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ByteBall钱包详解

钱包结构

顾名思义,钱包是用来保存钱的。但在数字货币的世界中,钱包里面并没有“钱”。钱包账户里有多少“钱”都是记录在区块链上的,钱包里只是存储了账户对应的私钥,账户是从私钥相应的公钥衍生出来的。只要有了私钥,你就可以在数字货币世界里证明你的身份,发送区块链上属于你的资产。因此,钱包实际上是管理和存储私钥的工具

ByteBall钱包结构与Bitcoin类似,Bitcoin对管理和存储私钥以及通过私钥生成地址制定了一系列标准(BIP, Bitcoin Improvement Proposals),主要包括:

  • BIP32:定义了HD钱包(Hierarchical Deterministic Wallet),允许从单一种子产生一树状结构储存多组私钥和公钥,可以方便的备份、转移以及分层权限控制等。HD钱包包含以树状结构衍生的密钥,使得父密钥可以衍生一系列子密钥,每个子密钥又可以衍生出一系列孙密钥,以此类推,无限衍生。下图展示了HD钱包的树状结构:

    bip33-hd-wallet

  • BIP39:将种子用方便记忆和书写的单词表示,一般由12个单词组成,称为助记词或助记码。由一系列单词生成种子是个标准化的方法,这样易于在钱包中转移、导出和导入。比如shrimp make call path pink draw gym song select brother social base,其相应的私钥为xprv9s21ZrQH143K4HQ8sBPNNkXHNuVYfivR96gtpJzMWCJVF5hdYjzT5nVQu6GfHAQLPstQtFp9GTWADUcKgzaV5EyL5JxT2rxkyg51ReGTVg8

  • BIP43:为HD钱包路径引入purpose字段,路径记作m / purpose' / *,比如m / 0' / *表示BIP32的默认账户。

  • BIP44:定义HD钱包路径字段,赋予树状结构中的各层特殊的意义,从而支持多币种、多账户,路径定义为:

    m / purpose' / coin_type' / account' / change / address_index

    其中,purpose'固定是44',代表使用BIP44;coin_type'用来表示不同币种,例如Bitcoin就是0',Bitcoin Testnet是1',Ethereum是60'account'表示账户编码;change用来表示该地址是否为找零地址;address_index为地址编号。

  • BIP45:定义多签名HD钱包路径字段,从而支持多签名地址,路径定义为:

    m / purpose' / cosigner_index / change / address_index

    其中,purpose固定是45',代表使用BIP45;cosigner_index表示多签名用户编号;其余字段与BIP44相同。

ByteBall钱包采用的是符合BIP44标准的HD钱包,其采用的路径结构为:

m / 44' / 0' / account' / change / address_index

此外,除了使用account来标识账户外,还使用了该账户公钥的哈希值对账户进行唯一表示,表示方法为:

var wallet = crypto.createHash("sha256").update(xPubKey, "utf8").digest("base64");

ByteBall中还有一类特殊的地址,即设备地址,其采用的路径结构为:

m / 1' / *

ByteBall钱包使用了bitcore-libbitcore-mnemonic两个库进行钱包管理,简单的使用方法如下:

var Mnemonic = require('bitcore-mnemonic');
var Bitcore = require('bitcore-lib');

// 生成助记词
// 'fee decorate step culture autumn game social very lemon drum embrace much'
var mnemonic = new Mnemonic();          

// 生成HD钱包私钥
// <HDPrivateKey: xprv9s21ZrQH143K2P4n8N1MYXW4NPfPuH7K3z4uYe6iRxHHXMEUJQRriizTdMuN6rh5XLH4okZm69c7THSN7M5Lk8WSFXDd6b9DBcb6nAdxw7n>
var xPrivKey = mnemonic.toHDPrivateKey();   

// 生成HD钱包公钥,account=0
// <HDPublicKey: xpub6BqpEDyiVUcuzwzhn3jznUooytK5k9weeZqoM9vRpKbaHJGdyXZ3uk6HzpwYfCbxUuTsn41RgTpsTqA44uC4Ce2vRAZAcr9n5EyRtZxczbs>
var xPubKey = Bitcore.HDPublicKey(xPrivKey.derive("m/44'/0'/0'")); 

// 生成设备私钥,用于产生设备地址
// <HDPrivateKey: xprv9u8BXQraRhyRypxQj4ffhEohzDyjLbqezoCuFCHpLHazDbi9ymLb1zp6aKmDpTpyxXw8Uc6HbCRSZMEtW71Eie1QPi2T3RweoKWrdymxGEf>
var devicePrivKey = xPrivKey.derive("m/1'");

地址生成

ByteBall中包括三类地址:

  • 普通地址
  • 共享地址
  • 设备地址

其中,普通地址和共享地址都是通过地址定义脚本生成的,二者的区别类似于Bitcoin中的P2PKH地址和P2SH地址,具体细节可参考《ByteBall原理解析(三)地址、脚本及合约》;设备地址是采用设备公钥生成的,地址格式和校验规则与普通地址相同,只是前缀添加了0

给定需要生成地址的对象,ByteBall生成地址时采用的是ripemd160哈希,并给地址加上校验,使用的是byteballcore/object_hash.js中的函数getChash160()函数。

具体来说,设备地址生成方法:

var ecdsa = require('secp256k1');  // 椭圆曲线非对称加密

// 获取设备公钥
var pubkey = ecdsa.publicKeyCreate(devicePrivKey.privateKey.bn.toBuffer({size:32}), true).toString('base64');

// 生成设备地址
var objectHash = require('byteballcore/object_hash.js');
var device_address = '0' + objectHash.getChash160(pubkey);

普通地址生成方法:

// change=0 address_index=0,生成公钥
var pubkey = xPubKey.derive('m/0/0').publicKey.toBuffer().toString('base64');

// 设定地址定义脚本,为单签名
var arrDefinition = ["sig", {"pubkey": pubkey}];

// 生成地址
var address = objectHash.getChash160(arrDefinition);

共享地址的生成方法与普通地址基本一致,唯一的差别在于地址定义脚本要更加复杂一些,具体细节可参考前面给出的那篇文章。

版权所有。发布者:Alan During,转载请注明出处:https://bbfans.org/2018/06/17/byteball-wallet-part1/

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