스위프트로 배우는 블록체인 -스마트 컨트랙트

스위프트로 배우는 블록체인 -스마트 컨트랙트

스마트컨트랙트 구현

물건을 산다거나 보험에 가입한다거나 할때 발생하는 거래데이터를 거래타입에 따라 결과값이 달라지는 스마트 컨트렉트 기능을 구현해보는시간을 가지겠습니다. 쉽게말해서 가입비가 일반회원이면 10만원이고, vip회원이면 20만원이 되는 스마트컨트랙트 거래기능을 구현해보겠습니다. 먼저 거래 타입 enum을 만들어 준다. 나중에 transaction을 발생시킬때 domestic인지 international인지 아래에서 선택할 수 있습니다.

//거래 타입

enum TransactionType : String, Codable{

    case domestic

    case international

}

거래 데이터 클래스를 수정해준다. fee, transactionType부분이 추가 되었다.

//거래 데이터 구조체

class Transaction : Codable{

    var from: String

    var to: String

    var amount: Double

   

    //수수료

    var fees: Double = 0.0

    //거래 타입

    var transactionType : TransactionType

    

    //초기화

    init(from:String,to:String,amount:Double,transactionType:TransactionType) {

        self.from = from

        self.to = to

        self.amount = amount

        self.transactionType = transactionType

    }

}

스마트컨트랙트 프로토콜 함수와 그것을 상속받은 TransactionTypeSmartContract 함수 구현

// 스마트 컨트랙드 프로토콜 함수 - 지원,신청하는 계약임

protocol SmartContract{

    func apply(transaction : Transaction)

}

//스마트 컨트랙트를 상속한 함수 구현

class TransactionTypeSmartContract : SmartContract{

    //스마트 컨트랙트 함수가 호출되면 apply 함수 실행

    func apply(transaction: Transaction) {

        

        var fees = 0.0

        //거래 타입에 따라 fees 계산해주기

        switch transaction.transactionType {

        case .domestic:

            fees = 0.02

        case .international:

            fees = 0.05

        }

        //거래 타입에 따라서 항목 계산 후 대입

        transaction.fees = transaction.amount * fees

        transaction.amount -= transaction.fees

    }

}

class Blockchain : Codable(){} 함수 안에 코드 작성

    //스마트 계약 관련 데이터 배열 변수

 private (set) var smartContracts : [SmartContract] = [TransactionTypeSmartContract()]

    private enum CodingKeys : CodingKey {

        case blocks

    }

위의 CodingKeys와 Codable은 swift4에 추가된 기능인데 이것들에 대한 자세한 설명은 http://blog.canapio.com/129 참고.

addBlock .. 블락을 추가할때 스마트컨트랙트 거래내역도 함께 추가

    //블록체인 구조체에 블록을 추가하는 함수

    func addBlock(_ block : Block){

        //체인에 아무런 블록이 없으면 제네시스 블록 생성

        if self.blocks.isEmpty{

            //제네시스 블록의 이전 해쉬값 (임의지정)

            block.previousHash = "0000000000"

            //제네시스 블록의 해쉬값

            block.hash = generateHash(for :block)

        }

        

        // 이부분! 스마트 컨트렉트 거래내역 추가

        self.smartContracts.forEach { contract in

            block.transactions.forEach { transaction in

                contract.apply(transaction: transaction)

            }

        }

        

        //삽입

        self.blocks.append(block)

 }

json으로 인코딩 -> String으로 출력

//인코딩

let data = try! JSONEncoder().encode(blockchain)

//json데이터를 string으로 출력

let blockchainJSON = String(data: data, encoding: .utf8)

print(blockchainJSON!)

결과

전체코드

import Cocoa

//거래가 발생할때 거래 타입 선택 가능

enum TransactionType : String, Codable{

    case domestic

    case international

}

// 스마트 컨트랙드 프로토콜 함수 - 지원,신청하는 계약임

protocol SmartContract{

    func apply(transaction : Transaction)

}

//스마트 컨트랙트를 상속한 함수 구현

class TransactionTypeSmartContract : SmartContract{

    //스마트 컨트랙트 함수가 호출되면 apply 함수 실행

    func apply(transaction: Transaction) {

        

        var fees = 0.0

        //거래 타입에 따라 fees 계산해주기

        switch transaction.transactionType {

        case .domestic:

            fees = 0.02

        case .international:

            fees = 0.05

        }

        //거래 타입에 따라서 항목 계산 후 대입

        transaction.fees = transaction.amount * fees

        transaction.amount -= transaction.fees

    }

}

//거래 데이터 구조체

class Transaction : Codable{

    var from: String

    var to: String

    var amount: Double

    

    //수수료

    var fees: Double = 0.0

    //거래 타입

    var transactionType : TransactionType

    

    //초기화

    init(from:String,to:String,amount:Double,transactionType:TransactionType) {

        self.from = from

        self.to = to

        self.amount = amount

        self.transactionType = transactionType

    }

}

//블록 구조체

class Block: Codable{

    //번호, 이전해쉬,해쉬,nonce를 가지고 있다.

    var index : Int = 0

    var previousHash : String = ""

    var hash: String!

    var nonce : Int

    

    //거래 내역을 가지고 있다.

    private (set) var transactions : [Transaction] = [Transaction]()

    

    

    //key 변수

    var key : String {

        get{

            //위 transaction 배열을 json 형식으로 변경

            let transactionsData = try! JSONEncoder().encode(self.transactions)

            // json형식의 transaction 배열을 String 값으로 변경

            let transactionsJSONString = String(data: transactionsData, encoding:.utf8)

            //번호, 이전해쉬, nonce + transactionString 값을 이용해서 고유 key 생성

            return String(self.index) + self.previousHash + String(self.nonce) + transactionsJSONString!

        }

    }

    //거래 내역을 담는 함수

    func addTransaction(transaction: Transaction){

        self.transactions.append(transaction)

    }

    

    //초기화

    init(){

        self.nonce = 0

    }

}

//체인 구조체

class Blockchain : Codable {

    //블록이 배열형태로 저장됨

    private (set) var blocks : [Block] = [Block]()

    

    //스마트 계약 관련 데이터 배열 변수

    private (set) var smartContracts : [SmartContract] = [TransactionTypeSmartContract()]

    

    

    //초기화

    init(genesisBlock : Block){

        addBlock(genesisBlock)

    }

    

    private enum CodingKeys : CodingKey {

        case blocks

    }

    

    //블록체인 구조체에 블록을 추가하는 함수

    func addBlock(_ block : Block){

        //체인에 아무런 블록이 없으면 제네시스 블록 생성

        if self.blocks.isEmpty{

            //제네시스 블록의 이전 해쉬값 (임의지정)

            block.previousHash = "0000000000"

            //제네시스 블록의 해쉬값

            block.hash = generateHash(for :block)

        }

        

        // run the smart contracts

        self.smartContracts.forEach { contract in

            block.transactions.forEach { transaction in

                contract.apply(transaction: transaction)

            }

        }

        

        //삽입

        self.blocks.append(block)

    }

    

    //해쉬 생성 함수

    func generateHash(for block : Block) -> String{

        //block의 key 값을 이용해서 hash 값을 만들어 낸다.

        var hash = block.key.sha1Hash()

        // 특정값 (앞 2자리가 00 인 hash 값 구하기

        while(!hash.hasPrefix("00")){

            //조건이 맞지 않을 경우 block의 noce 값 증가

            block.nonce += 1

            hash = block.key.sha1Hash()

            print(hash)

        }

        

        return hash

    }

    

    //새로운 블락 구하는 함수, 다음 블록 생성

    func getNextBlock(transactions:[Transaction]) ->Block{

        //새 블록 객체

        let block = Block()

        //새로운 블록이 생성될때는 이전 거래 내역이 배열로 들어간다.

        transactions.forEach { (transaction) in

            block.addTransaction(transaction: transaction)

        }

        //새로운 블록에는 이전 블록의 hash 값, 번호, 자신의 hash 값이 들어간다.

        let previousBlock = getPreviousBlock()

        block.index = self.blocks.count

        block.previousHash = previousBlock.hash

        block.hash = generateHash(for: block)

        return block

    }

    

    //이전 블럭 가져오기

    private func getPreviousBlock() -> Block {

        return self.blocks[self.blocks.count - 1]

    }

}

//제네시스 블록 생성

let genesisBlock = Block()

//추가

let blockchain = Blockchain(genesisBlock: genesisBlock)

//새로운 거래 발생

let transaction = Transaction(from: "kim", to: "hong", amount: 1000,transactionType:.international)

print("--------------------------------------------------------")

//위에서 발생한 거래내역을 새로운 블럭을 생성하는 함수안에 넣어주었다.

let block = blockchain.getNextBlock(transactions: [transaction])

//새로만든 블록을 넣어주고

blockchain.addBlock(block)

//인코딩

let data = try! JSONEncoder().encode(blockchain)

//json데이터를 string으로 출력

let blockchainJSON = String(data: data, encoding: .utf8)

print(blockchainJSON!)

//블록의 총 개수를 확인해보자.

//print(blockchain.blocks.count)

//let block1 = Block()

//block1.addTransaction(transaction: transaction)

//block1.key

// String 확장

extension String {

    

    func sha1Hash() -> String {

        

        let task = Process()

        task.launchPath = "/usr/bin/shasum"

        task.arguments = []

        

        let inputPipe = Pipe()

        

        inputPipe.fileHandleForWriting.write(self.data(using: String.Encoding.utf8)!)

        

        inputPipe.fileHandleForWriting.closeFile()

        

        let outputPipe = Pipe()

        task.standardOutput = outputPipe

        task.standardInput = inputPipe

        task.launch()

        

        let data = outputPipe.fileHandleForReading.readDataToEndOfFile()

        let hash = String(data: data, encoding: String.Encoding.utf8)!

        return hash.replacingOccurrences(of: "  -\n", with: "")

    }

}

전체코드

BlockChainSwift.playground.zip