bitcoin中私钥、公钥、钱包地址之间的关系
- bitcoin中私钥、公钥、钱包地址之间的关系
- 一、钱包地址的生成
- 二、公钥、私钥、钱包地址之间的转换
- 三、使用私钥对交易进行签名
- 四、使用公钥对签名进行验证
- 五、总结
bitcoin中私钥、公钥、钱包地址之间的关系
bitcoin中公私钥对,与钱包地址之间是什么关系?他们三者之间如何转化?转化是否可逆?
这些问题可能困扰着刚接触bitcoin源码或者区块链理论的同学,这篇文章将详细介绍一下它们三者之间的关系。
一、钱包地址的生成
在bitcoin客户端执行命令getnewaddress就可以生成一个钱包地址:
在程序内部的实现步骤如下:
- 首先使用随机数发生器生成一个“私钥” 。一般来说这是一个256bits的数,拥有了这串数字就可以对相应『钱包地址』中的比特币进行操作,所以必须被安全地保存起来‘。
- “私钥”经过SECP256K1算法处理生成了“公钥” 。SECP256K1是一种椭圆曲线算法,通过一个已知“私钥”时可以算得”公钥“,而”公钥“已知时却无法反向计算出”私钥“。这是保障比特币安全的算法基础。
- 经过SHA256和RIPEMD160两重hash算法获取公钥哈希。同SHA256一样,RIPEMD160也是一种Hash算法,由“公钥”可以计算得到“公钥哈希”,而反过来是行不通的。
- 将一个字节的地址版本号连接到“公钥哈希”头部 。(对于比特币网络的pubkey地址,这一字节为“0”)
- 对增加版本号的“公钥哈希”进行双SHA256,并将结果的前4字节作为“公钥哈希”的校验值,连接在其尾部。值得注意的是该处为两次SHA256运算。;
- 对上一步产生的结果 使用BASE58进行编码。至此得到bitcoin的“钱包地址”。
二、公钥、私钥、钱包地址之间的转换
在上述的六个步骤里只有“BASE58编码”有相应的可逆算法(“BASE58解码”),其他算法都是不可逆的,所以这些数据之间的关系可以表示为:
可以看到:·
通过私钥可以得到上述计算过程中所有的值。·
公钥哈希和钱包地址可以通过互逆运算进行转换,所以它们是等价的。
三、使用私钥对交易进行签名
比特币钱包间的转账是通过交易(Transaction)实现的。
交易数据是由转出钱包“私钥”的所有者生成,也就是说有了“私钥”就可以花费该钱包的比特币余额。
生成交易的过程如下:
- 交易的原始数据包括“转账数额”和“转入钱包地址”,但是仅有这些是不够的,因为无法证明交易的生成者对“转出钱包地址”余额有动用的权利。所以需要用“私钥”对原始数据进行签名。
- 生成“转出钱包公钥”,这一过程与生成“钱包地址”的第2步是一样的。
- 将“转出签名”和“转出公钥”添加到原始交易数据中,生成了正式的交易数据,这样它就可以被广播到比特币网络进行转账了。
四、使用公钥对签名进行验证
交易数据被广播到比特币网络后,节点会对这个交易数据进行检验,其中就包括对签名的校验。如果校验正确,那么这笔余额就成功地从“转出钱包”转移到“转入钱包”了。
五、总结
- 如果一个“钱包地址”从未曾发送余额到其他“钱包地址”,那么它的“公钥”是不会暴露在比特币网络上的。而公钥生成算法(SECP256K1)是不可逆的,即使“公钥”暴露,也很难对“私钥”的安全性造成影响(难易取决于“私钥”的生成算法)。
- “私钥”用来生成“公钥”和“钱包地址”,也用来对交易进行签名。拥有了“私钥”就是拥有了对这个钱包余额的一切操作权力。所以,保护“私钥”是所有比特币钱包应用最基本也是最重要的功能。