Officine Bitcoin Lição Bitcoin-only Este projeto é mantido por valerio-vaccaro

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Fullnode e hardware para um nó

Ter um nó Bitcoin é fundamental, pois permite, com a máxima privacidade:

• validar toda a cadeia do Bitcoin,
• verificar o saldo dos nossos wallets,
• transmitir as nossas novas transações,
• …

Seleção do hardware

• mínimo 2GB de memória RAM, recomendados 4GB,
• disco com pelo menos 1TB de armazenamento, recomendados 2TB,
• cpu multi-core suficientemente potente, provavelmente qualquer processador desenvolvido na última década.

Reutiliza um computador antigo

Um computador antigo pode ser reciclado como nó. No caso de um laptop, recomenda-se remover a bateria, que, estando sempre em carga, poderia representar um risco. A grande vantagem é o custo igual a zero ou limitado apenas ao disco de maior capacidade.

Raspberry pi e outras placas

Raspberry pi é uma placa ARM muito usada para criar sistemas IoT e nós. No entanto, o custo excessivo e a necessidade de um disco ligado por USB fazem com que não seja a melhor escolha possível em termos de desempenho e estabilidade.

Odroid-M1 é uma placa ARM potente e com um slot interno para adicionar armazenamento extra.

Thin client

Com um orçamento muito reduzido, 30-100 euros, é possível comprar um Thin Client usado, no ebay, que combina baixo consumo com desempenho suficiente para executar o nó.

Como exemplos de Thin Client, foram testados os seguintes modelos:

• Fujitsu Futro s920
• HP t620

Seleção do software

Instalar o mínimo possível de software num nó limita os possíveis ataques e torna o sistema mais simples de manter.

Online encontram-se soluções prontas, como Umbrel, Mynode e outras, que mascaram as verificações de segurança e acrescentam software e scripts, por exemplo docker, difíceis de controlar. Nestas lições vamos focar-nos na criação de um nó manualmente, ou seja, instalando manualmente todo o software necessário.

Passo 0 - O sistema operativo

A primeira escolha a fazer é o sistema operativo. A recomendação é usar Linux numa versão LTS, ou seja, com suporte garantido por um número suficientemente longo de anos. A minha escolha pessoal recai sobre Debian 12.

O sistema operativo escolhido deve então ser instalado no computador e todos os pacotes devem ser atualizados. A atualização será algo que nos acompanhará durante toda a vida do nó.

Também se recomenda instalar tor, e/ou outra VPN se necessária, e ssh, para permitir a manutenção remota do nó.

Por fim, uma UPS poderia salvar o nó de quedas bruscas de corrente, evitando deixar bitcoin e os outros softwares num estado inconsistente.

Passo 1 - Instalamos Bitcoin

Descarregamos core, os hashes e as assinaturas.

wget https://bitcoincore.org/bin/bitcoin-core-28.1/bitcoin-28.1-x86_64-linux-gnu.tar.gz
wget https://bitcoincore.org/bin/bitcoin-core-28.1/SHA256SUMS
wget https://bitcoincore.org/bin/bitcoin-core-28.1/SHA256SUMS.asc

Caso se utilize uma board com arquitetura arm, o pacote deverá ser corrigido para bitcoin-28.1-aarch64-linux-gnu.tar.gz, isto é, o mesmo pacote mas compilado para a arquitetura arm de 64 bits, aarch64, que é precisamente a usada pela odroid.

Neste ponto podemos verificar se um dos hashes em SHA256SUMS corresponde ao arquivo descarregado.

sha256sum --ignore-missing --check SHA256SUMS

O resultado indica que foi encontrada uma correspondência para o arquivo descarregado.

bitcoin-28.1-x86_64-linux-gnu.tar.gz: OK

Agora verificamos as assinaturas do ficheiro SHA256SUMS. Antes, se necessário, obtemos as chaves e importamo-las.

git clone https://github.com/bitcoin-core/guix.sigs
gpg --import guix.sigs/builder-keys/*

E por fim verificamos as assinaturas.

gpg --verify SHA256SUMS.asc

Se virmos várias vezes a mensagem gpg: Good signature from ..., significa que encontrámos assinaturas válidas.

Procedemos à descompactação e instalação.

tar xzvf bitcoin-28.1-x86_64-linux-gnu.tar.gz 
sudo install -m 0755 -o root -g root -t /usr/local/bin bitcoin-28.1/bin/*

E pronto: agora temos bitcoind, bitcoin-cli e as outras utilidades prontas para serem lançadas.

Por agora lançamos bitcoind e veremos algum log. O Bitcoin começa a sincronizar-se e agora existirá um diretório com a blockchain e todas as configurações em ~/.bitcoin/.

A partir de outro terminal podemos verificar o funcionamento do bitcoind executando o comando tail -f ~/.bitcoin/debug.log.

Passo 1b - Configuramos Bitcoin

Como já vimos anteriormente, o diretório em que o Bitcoin Core guarda as configurações e a blockchain no Linux é ~/.bitcoin/. Caso se queira alterar a localização de armazenamento, podem usar-se diferentes abordagens:

• criar um link simbólico do diretório para um disco maior com o comando ln -s,
• usar na linha de comando ou dentro de bitcoin.conf o comando datadir, especificando o diretório de destino.

O Bitcoin Core suporta três tipos diferentes de redes às quais se pode ligar:

• mainnet, a rede clássica a que todos estamos habituados e que é o padrão do core,
• testnet, uma rede análoga à mainnet, mas cujos tokens não têm valor; o mining continua a ser efetuado, mas se não houver blocos durante 20 minutos a dificuldade cai drasticamente; sofre frequentemente reorg importantes,
• regtest, neste modo tem-se uma pequena blockchain privada que começa sempre do zero e onde é possível minerar com dificuldade mínima; serve para testes locais.

Outro comando útil é daemon, que, se definido, não mantém o log do Bitcoin Core ligado à consola atual. Para ver o funcionamento, será sempre possível usar o comando tail -f ~/.bitcoin/debug.log.

Todas as configurações podem ser lançadas pela linha de comando ou através do ficheiro ~/.bitcoin/bitcoin.conf. Um ficheiro compatível com uma configuração doméstica, isto é, em que quero manter o consumo de recursos no mínimo, poderia ser o seguinte. ficheiro de configuração

daemon=1  
blocksonly=1  
maxconnections=20  
maxuploadtarget=500  
txindex=1  
blockfilterindex=1

rpcallowip=0.0.0.0/0
rpcallowip=0.0.0.0/0
rpcuser=username
rpcpassword=password

Onde:

• o servidor é desligado da consola com daemon=1
• são descarregados apenas os blocos e não a mempool, blocksonly=1
• são permitidas até vinte ligações, txindex=1
• enviam-se informações aos outros nós na internet até ao máximo de 500 megabytes por dia, maxuploadtarget=500
• mantém-se um índice das transações, txindex=1
• mantém-se um índice dos blockfilter, blockfilterindex=1
• damos a qualquer pessoa a possibilidade de se ligar por rpc, rpcallowip=0.0.0.0/0
• ligamos rpc a todas as placas de rede, rpcallowip=0.0.0.0/0
• definimos um username para rpc, rpcuser=username, obviamente a substituir
• definimos uma password para rpc, rpcpassword=password, obviamente a substituir

A lista completa das funcionalidades pode ser encontrada em https://jlopp.github.io/bitcoin-core-config-generator

Também se pode fazer tudo com um único comando de terminal.

cat >bitcoin.conf <<EOL
daemon=1  
blocksonly=1  
maxconnections=20  
maxuploadtarget=500  
txindex=1  
blockfilterindex=1

rpcallowip=0.0.0.0/0
rpcbind=0.0.0.0
rpcuser=username
rpcpassword=password
EOL

Caso se tenha disponível outro nó já sincronizado, pode usar-se a opção connect para se ligar SÓ E EXCLUSIVAMENTE a esse nó. Se esse nó estiver na rede local, ganha-se tempo e largura de banda com esta configuração simples.

Desde a release 26, o core suporta cifragem das comunicações entre os nós com a opção v2transport.

Todas as configurações mostradas dizem respeito à clearnet; as configurações para tor serão objeto de outra lição.

Passo 1c - Lançamos Bitcoin

Lançamos Bitcoin criando um ficheiro de arranque para systemd.

sudo  sh -c "cat > /etc/systemd/system/bitcoind.service <<EOL
[Unit]
Description=Bitcoin daemon
After=network.target

[Service]
User=bitcoin
Group=bitcoin
Type=forking
PIDFile=/home/bitcoin/.bitcoin/bitcoind.pid
ExecStart=/usr/local/bin/bitcoind -pid=/home/bitcoin/.bitcoin/bitcoind.pid
KillMode=process
Restart=always
TimeoutSec=120
RestartSec=30

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOL"

Atenção: neste caso estamos a usar o utilizador bitcoin para iniciar o software.

Podemos então registar o script criado e lançá-lo.

sudo systemctl enable bitcoind
sudo systemctl start bitcoind

Sempre que se quiser verificar o estado do software, pode usar-se o seguinte comando.

systemctl status bitcoind

Passo 2 - Instalamos Electrs

Instalamos Electrs, que é um servidor electrum baseado em Rust; o primeiro passo é, portanto, instalar essa linguagem.

curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh

Instalamos também clang e o pacote build-essential.

apt update
apt install clang cmake build-essential -y

Descarregamos a última versão, atualmente a 0.10.5, do Github.

VERSION="0.10.5"
git clone --branch v$VERSION https://github.com/romanz/electrs.git
cd electrs

Importamos a chave do programador de Electrs e verificamos a assinatura dos commits Github.

curl https://romanzey.de/pgp.txt | gpg --import
git verify-tag v$VERSION

Se a assinatura estiver correta, podemos passar à compilação …

cargo build --locked --release

e depois à instalação.

sudo install -m 0755 -o root -g root -t /usr/local/bin ./target/release/electrs

Passo 2b - Configuramos Electrs

Para configurar Electrs, criamos o ficheiro config.toml com o seguinte conteúdo.

# bitcoin core configuration
auth = "username:password"
daemon_rpc_addr = "127.0.0.1:8332"
daemon_p2p_addr = "127.0.0.1:8333"

# electrs configuration
db_dir = ".electrum"
network = "bitcoin"
electrum_rpc_addr = "127.0.0.1:50001"
log_filters = "INFO"

Também se pode fazer tudo com um único comando de terminal.

cat >config.toml <<EOL
# bitcoin core configuration
auth = "username:password"
daemon_rpc_addr = "127.0.0.1:8332"
daemon_p2p_addr = "127.0.0.1:8333"

# electrs configuration
db_dir = ".electrum"
network = "bitcoin"
electrum_rpc_addr = "127.0.0.1:50001"
log_filters = "INFO"
EOL

Podemos lançar Elects com o comando

electrs --conf config.toml

e esperar que electrs termine de indexar todos os blocos.

Passo 2c - Lançamos Electrs

Como no Bitcoin, podemos lançar o software criando um script para systemd.

sudo  sh -c "cat > /etc/systemd/system/electrs.service <<EOL
[Unit]
Description=Electrs daemon
After=bitcoind.target

[Service]
User=bitcoin
Group=bitcoin
Type=forking
ExecStart=/usr/local/bin/electrs --conf /home/bitcoin/electrs_config.toml
KillMode=process
Restart=always
TimeoutSec=120
RestartSec=30

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOL"

Atenção: neste caso estamos a usar o utilizador bitcoin para iniciar o software.

Podemos então registar o script criado e lançá-lo.

sudo systemctl enable electrs
sudo systemctl start electrs

Sempre que se quiser verificar o estado do software, pode usar-se o seguinte comando.

systemctl status electrs

Passo 3 - Instalamos CLN

A completar

Passo 3b - Configuramos CLN

A completar

Passo 4 - Instalamos Mempool.space

Instalamos mariadb.

sudo apt-get install mariadb-server mariadb-client

E criamos db e utilizador.

sudo mysql -e "drop database mempool;"
sudo mysql -e "create database mempool;"
sudo mysql -e "grant all privileges on mempool.* to 'mempool'@'%' identified by 'mempool';"
sudo mysql -e "flush privileges;"

Clonamos o código

git clone https://github.com/mempool/mempool
cd mempool
latestrelease=$(curl -s https://api.github.com/repos/mempool/mempool/releases/latest|grep tag_name|head -1|cut -d '"' -f4)
git checkout $latestrelease

Certifiquemo-nos de usar node 20.x e a última versão do npm.

sudo npm i -g npm
sudo npm i -g node@20

Tratamos de compilar e testar o backend

cd backend
npm install --no-install-links # npm@9.4.2 and later can omit the --no-install-links
npm run build

cp mempool-config.sample.json mempool-config.json
npm run start

Verificar atentamente as configurações de mempool-config.json.

Passamos ao frontend.

cd ..

cd frontend
npm install
npm run serve:local-prod

Passo 4b - Configuramos Mempool

A configuração do backend encontra-se no ficheiro mempool-config.json.

Passo 4c - Lançamos Mempool

Podemos lançar Mempool com pm2, que deve ser instalado.

sudo npm i -g pm2
pm2 startup 

Lançamos o backend.

cd ..
cd backend 
pm2 start "npm run start"

Depois lançamos o frontend.

cd ..
cd frontend
pm2 start "npm run serve:local-prod"

Guardamos tudo.

pm2 save

Bitcoin com ligação apenas via tor

Começamos por instalar tor.

sudo apt install tor

e configuramos o ficheiro de configuração do tor para criar um novo hidden service exportando a porta 8333 do nó.

cat > /etc/tor/torrc <<EOL
HiddenServiceDir /var/lib/tor/hidden_service/
HiddenServicePort 8333 127.0.0.1:8333
EOL

Podemos reiniciar o tor para aplicar as alterações; isto permite exportar a porta 8333 do nosso nó, mas não limitar o acesso ao nó apenas e exclusivamente via tor.

sudo systemctl restart tor

e obter o endereço onion do nó.

cat /var/lib/tor/hidden_service/hostname

Feito isso, podemos limitar o acesso ao nó apenas e exclusivamente via tor, modificando a configuração de bitcoin.conf deste modo:

proxy=127.0.0.1:9050
listen=1
bind=127.0.0.1:8333=onion
externalip=tor_url.onion
onlynet=onion

Onde tor_url.onion é o endereço onion do nó obtido anteriormente.

Ao reiniciar o nó, podemos verificar que o nó é acessível apenas e exclusivamente via tor.

sudo systemctl restart bitcoind

bitcoin-cli getnetworkinfo

Aqui deveríamos ver que o nó é acessível apenas e exclusivamente via tor, ou seja, que só a rede onion está reachable.

Além disso, todos os nossos peer serão identificados por endereços onion.

bitcoin-cli getpeerinfo

Atenção: tor é extremamente lento; tenham isso em conta quando quiserem sincronizar o nó a partir do zero.

Testnet

Uma rede útil para ganhar prática é testnet, que difere de mainnet porque:

• os tokens não têm valor e existem sites que vos oferecem satoshi de testnet para fazer testes,
• podem transacionar sempre com o mínimo de fees,
• o mining é flutuante, também porque não se ganha nada com ele,
• se um bloco não for minerado durante 20 minutos, a dificuldade cai drasticamente,
• frequentemente há reorg importantes; deste ponto de vista é pior do que mainnet.

Muitos wallets, green, electrum, specter, sparrow e outros, suportam testnet e podem ser usados para:

• aprender sem pôr em risco os próprios fundos,
• fins didáticos,
• experimentar coisas novas.

Algumas ferramentas úteis, autopromoção, para testnet:

• BTCBouncer permite efetuar pagamentos para vários endereços e receber os fundos, menos uma fee, no espaço de alguns blocos,
• BTCSigner permite experimentar um multisig com um nó core em testnet.

Existem muitos outros tools e sites web que suportam testnet, além dos block explorer mais importantes.

Bitcoin-cli

Bitcoin-cli é a utilidade de linha de comando para interagir com Bitcoin Core.

Os comandos têm o formato:

bitcoin-cli [options] <command> [params]

e pode-se sempre usar help para obter a lista dos comandos ou informações sobre um comando específico.

Comandos informativos sobre a blockchain

• getbestblockhash
• getblock “blockhash”
• getblockchaininfo
• getblockcount
• getblockhash height
• getblockheader “blockhash”
• getmempoolentry “txid”
• getmempoolinfo
• getrawmempool
• gettxoutproof [“txid”,…]
• …

Comandos de controlo

• help ( “command” )
• stop
• uptime
• …

Comandos para mining

• getblocktemplate ( “template_request” )
• submitblock “hexdata” ( “dummy” )
• …

Comandos para a rede

• addnode “node” “command”
• disconnectnode ( “address” nodeid )
• getnetworkinfo
• …

Gestão de Rawtransactions

• analyzepsbt “psbt”
• combinepsbt [“psbt”,…]
• combinerawtransaction [“hexstring”,…]
• createpsbt [{“txid”:”hex”,”vout”:n,”sequence”:n},…] [{“address”:amount,…},{“data”:”hex”},…] ( locktime replaceable )
• createrawtransaction [{“txid”:”hex”,”vout”:n,”sequence”:n},…] [{“address”:amount,…},{“data”:”hex”},…] ( locktime replaceable )
• decodepsbt “psbt”
• decoderawtransaction “hexstring” ( iswitness )
• finalizepsbt “psbt” ( extract )
• getrawtransaction “txid” ( verbose “blockhash” )
• sendrawtransaction “hexstring” ( maxfeerate )
• signrawtransactionwithkey “hexstring” [“privatekey”,…] ( [{“txid”:”hex”,”vout”:n,”scriptPubKey”:”hex”,”redeemScript”:”hex”,”witnessScript”:”hex”,”amount”:amount},…] “sighashtype” )
• testmempoolaccept [“rawtx”,…] ( maxfeerate )
• …

Utilidades

• signmessagewithprivkey “privkey” “message”
• validateaddress “address”
• verifymessage “address” “signature” “message”
• …

Wallet

• createwallet “wallet_name” ( disable_private_keys blank “passphrase” avoid_reuse descriptors load_on_startup external_signer )
• getaddressinfo “address”
• getbalance ( “dummy” minconf include_watchonly avoid_reuse )
• getnewaddress ( “label” “address_type” )
• gettransaction “txid” ( include_watchonly verbose )
• getwalletinfo
• importaddress “address” ( “label” rescan p2sh )
• importdescriptors “requests”
• importprivkey “privkey” ( “label” rescan )
• listunspent ( minconf maxconf [“address”,…] include_unsafe query_options )
• lockunspent unlock ( [{“txid”:”hex”,”vout”:n},…] persistent )
• rescanblockchain ( start_height stop_height )
• send [{“address”:amount,…},{“data”:”hex”},…] ( conf_target “estimate_mode” fee_rate options )
• sendmany “” {“address”:amount,…} ( minconf “comment” [“address”,…] replaceable conf_target “estimate_mode” fee_rate verbose )
• sendtoaddress “address” amount ( “comment” “comment_to” subtractfeefromamount replaceable conf_target “estimate_mode” signmessage “address” “message”
• signrawtransactionwithwallet “hexstring” ( [{“txid”:”hex”,”vout”:n,”scriptPubKey”:”hex”,”redeemScript”:”hex”,”witnessScript”:”hex”,”amount”:amount},…] “sighashtype” )
• …

Um curso completo sobre o uso de Bitcoin pela linha de comando pode ser encontrado em Learning-Bitcoin-from-the-Command-Line.

Programa

A instalação do nó está dividida em várias lições; aqui está uma lista das já realizadas:

Data	Notas
240108-2100	Seleção do hardware
240115-2200	Instalação do core e verificação das assinaturas
240122-2200	Configuração mínima