현재 프린트 작업 상태 출력하기
  • lpr: 출력하기
  • lprm: 대기열에 있는 문서 삭제하기
  • ls: 디렉토리 내용보기
  • lsattr: 파일 시스템의 속성 보여주기
  • lsdev: 하드웨어 장치 출력하기
  • lsmod: 모듈 정보 출력하기 lnsmod: 묘둘 올리기 rmmod : 모듈 내리기
  • mail: 메일 관련
  • make: 컴파일하기
  • man: 매뉴얼 보기
  • mattrib
  • mbadblocks
  • mcd
  • mcopy
  • mdel
  • mdeltree
  • mdir
  • mesg: 메시지를 받을 수 있는지 확인하기
  • mformat
  • minfo
  • mkdir : 디렉토리 만들기
  • mke2fs: 파일 시스템 생성하기
  • mkfs: 파일 시스템 만들기
  • mknod: 특수 파일 만들기
  • mkswap: 스왑 영역 지정하기
  • mlabel
  • mmd
  • mount
  • mmount
  • mmove
  • mpartition
  • mount: 장치 연결하기
  • more: 화면 단위로 출력하기  ls -al | more
  • mrd
  • mren
  • mtoolstest
  • mtype
  • mutt: 메일 관련
  • mv: 파일 옮기기
  • mzip
  • netstat: 현재 네트웍 상황 보기
  • nice: 프로세스 우선 순위 변경하기
  • od: 8진수로 파일 보기
  • passwd: 암호 입력하기
  • pidof: 실행중인 프로그램의 프로세스 ID 찾기
  • pine: 메일 관련
  • ping: 네트웍 확인하기
  • popd: pushd 취소
  • ps: 프로세스 상태 알기 ps -aux
  • pstree: 프로세스 상관관계 알기
  • pwd: 절대경로 보여주기
  • quota: 디스크 한계량 알기
  • rarp: rarp 테이블 관리하기
  • rcp: 원격 호스트에 파일 복사하기
  • rdev: 루트, 스왑장치, 램 크기, 비디오 모드를 조사하고 설정하기
  • rdate: 네트웍으로 시간 설정하기
  • reboot: 재부팅하기
  • readonly: 읽기 전용으로 표시하기
  • renice: 프로세스 우선 순위 바꾸기
  • reset: 터미널 초기화하기
  • restore: 다시 저장하기
  • rlogin: 바로 접속하기
  • rm: 파일 지우기
  • rmdir : 디렉토리 지우기 rm -rf
  • route: 라우팅 테이블 추가/삭제하기
  • rpm: 프로그램 추가/삭제
  • rpm2cpio: rpm을 cpio로 변환하기
  • rsh: 원격으로 명령어 실행하기
  • rup: 호스트 상태 출력하기
  • rusers: 호스트에 로그인한 사용자 출력하기
  • rwall: 호스트 사용자에게 메시지 뿌리기
  • script: 기록하기
  • set: 변수값 설정하기
  • setup: 시스템 관련 설정하기
  • showmount: 호스트의 마운트 정보 보여주기
  • shutdown: 전원 끄기
  • sleep: 잠시 쉬기
  • source: 스크립트 번역하기
  • split: 파일 나누기
  • ssh: 암호화된 원격 로그인하기
  • stty: 터미널라인 설정 보여주기
  • su: 계정 바꾸기
  • suspend: 셸 중단하기
  • swapoff : 스왑 해제하기
  • swapon: 스왑 활성화하기
  • sync: 버퍼 재설정하기
  • syslogd: 로그인 과정 설정하기
  • tac: 거꾸로 보기
  • tail: 문서 끝부분 출력하기
  • talk: 이야기하기
  • tar: 파일 묶기
  • tcpdchk: tcp wrapper 설정하기
  • tcpmatch: 네트웍 요청에 대해 예측하기
  • tee: 표준 입력으로부터 표준 출력 만들기
  • telnet: 원격접속하기
  • test: 테스트하기
  • times: 셸에서의 사용자와 시스템 시간 출력하기
  • top: cpu 프로세스 상황 보여주기
  • tr: 문자열 바꿔주기
  • true: 종료 코드 리턴하기
  • type: 유형 보기
  • ul: 밑줄 처리해서 보여주기
  • ulimit: 제한하기
  • umask: 매스크 모드 설정하기
  • umount: 장치 해제하기
  • unalias: 별명 제거하기
  • uname: 시스템 정보 보기
  • unexpand: 공백 문자를 탭으로 변환하기
  • uniq: 중복된 문장 찾기
  • useradd: 사용자 계정 만들기
  • userdel: 계정 삭제하기
  • usermod: 사용자 계정정보 수정하기
  • unset: 설정 변수 해제
  • uptime: 시스템 부하 평균 보여주기
  • users: 로그인된 사용자 보여주기
  • w: 시스템에 접속한 사용자 상황 알아보기
  • wait: 프로세스 기다리기
  • wall: 모든 사용자에게 메시지 보내기
  • wc: 문자, 단어, 라인수 세기
  • whatis: 명령어의 간단한 설명보기
  • while: 루프 명령어
  • who: 사용자 알기
  • write: 콘솔 상에서 간단한 메시지 보내기
  • xcopy: 반복적으로 복사하기
  • XFree86
  • ypchfn: NIS에서 사용하는 chfn 명령어
  • ypchsh: NIS에서 사용하는 chsh 명령어
  • yppasswd: NIS에서 사용하는 passwd 명령어
  • zcat: 압축 파일 보기
  • zcmp: 압축 파일 비교하기
  • zforce: 강제로 gz 만들기
  • zgrep: 압축 상태에서 grep 실행하기
  • zmore: 압축 상태에서 more 실행하기
  • znew: .Z 파일을 .gz로 다시 압축하기
레퍼런스

우분투 백업 및 스냅샷 만들기 방법 소개

이 글은 우분투 백업 및 스냅샷 만드는 방법을 소개한다.

여기서 백업은 user 폴더 밑에 데이터를 보관하는 것을 말하고, 스냅샷은 시스템 운영체계 데이터까지 모두 보관하는 것을 말한다.

보통 우분투에서 백업은 deja-dup, 스냅샷은  timeshift, Backup in time, rsnapshot와 같은 도구를 사용한다. 사용방법은 어렵지 않은 데, deja-dup는 시스템 운영체계까지는 저장하지 않는다.

사용 방법은 다음 링크를 참고한다.

우분투 블랙 스크린 문제 해결 방법

이 글은 고질적인 우분투 블랙 스크린(black screen) 문제 솔류션 트리를 간략히 요약한다. 이 문제는 우분투 부팅했는 데, 로그인 조차 안되는 검정색 화면만 보여지는 현상이다. 

블랙 스크린 문제는 14.04, 16.04 모두 공통적으로 발생된다. 주 발생 원인은 NVIDIA + Unity + ubuntu 간에 충돌 발생이다. 충돌 발생 원인은 매우 다양하다. 정상적인 apt-get install 설치 후에도 발생할 수 있다. 이번엔 터치패드 패키지 욕심내어 설치하다, 노트북이 또 벽돌 되어 버렸다(Deja-dup 백업도 의미 없다. 다시 솔류션 트리를 수행하고, 아애 그 과정을 영원히 기록해 놓을 요량으로 글을 쓴다). 그냥 운이 없으면 블랙 스크린을 만난다고 보면 될 것이다.
욕심내지 말껄 T.T~

블랙 스크린은 로그인 메시지도 안뜨는 벽돌 상태로 변하기 때문에, 당하면 멘붕 오게 된다. 
정신이 붕괴되는 빌어먹을 블랙 스크린(처음 대면하면 우주에 혼자 미아가 된 듯 너무 막연하고 황당하다)

본인은 두대의 노트북을 이렇게 날려먹고, 수십번의 블랙 스크린과 무한 구글링을 경험했다. 지금은 아래 솔류션 트리로 한 두시간 만에 벽돌 노트북을 살릴 수 있다.

1. 터미널 모드 부팅 및 NVIDIA 드라이버 재설치
부팅 시 grub에서 e 키를 입력해, grub 스크립트의 부팅 옵션에 nomodeset 옵션을 추가한 후 F10입력해 부팅함. 이후, 터미널모드(CTRL+ALT+F1)로 부팅한다. 그리고, nvidia 드라이버를 삭제 후, 재 설치해야 한다.

sudo apt-get purge nvidia-*
sudo add-apt-repository ppa:graphics-drivers/ppa
sudo apt-get update

NVIDIA GTX 1070일 경우 다음과 같이 해당 버전의 드라이버를 설치한다. 아니면, 본인 GTX 버전에 맞는 드라이버 번호를 확인하고, 설치하라.
sudo apt-get install nvidia-384
(혹은 367, 375)

2. 우분투 데스크탑 재설치
운이 없다면, 블랙 스크린 문제가 계속 발생할 것이다. 
이 경우, 다음과 같이, unity, nvidia, ubuntu-desktop, ubuntu-session을 모두 purge하고, 재부팅 후 다시 설치한다.
sudo apt-get purge unity*
sudo apt-get purge nvidia-*
sudo apt-get install ubuntu-desktop
sudo apt-get install ubuntu-session

혹시, 디펜던시 에러가 발생한다면 해당 버전 패키지를 설치하여 해결한다(링크 참고)

2018년 2월 26일 월요일

이더리움 소스 빌드 및 스마트 계약 개발 소개

이 글은 우분투에서 이더리움 소스코드 빌드 실행 방법과 스마트 계약 개발 방법을 간략히 소개한다.
스마트 계약(Smart Contract)이란 블록체인 기반으로 금융거래, 부동산 계약, 공증 등 다양한 형태의 계약을 체결하고 이행하는 것을 말한다(wikipedia). 스마트 계약은 1996년 닉 자보(Nick Szabo)가 처음 제안했다.

만약, A, B간에 날씨에 따른 스마트 계약을 하였을 때는 계약이 참여자간 분산되어 실행되며, 참여자간 동의 없이 취소될 수 없고, 계약 실행 조건이 변경될 수 없다. 이를 위해, 계약은 프로그램으로 작성되며, 계약과 거래는 분산 저장된다. 다음 영상은 그 개념을 보여준다.
스마트 계약 개념

이더리움은 비탈릭 부테린이 개발한 블록체인 기반 스마트 계약 개발 지원 분산 플랫폼이다. 이더리움 화폐 단위는 이더(ETH)이다. 이더리움은 블록체인 기반 암호 화폐거래 기술을 스마트 계약(smart contract) 플랫폼으로 확장했다. 이런 이유로 전세계에 많은 컨소시엄이 만들어졌고, 블록체인 기반의 계약에 대한 관심을 크게 촉발시켰다. 현재, 스마트 계약과 관련된 많은 어플리케이션이 개발되고 있다.
블록체인 기반 스마트 계약 개념
이더리움 기반 투표 어플리케이션 예(Full Stack Hello World Voting Ethereum)

이더리움에서 스마트 계약을 개발하기 위해서는 솔리디티(solidity)와 LLL(Low-level Lisp-like Language)언어를 사용해야 한다. 이 부분은 차후에 좀 더 다뤄보기로 한다.

PPA(Personal Package Archives) 설치
이더리움 PPA는 다음과 같이 설치한다.
sudo apt-get install software-properties-common
sudo add-apt-repository -y ppa:ethereum/ethereum
sudo apt-get update
sudo apt-get install ethereum

설치 후 노드에 계정을 생성하기 위해 다음 명령을 실행할 수 있다. 
geth account new



이더리움 네트워크에 연결하기 위해 geth 명령을 실행한다. 

소스 코드 다운로드 및 빌드
다음과 같이 소스 코드를 다운르드한다.
git clone https://github.com/ethereum/go-ethereum

이더리움은 가상머신에서 동작하며, Go, C, Python과 같은 다양한 언어로 개발되었다.
작업이 쉬운 Go언어로 개발된 이더리움을 빌드하기 위해 Go, C 컴파일러를 설치한다.
sudo apt-get install -y build-essential golang

golang는 1.7버전 이상이 필요하다. 혹시, 제대로 설치되지 않으면, 링크(1.7)를 참고해 설치한다. 이제 다음과 같이 다운로드된 소스 폴더에서 빌드한다.
cd go-ethereum
make geth

이제 build/bin/geth 폴더에서 다음 명령을 실행할 수 있다.
geth

 

이더리움과 스마트 계약 개발 방식
이더리움은 이더리움 가상 머신(EVM) 기반으로 동작한다. 이 가상머신 기반으로 실제 스마트 계약 모델을 개발하는 방법은 사실 쉽지는 않다. 이런 이유로 솔리디티(solidity)가 개발되었다. 솔리디티 설치는 다음 링크를 참고한다.
솔리디티는 객체지향언어와 유사하다. 계약은 솔리디티 계약이나 이더리움 트랜잭션을 통해 외부에서 만들어 질 수 있다. 다음 그림은 스마트 계약 개발을 위해 사용되는 솔류션 조합의 예를 보여준다.
스마트 계약 개발을 위한 솔류션 조합(Distributing Business Processes using Finite State Machines in the Blockchain)

다음은 간단한 스마트 계약 클래스 정의 예이다.

contract SimpleStorage {
   uint storedData;
   function set(uint x) {
      storedData = x;
   }
   function get() constant returns (uint) {
      return storedData;
   }
}

다음 영상은 날씨에 따른 스마트 계약 개발의 예를 보여준다.

솔리디티 기반 계약 개발의 좀 더 자세한 방법은 아래 링크를 참고한다.
LLL은 리습과 유사한 언어고, 마찬가지로 스마트 계약 모델 개발 시 활용한다. 이 두가지 개발 언어는 작성된 계약 모델이 빌드되면 가상 머신 코드로 전환된다. 참고로, 솔리디티보다 LLL이 생성된 코드는 30% 효율적이다. 다음은 LLL 예시와 관련 튜토리얼 영상이다.

(def 'only-node-owner (node)
  (when (!= (caller) (get-owner node))
    (panic)))


Remix(리믹스)와 같은 도구를 이용해 개발할 수도 있다. 이더리움에서 프로그래밍으로 계약 개발하는 방식은 JavaScript API web3.js 사용 방법이 있다. web3.eth.Contract를 사용한다.

이더리움 스마트 계약에 대한 좀 더 상세한 내용은 아래 링크를 참고한다.

레퍼런스

2018년 2월 22일 목요일

비트코인 소스 코드 빌드, 사용 및 블록체인 코드 구조 분석

얼마전 BIM principle에 올린 블록체인과 BIM - 스마트 계약을 위한 블록체인 기술에 대한 기고 요청이 있었다. 이 글은 4차 산업혁명의 핵심 키워드로 알려진 블록체인 응용인 비트코인 정체와 내부 메커니즘을 좀 더 깊이 확인하고 설명하기 위해, 개발용 소스 빌드, 설치 및 사용 과정을 수행하고, 블록체인 핵심 구조 및 코드에 대한 분석 내용을 간단히 요약한다. 이 과정을 통해, 블록 체인 개념과 실제 구현을 이해할 수 있고, 기술을 제대로 응용할 수 있을 것이다.
스마트 계약 개발 시 주로 많이 활용되는 이더리움에 대해서는 아래 글을 참고하길 바란다.


블록체인의 핵심 개념은 중앙에서 거래(트랜잭션)의 신뢰성과 추적성을 관리하는 것이 아니라, 거래 참여들이 트랜잭션 정보를 분산 저장하여, 신뢰성과 추정성을 확보하는 것이다.
참여자간 거래 내역을 블록체인으로 보관(MIT Technology Review)

이를 위해, 각 참여자들은 블록을 연결해, 트랜잭션의 변화를 관리한다.
Blockchain & Transaction Hash (Wikipedia)

블록체인을 이용한 비트코인 기본 동작 과정은 다음과 같다. 참고로, 사토시가 쓴 논문(한글버전)과 이더리움 위키을 읽으면 전체 개념을 알기 쉽다.
1. A가 B에게 송금
2. 블록(장부)가 생성됨
3. 생성된 블록이 블록체인 참여자들에게 전파됨
4. 참여자들이 해당 거래의 신뢰성을 체크함
5. 신뢰성이 확보되면, 해당 블록은 기존 블록체인에 추가됨
6. 양쪽의 거래 완료

여기서는 구글링을 통해 발견한 비트코인 빌드 관련 가장 잘 설명되어 있는 링크1링크2를 참고한다. 비트코인 프로토콜은 여기를 참고한다. 클래스 멤버 설명은 비트코인 doxygen 위키를 참고한다. 설치 과정은 다음과 같다.

블록체인 소스 빌드
블록체인 소스 빌드를 위해 우분투 운영체계를 미리 준비한다. 만약, 윈도우에서 우분투 설치하려면, Hyper-V, VirtualBox, VMware 등 가상머신 위에서 처리해도 된다. 여기에서는 우분투 16.04를 사용하였다.

개발용 소스 빌드 설치 시스템 업그레이드를 한다.
sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade

아래 패키지를 설치한다. 디펜던시 에러가 알 수 있다. 에러는 로그를 확인해 해결하도록 한다. 
sudo apt-get install build-essential libtool autotools-dev autoconf pkg-config libssl-dev
sudo apt-get install libboost-all-dev
sudo apt-get install libqt5gui5 libqt5core5a libqt5dbus5 qttools5-dev qttools5-dev-tools libprotobuf-dev protobuf-compiler
sudo apt-get install libqrencode-dev autoconf openssl libssl-dev libevent-dev
sudo apt-get install libminiupnpc-dev

Bitcoin 소스를 다운로드 한다.
cd ~
git clone https://github.com/bitcoin/bitcoin.git

Bitcoin 은 버클리 데이터베이스 4.8을 사용한다.

이를 설치한다. 단, 경로 지정시 theusername 부분은 로그인한 계정 이름과 소스 설치 경로를 고려해 수정하라. 참고로, 버클리 데이터베이스는 메모리 상에서 계산 처리하는 방식을 취해 처리 속도가 매우 빠르다.
cd ~
mkdir bitcoin/db4/
cd bitcoin/db4
wget 'http://download.oracle.com/berkeley-db/db-4.8.30.NC.tar.gz'
tar -xzvf db-4.8.30.NC.tar.gz
cd db-4.8.30.NC
mkdir build_unix
cd build_unix
../dist/configure --enable-cxx --disable-shared --with-pic --prefix=/home/theusername/bitcoin/db4/
make install

Bitcoin, Berkley DB 4.8 을 컴파일한다.
cd ~/bitcoin/
./autogen.sh

디펜던시 에러가 나면, 아래 명령을 실행해 본다.
./configure LDFLAGS="-L/home/theusername/bitcoin/db4/lib/" CPPFLAGS="-I/home/theusername/bitcoin/db4/include/"

그리고 다시 /autogen.sh 를 실행한다.  이제 컴파일을 한다.
make -s -j5

제대로 빌드되었다면, 다음 화면을 볼 수 있다. 

아래 폴더에 바이너리 파일이 있다면 성공한 것이다.
cd ~/bitcoin/
./src/bitcoind
./src/qt/bitcoin-qt
./src/bitcoin-cli

블록체인 사용
블록체인은 일반적인 블록체인 네트워크와 테스트용 네트워크를 제공한다.

1. 일반 네트워크 서버 실행
\빌드된 블록체인을 서비스하는 서버를 실행해 본다.
$ ./bitcoind -daemon
Bitcoin server start

그리고, 다음 명령을 이용해 동기화된 블록수를 확인해 본다.
$ ./bitcoin-cli getblockchaininfo

그럼 다음과 같이 표시되고, 블록수가 출력된다.

백그라운드로 실행되고 있는 bitcoin-d를 다음 명령으로 프로세스 번호를 확인한다.
$ ps -ef | grep bitcoin

확인된 프로세스를 다음과 같이 실행 종료 시킨다.
$ kill -process_number

2.  테스트 네트워크 서버 실행
블록체인 테스트 네트워크 망에서 거래를 테스트해보자. 이를 위해 다음 명령을 실행한다.
$ ./bitcoind -regtest -daemon

3. 블록 생성
101개 블록을 생성한다. 거래는 이 블록에 이력 기록된다.
$ ./bitcoin-cli -regtest generate 101

블록 수를 확인해 본다.
$ ./bitcoin-cli -regtest getblockcount
101

4. 타 계좌 생성
계좌를 생성한다(ktw를 사용하고 싶은 다른 이름을 변경한다).
$ ./bitcoin-cli -regtest getnewaddress ktw
2N8Bm2d2mGFAF7z2FZSRHvdpSNUt39zWa5X

기본 잔고 BTC를 확인해 본다.
$ ./bitcoin-cli -regtest getbalance
50.00000000

앞서 생성한 계좌의 잔고를 확인해 본다.
$ ./bitcoin-cli -regtest getbalance ktw
0.00000000

5. 송금 
10 BTC 송금하기 위해 송금처, 송금액을 지정해 트랜잭션을 발생한다. 이 결과로 트랜잭션 식별번호(txid)가 리턴된다.
$ ./bitcoin-cli -regtest sendtoaddress [앞에서 생성한 계좌번호] 10

트랜잭션을 확인해 본다.
$ ./bitcoin-cli -regtest listunspent
[
]

미확정된 트랜잭션을 다시 확인해 본다.
$ ./bitcoin-cli -regtest listunspent 0

송금자의 잔고를 다시 확인해 본다.
$ ./bitcoin-cli -regtest getbalance
49.99996240

미확정 트랜잭션을 확정하기 위해 채굴을 실행한다. 이 결과로 블록체인에는 채굴로 인한 트랜잭션이 블록에 저장되고, 트랜잭션이 블록에 저장되어 송금이 확정된다.
$ ./bitcoin-cli -regtest generate 1
[
 "36254b11d6c28434b0e14a2a84d633d38e46177d9298a56e132346a3d340be0c"
]

송금 확정되었는 지 다시 확인해 본다.
$ ./bitcoin-cli -regtest listunspent

이런식으로 거래 이력이 블록에 기록되고, 참여자간 거래 정보가 공유된다. 블록에 기록된 정보가 참여자간에 다르면, 누군가 정보를 위조한 것이다.

6. 잔고 확인
잔고를 확인해 본다.
$ ./bitcoin-cli -regtest getbalance ktw
10.00000000

UI기반 비트코인 도구 사용
UI기반 비트코인을 사용하기 위해 빌드된 /src/qt/bitcoin-qt 를 실행해 보자.
다음과 같이, Bitcoin Core가 실행될 것이다.

아직은 비트코인 지갑에 아무것도 없다. 메뉴에서 Options 를 선택하고, 언어를 다음과 같이 한국어로 설정한다.


프로그램을 종료하고 다시 실행다면, 다음과 같이 한글 인터페이스를 볼 수 있다. 이제 지갑을 만들고, 거래를 하면 된다.

참고로, UI QT메뉴에서 호출되는 기능을 담당하는 모듈은 다음과 같다.

소스코드 분석 과정
이제 제대로 동작되고 있으니, 핵심적인 소스코드를 분석해, 동작 방식을 좀 더 상세히 확인해 본다. 참고로, 다른 괜찬은 코드 분석 사례를 여기에서 참고할 수 있다. 그리고, 비트코인 doxygen 위키에서 관련 클래스의 설명을 확인할 수 있다. 사토시가 쓴 논문(한글버전)을 읽으면 전체 개념을 알기 쉽다. 소스코드와 기본적인 문서를 확인하였으니, 이제 소스 코드의 역공학을 통해 동적 실행 및 정적 구조를 분석해본다. 비트코인 소스코드는 C++로 개발되어 있다. 비트코인 문서를 보면, 비트코인 어플리케이션 클래스 간 참조 그래프를 확인할 수 있다.

정적 모델 구조
정적 모델 구조는 주로 데이터, 구조체, 클래스 구조를 주로 확인한다. 가장 기본적인 몇 가지 구조를 살펴보자. 사토시 나카모토가 비트코인 개발 할 때 가장 핵심이 되는 구조는 primitives, wallet 패키지에 담겨져 있다. 패키지 모듈 간 의존성 그래프를 보면, 다음과 같이 primitives 정보를 wallet이 의존하고 있는 것을 알 수 있다.
그외 중요한 패키지는 다음과 같다.
  • RPC: 블록체인 네트워크 참여자간 명령이나 데이터를 주고 받음
  • consensus:  머클트리(merkle) 트리를 관리하고, 참여자간 컨센서스를 처리함. 머클트리는 트랜잭션을 요약해 암호화한 해쉬값을 관리함

1. primitive 패키지
primitives 패키지는 블록체인의 핵심이 되는 구조인 블록, 트랜잭션 구조가 정의되어 있다. 블록체인과 트랜잭션 정보를 관리한다.

블록들을 연결하는 블록체인 인덱스는 CBlockIndex 클래스에 다음과 같이 정의된다. 


CBlockIndex는 CBlock의 베이스 클래스이고, 블록의 체인을 연결하는 구조는 다음 클래스 다이어그램과 같이 블록 정보를 가지고 있는 해쉬맵과 블록 인덱스를 이용해 관리된다. 실제 블록 체인 데이터는 디스크에 저장되고, 필요할 때 메모리로 serialization된다.

블록 정보의 신뢰성과 추적성을 확보하는 방식은 해쉬와 트랜잭션 이력을 블록 체인이 담아두는 구조에 있다. 해쉬 생성은 다음 호출 그래프와 같이 SHA256함수를 사용한다.

블록마다 트랜잭션 이력 정보가 다음과 같이 리스트 형식으로 관리된다. 트랜젹션은 입금 CTxIn, 출금 CTxOut 클래스를 리스트로 관리하고 있다. 출금은 출금 BTC를 저장하는 nValue를 가지며, 최대 BTC 는 사토시가 정의한 21000000 이다. 입금은 입금 트랜잭션 해쉬를 관리하는 COutPoint를 보관한다. 각 입출금 트랜잭션은 트랜잭션 시나리오가 정의된 CScript를 가지고 있어, 다양한 트랜젹션 시나리오 계산을 지원한다. CScript는 바이트 연산자를 처리하는 가상머신이며, 트랜잭션 계산에 특화되어 있다.

2. wallet 패키지
wallet(지갑. 계정)을 관리한다. 데이터는 CDB클래스를 통해 저장된다. 이를 활용하기 쉽게 CWalletDB를 정의하고 있다. DB를 사용하는 CWallet은 거래를 위한 개인키, 공개키를 지갑에 설정하여, 트랜잭션 시 보안을 지원한다. 지갑은 트랜잭션 정보가 관리되는 블록체인과 연결되며, 거래되는 계정 장부(address book)를 관리한다.
wallet 주요 클래스 구조 

지금까지 분석된 비트코인 정보 모델 구조를 매우 간략하게 요약하면, 다음과 같다.
동적 실행 모델 구조
비트코인 전체 동작을 기술하는 것은 지면한계상 어려우니, 핵심적인 블록체인 처리 부분만 실행 구조를 분석해 보자.

1. 비트코인 서버 실행
비트코인 서버 메인인 bitmaind.cpp를 분석해 본다.

int main(int argc, char* argv[])
{
    SetupEnvironment();   // 비트코인 환경 설정
    noui_connect();           // 비트코인 서버 기능 처리 핸들러 등록


    return (AppInit(argc, argv) ? EXIT_SUCCESS : EXIT_FAILURE);  // 서버 시작
}


bool AppInit(int argc, char* argv[]) 함수는 bitmaind 서버 옵션에 따라 필요한 함수를 호출한다. 이 함수은 다음과 같은 구조이다.
bool AppInit(int argc, char* argv[])
{
        AppInitBasicSetup();   // 어플리케이션 기본 설정
        fRet = AppInitMain();  // 메인 초기화
}

AppInitMain()이 호출되는 부분을 grep -r "AppInitMain" ./* 으로 확인해 본다.

AppInitMain가 코딩된 init.cpp를 확인한다. 주석에 Satoshi Nakamoto 2009 카피라이트를 발견할 수 있다. 라이센스는 MIT이다.
// Copyright (c) 2009-2010 Satoshi Nakamoto
// Copyright (c) 2009-2017 The Bitcoin Core developers
// Distributed under the MIT software license, see the accompanying
// file COPYING or http://www.opensource.org/licenses/mit-license.php.


bool AppInitMain()
{
    RegisterAllCoreRPCCommands(tableRPC);
    RegisterWalletRPC(tableRPC);

    bool fLoaded = false;
    while (!fLoaded && !fRequestShutdown) {

        do {
                LoadBlockIndex(chainparams);       // 블록 인덱스 로딩
                LoadGenesisBlock(chainparams);   // 최초 블록 제너시스 블록 로딩
                pcoinsdbview->Upgrade();              // 비트코인 뷰 업그레이드
                ReplayBlocks(chainparams, pcoinsdbview.get());  
                RPCNotifyBlockChange(true, tip);   // 블록 변경시 변경 공지함
        }
    }

    OpenWallets();   // 지급 열기
}

이 중 관심이 가는 Load다GenesisBlock() 을 확인한다. validation.cpp에 있다.
bool CChainState::LoadGenesisBlock(const CChainParams& chainparams)
{
    LOCK(cs_main);   // 쓰레드 동기화를 위한 락 처리

    if (mapBlockIndex.count(chainparams.GenesisBlock().GetHash()))  // 이미 블록 맵에 제네시스 블록이 등록되어 있으면, 굳이 로딩할 필요 없이 리턴함.
        return true;

        CBlock &block = const_cast<CBlock&>(chainparams.GenesisBlock());  // 블록 생성
        CDiskBlockPos blockPos = SaveBlockToDisk(block, 0, chainparams, nullptr); // 블록을 저장

        CBlockIndex *pindex = AddToBlockIndex(block); // 블록 인덱스에 블록 추가
        CValidationState state;
        ReceivedBlockTransactions(block, state, pindex, blockPos, chainparams.GetConsensus()); // 블록 트랜잭션 처리

    return true;
}

블록은 아래 함수를 통해 기존 블록 맵과 인덱스에 삽입되며, 입력된 해쉬값을 새로 생성된 해쉬값과 쌍으로 만들어, 다시 해쉬값을 생성한다. 각 블록의 해쉬가 일부 변경되면, 블록 체인의 모든 해쉬값은 재계산되어야 하고, 블록체인 참여자의 해쉬값도 모두 변경되어야 하므로, 위변조가 어렵다. 참고로, mapBlockIndex는 해쉬값을 생성하여, 해쉬값으로 객체를 관리하는 컨테이너인 unordered_map의 인스턴스이다.
CBlockIndex* CChainState::AddToBlockIndex(const CBlockHeader& block)
{
    uint256 hash = block.GetHash();   // 입력된 블럭 해쉬값 획득
    CBlockIndex* pindexNew = new CBlockIndex(block);   // 블럭을 생성하고 인덱스를 획득
    pindexNew->nSequenceId = 0;
    BlockMap::iterator mi = mapBlockIndex.insert(std::make_pair(hash, pindexNew)).first;
    pindexNew->phashBlock = &((*mi).first);    // 새로운 블럭의 해쉬값 생성 후 할당

    BlockMap::iterator miPrev = mapBlockIndex.find(block.hashPrevBlock);  // 이전 블럭 인덱스 획득
    if (miPrev != mapBlockIndex.end())   // 이전 블럭이 있으면
    {
        pindexNew->pprev = (*miPrev).second;   // 새로운 블럭의 이전 블록을 찾은 이전 블록과 체인 연결

        pindexNew->nHeight = pindexNew->pprev->nHeight + 1;  // 깊이 증가
        pindexNew->BuildSkip();
    }
    pindexNew->nTimeMax = (pindexNew->pprev ? std::max(pindexNew->pprev->nTimeMax, pindexNew->nTime) : pindexNew->nTime);   // nTimeMax 타임스탬프 갱신
    pindexNew->nChainWork = (pindexNew->pprev ? pindexNew->pprev->nChainWork : 0) + GetBlockProof(*pindexNew);
    pindexNew->RaiseValidity(BLOCK_VALID_TREE);  // Validity 플래그 마스크 설정
    if (pindexBestHeader == nullptr || pindexBestHeader->nChainWork < pindexNew->nChainWork)
        pindexBestHeader = pindexNew;

    setDirtyBlockIndex.insert(pindexNew);

    return pindexNew;
}


CBlockIndex * CChainState::InsertBlockIndex(const uint256& hash)
{
    BlockMap::iterator mi = mapBlockIndex.find(hash);  // 입력된 해쉬의 블록 획득
    if (mi != mapBlockIndex.end())  // 해쉬가 있으면 해당 블록 인덱스 리턴
        return (*mi).second;

    // Create new
    CBlockIndex* pindexNew = new CBlockIndex();   // 블록 인덱스 생성


    // 주어진 블록 해쉬와 새로 생성된 블록 해쉬를 합친후, 이에 대한 해쉬를 획득함
    mi = mapBlockIndex.insert(std::make_pair(hash, pindexNew)).first;  
    pindexNew->phashBlock = &((*mi).first);

    return pindexNew;
}


2. 계좌 트랜잭션 처리
./bitcoin-cli 명령을 이용해 다양한 트랜잭션 처리를 할 수 있다.  명령은 rpcwallet.cpp에 CRPCCommand 구조체 형식의 명령 테이블로 정의되어 있다.

static const CRPCCommand commands[] =
{ //  category  name                    actor (function)        argNames
    //  --------------------- ------------------------          -----------------------         ----------
    { "rawtransactions",    "fundrawtransaction",   &fundrawtransaction,    {"hexstring","options","iswitness"} },
    { "hidden","resendwallettransactions",         &resendwallettransactions,      {} },
    { "wallet","abandontransaction",   &abandontransaction,    {"txid"} },
       ...
    { "wallet","getaddressinfo",        &getaddressinfo,        {"address"} },
    { "wallet","getbalance",             &getbalance,            {"account","minconf","include_watchonly"} },
    { "wallet","getnewaddress",        &getnewaddress,         {"account","address_type"} },
       ...
    { "wallet","gettransaction",        &gettransaction,        {"txid","include_watchonly"} },
       ...
    { "wallet","listlockunspent",      &listlockunspent,       {} },
       ...
    { "wallet","sendtoaddress",        &sendtoaddress,        
       ...
    { "wallet","rescanblockchain",     &rescanblockchain,      {"start_height", "stop_height"} },
    { "generating",         "generate",             &generate,              {"nblocks","maxtries"} },
};

주요 bitcoin-cli 명령 처리 과정을 살펴보자.
generate 명령을 수행하면, 등록된 generate함수가 호출된다.  generate() 함수는 generateBlocks() 함수를 호출하며, 다음과 같은 블록 로직을 수행한다.

UniValue generateBlocks(std::shared_ptr<CReserveScript> coinbaseScript, int nGenerate, uint64_t nMaxTries, bool keepScript)
{
   int nHeightEnd = 0;
   int nHeight = 0;
   {   
       nHeight = chainActive.Height();        // 체인 높이 획득
       nHeightEnd = nHeight+nGenerate;
   }
   unsigned int nExtraNonce = 0;
   UniValue blockHashes(UniValue::VARR);
   while (nHeight < nHeightEnd)             // 추가할 체인 높이가 될때까지 체인 추가
   {
       CBlock *pblock = &pblocktemplate->block;
       ++nHeight;                                 // 체인 높이 증가
       blockHashes.push_back(pblock->GetHash().GetHex());   // 블록 해쉬를 블록해쉬맵에 추가함
   }
   return blockHashes;
}

sendtoaddress 명령 수행과정을 살펴보자. 이 명령은 다음 같은 옵션을 가진다. 
$ ./bitcoin-cli -regtest sendtoaddress [앞에서 생성한 계좌번호] 10

이를 수행하면, sendtoaddress() 함수가 실행된다. 먼저 request 파라메터에서 계좌번호에 해당하는 CWallet pwallet 객체와 송금할 금액 CAmount nAmount 변수를 얻는다. 송금계좌를 CTXDestination dest 객체에 넣고, 계좌에 대한 트랜잭션 처리를 위해, CWalletTX wtx를 준비한다. 이제 SendMoney() 함수를 호출해 송금한다. 그리고, 송금 트랜잭션에 대한 해쉬값을 얻어 리턴한다. SendMoney() 함수는 트랜잭션(거래) 객체를 생성하여, CommitTransaction() 함수에서 트랜잭션 이력 관리를 위한 링크를 만들고, 거래 사건을 브로드케스팅를 준비한다. 
아래 코드는 이 거래의 핵심적인 코드만 추려 보인 것이다.

UniValue sendtoaddress(const JSONRPCRequest& request)
{
    CWallet * const pwallet = GetWalletForJSONRPCRequest(request);     // 입력 파라메터 정보 획득

    // Make sure the results are valid at least up to the most recent block
    // the user could have gotten from another RPC command prior to now
    pwallet->BlockUntilSyncedToCurrentChain();

    CTxDestination dest = DecodeDestination(request.params[0].get_str());    // 송금 목적지 획득
    CAmount nAmount = AmountFromValue(request.params[1]);                // 송금액 획득
    CWalletTx wtx;
    SendMoney(pwallet, dest, nAmount, fSubtractFeeFromAmount, wtx, coin_control);   // 송금
    return wtx.GetHash().GetHex();       // 트랜잭션 해쉬값 리턴
}


static void SendMoney(CWallet * const pwallet, const CTxDestination &address, CAmount nValue, bool fSubtractFeeFromAmount, CWalletTx& wtxNew, const CCoinControl& coin_control)

{

    CScript scriptPubKey = GetScriptForDestination(address);   // 송금 계좌 주소 파싱

    CRecipient recipient = {scriptPubKey, nValue, fSubtractFeeFromAmount};    // 송금 영수증 정보 생성

    vecSend.push_back(recipient);
    pwallet->CreateTransaction(vecSend, wtxNew, reservekey, nFeeRequired, nChangePosRet, strError, coin_control);     // 트랜잭션 생성
    pwallet->CommitTransaction(wtxNew, reservekey, g_connman.get(), state);   // 트랜잭션 처리
}

bool CWallet::CommitTransaction(CWalletTx& wtxNew, CReserveKey& reservekey, CConnman* connman, CValidationState& state)
{
    AddToWallet(wtxNew);   // wallet에 트랜잭션 객체를 추가해 거래 이력정보를 관리하도록 함
    for (const CTxIn& txin : wtxNew.tx->vin)
    {
         CWalletTx &coin = mapWallet[txin.prevout.hash];   // 이전 트랜잭션 해쉬를 통해, 트랜잭션 객체 획득
         coin.BindWallet(this);                                        // 획득한 트랜잭션 객체와 링크 연결함
         NotifyTransactionChanged(this, coin.GetHash(), CT_UPDATED);
    }
    CWalletTx& wtx = mapWallet[wtxNew.GetHash()];        // 생성된 트랜잭션 객체 획득
    if (fBroadcastTransactions)  // 트랜잭션 브로드캐스트함
         wtx.AcceptToMemoryPool(maxTxFee, state); // 브로드캐스트 메모리풀에 추가. 거래 이력 전파.
    return true;
}


마무리
이 글에서는 비트코인 분석을 위해 소스를 빌드하고, 동작 방식을 확인해 보았다. 코드를 분석해 보면, 복잡하기는 하지만 블록체인 개념에 새로운 기술을 사용한 것은 아니다. 공개키/개인키 암호화, 해쉬함수, 블록과 인덱스 관리 구조, 트랜잭션 이력관리 리스트, 데이터베이스 처리 등은 이미 기존에 많이 활용하던 기술이다. 코드는 깔끔하고, 크게 군더더기가 없어 보이는 데, 트랜잭션 처리에 간단한 가상머신을 만들어, 거래 시나리오를 사용자화할 수 있는 확장성을 지원한 개념이 좋았다.

비트코인에서 사용한 블록체인이 사회적으로 크게 이슈화 된 이유는, 기존 시스템의 신뢰성 확보 방안인 중앙집중식 관리가 네트웍 및 보안 기술의 발달로 분산처리화되면서, 기존 시스템의 기득권과 게임의 법칙이 변화하고 있는 부분에 있다.

컨텐츠의 신뢰성, 무결성, 추적성을 통제하는 모든 시스템에 블록체인 기술을 활용할 수 있다. 스마트 계약(contract)을 구현하기 위해 블록체인을 응용하는 경우가 많아지고 있다. 참고로, 이더리움은 계약과 관련된 정보를 사용자화하여, 블록으로 관리할 수 있는 플랫폼을 제공한다. 이더리움의 많은 개념은 비트코인에서 가져왔다.

블록체인이 만능이 아님은 여러 해킹 뉴스를 통해 접할 수 있다. 이는 기술 활용 전에 사회적, 제도적 준비가 되어 있어야 한다고 생각한다. 아울러, 블록체인을 제대로 활용하기 위해서는 기술에 대한 근본적인 이해가 필요할 것이다.

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