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BIP:數字錢包概念

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Time:1900/1/1 0:00:00

錢包用來存錢的,在區塊鏈中,我們的數字資產都會對應到一個賬戶地址上,只有擁有賬戶的鑰匙才可以對資產進行消費。

私鑰和地址的關系如下:

圖來自精通比特幣)一句話概括下就是:私鑰通過橢圓曲線生成公鑰,公鑰通過哈希函數生成地址,這兩個過程都是單向的。

因此實際上,數字錢包實際是一個管理私鑰的工具,注意錢包并不保存資產,資產是在鏈上的。

如何創建賬號

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創建賬號關鍵是生成一個私鑰,私鑰是一個32個字節的數,生成一個私鑰在本質上在1到2^256之間選一個數字。因此生成密鑰的第一步也是最重要的一步,是要找到足夠安全的熵源,即隨機性來源,只要選取的結果是不可預測或不可重復的,那么選取數字的具體方法并不重要。

比如可以擲硬幣256次,用紙和筆記錄正反面并轉換為0和1,隨機得到的256位二進制數字可作為錢包的私鑰。

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從編程的角度來看,一般是通過在一個密碼學安全的隨機源(不建議大家自己去寫一個隨機數)中取出一長串隨機字節,對其使用SHA256哈希算法進行運算,這樣就可以方便地產生一個256位的數字。

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實際過程需要比較下是否小于n-1,我們就有了一個合適的私鑰。否則,我們就用另一個隨機數再重復一次。這樣得到的私鑰就可以根據上面的方法進一步生成公鑰及地址。

BIP32

錢包也是一個私鑰的容器,按照上面的方法,我們可以生成一堆私鑰,而每個私鑰都需要備份就特別麻煩的。

最早期的比特幣錢包就是就是這樣,還有一個昵稱:“JustaBunchOfKeys(一堆私鑰)“

為了解決這種麻煩,就有了BIP32提議:根據一個隨機數種子通過分層確定性推導的方式得到n個私鑰,這樣保存的時候,只需要保存一個種子就可以,私鑰可以推導出來,如圖:

上圖中的孫秘鑰就可以用來簽發交易。

補充說明下BIP:BitcoinImprovementProposals比特幣改進建議,bip32是第32個改進建議。BIP32提案的名字是:HierarchicalDeterministicWallets,就是我們所說的HD錢包。

來分析下這個分層推導的過程,第一步推導主秘鑰的過程:

根種子輸入到HMAC-SHA512算法中就可以得到一個可用來創造主私鑰(m)和一個主鏈編碼及主鏈編碼再加上一個索引號,將作為HMAC-SHA512算法的輸入繼續衍生出下一層的私鑰及鏈編碼,如下圖:

衍生推導的方案其實有兩個:一個用父私鑰推導,一個用父公鑰推導。同時為了區分這兩種不同的衍生,在索引號也進行了區分,索引號小于2^31用于常規衍生,而2^31到2^32-1之間用于強化衍生,為了方便表示索引號i',表示2^31+i。

因此增加索引及通過子秘鑰向下一層可以無限生成私鑰。

注意,這個推導過程是確定也是單向的,子密鑰不能推導出同層級的兄弟密鑰,也不能推出父密鑰。如果沒有子鏈碼也不能推導出孫密鑰。現在我們已經對分層推導有了認識。

一句話概括下BIP32就是:為了避免管理一堆私鑰的麻煩提出的分層推導方案。

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