Devkly

RawTransaction은 어떻게 만들어질까?

November 29, 2021

nonce가 변하면 txid도 변한다는것은 많이 들어본 이야기다.

하지만 SDK 를 사용해 개발을 하다보니 어느새 정말 바뀌는지 혼란스러웠다.

rawTransaction이 어떻게 만들어지는지 알아보자

import ethers from 'ethers.js'

async function sendTransaction(
    wallet: ethers.Wallet, 
    to: string, 
    value: ethers.BigNumber
  ): string {

    const gasPrice = await getGasPrice()
    const gasLimit = getGasLimit()
    
    const transactionRequest = { gasPrice, gasLimit, to, value }
    const fullTx = await wallet.populateTransaction(transactionRequest)
    const signed = await wallet.signTransaction(fullTx)

    const result = await provider.sendTransaction(signedTx)

    return result.hash
}

위는 ethers.js 모듈을 사용해서 transaction을 전송하는 과정이다.

그런데 어디에도 nonce는 보이지 않는다. 정말 txid가 변할까?

ethers.js

사실 SDK 내부 구현에서 대부분의 작업을 처리해주고 있기 때문에 혼란스러움을 느낀 것이다.


“gasPrice, nonce, gasLimit, chainId를 채우고 반환한다.”

from populateTransaction 문서


즉, (객체 초기화 당시) 설정한 provider에게 TransactionCount를 조회 한다. 명시적으로 입력하지 않은 nonce가 해당 메소드를 통해 채워지는 것이다.

// ethers.js populateTransaction method
if (tx.nonce == null) {
  tx.nonce = this.getTransactionCount("pending") 
}

from ethers.js github

코드에서 account의 transactionCount를 조회하는것을 확인 가능하다.


정리하자면, nonce를 명시적으로 입력하지 않았지만 sdk 메소드를 통해 서명 전 필요한 값을 모두 채웠다.


‘복잡성’을 라이브러리 속으로 감추고, 로직을 구현했기 때문에 혼란이 발생했다.

그렇다면 서명전에 필요한 값은 무엇일까?

지금부터 나오는 내용은 “최신 정보”가 아니다. 예를들어 EIP-1559 변경사항은 포함되어 있지 않다.


<마스터링 이더리움> 6장을 일부 수정한 내용이다.


필요한 정보는 아래와 같다.

  • nonce
  • gas price
  • gas limit
  • recipient (to address)
  • value (payment)
  • data (contract invocation)
  • v, r, s (EOA의 ECDSA 디지털 서명의 세가지 구성 요소)

from address가 존재하지 않는 이유는, EOA의 공개키를 v, r, s 구성요소로 부터 알아낼 수 있기 때문이다. 또한 공개키 복구 과정은 설명하지 않는다.

v 값에는 chainID 값이 포함된다.

그렇다면 어떻게 rawTransaction이 만들어지는걸까?

“트랜잭션은, 필요한 데이터를 포함하는 RLP 인코딩 체계를 사용하여 시리얼라이즈된 바이너리 메세지다.”

  1. [nonce, gasPrice, gasLimit, to, value, data, chainID, 0, 0]의 9개 필드를 포함하는 트랜잭션 데이터 구조 생성
  2. RLP로 인코딩된 트랜잭션 데이터 구조의 시리얼라이즈된 메시지를 생성
  3. 시리얼라이즈된 메시지의 Keccak-256 해시를 계산
  4. EOA의 개인키로 해시에 서명하여 ECDSA 서명을 계산
  5. ECDSA 서명의 계산된 v, r, s 값을 트랜잭션에 추가
  6. 서명이 추가된 트랜잭션 데이터를 RLP 인코딩해 시리얼라이즈하여 전파

위 내용을 좀 더 자세히 설명해보겠다. (From KlaytnDocs)

아래는 1번 ~ 5번까지의 내용이다.

const message = rlp([
  nonce, gasPrice, gas, to, value, input, chainid, 0, 0
])
const hash = keccak256(message)
const signature = sign(hash, <private key>)

아래는 6번의 내용이다.

const rawTransaction = rlp([
  nonce, gasPrice, gas, to, value, input, v, r, s
])
const txHash = keccak256(rawTransaction)

실제로 caver.js를 이용해서 txHash를 뽑는 코드

  • 위와 동일하게 rawTransaction 값의 keccak256 해시값을 계산한다.
const txhash = caver.utils.keccak256(tx.getRLPEncoding())

그렇다면 rawTransaction을 왜 본 기억이 없을까? (정확히 말하면 자주 보진 않는다.)


간단하다. 보통 보기 쉽게 출력해주기 때문이다. (Node의 특정 API, 라이브러리 등)

심지어 RPC 콜을 할때도 rawTransaction만을 조회하는 API는 별도로 존재한다.


예를들어 일반 사용자가 자주 접하는 메타마스크나 또는 이더스캔은 사용자가 보기 쉽게 정보를 재가공해서 보여준다.

또한 Blockchain Client 없이 https://etherscan.io/getRawTx?tx={txhash} 주소로 rawTransaction을 쉽게 확인가능하다.

마무리

이더리움은 글로벌 싱글톤 상태 머신이며, 트랜잭션은 이 상태 머신을 움직여서 상태를 변경할 수 있도록 만든다.


이렇게 만들어진 트랜잭션을 네트워크에 전파하고, 블럭에 포함되면 결국 이더리움 싱글톤 상태가 수정된다.


얼마전 “트랜잭션 서명의 검증 과정”에서 문제가 발생하여 클레이튼 네트워크가 36시간 동안 장애가 생겼엇다.

해당 이슈를 첨부하고 글을 마무리하겟다. Klaytn 메인넷(Cypress)의 11/13 블록 생성 장애 복구 과정 및 원인 분석

출처 및 참고

Written by@Juna
I love Node.js