区块链技术10：如何存储和使用比特币
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比特币钱包中有什么
- 比特币钱包只保存用户公私钥对的 密钥链 。
- 区块链是去中心化的，没有类似银行等可以保存用户余额等信息的机构，钱币只体现在交易中，因此比特币钱包中没有比特币。
钱包的种类
- 非确定性钱包（Nondeterministic Wallet， 也称 Just a Bunch Of Keys，简称 JBOK 钱包）：所保存的密钥间无联系。
- 确定性钱包（Deterministic Wallet）：所保存的密钥均由一个主密钥产生，该主密钥被称为种子。为便于用户记忆，种子被编码为一组单词（不限于英语），这些单词也称为助记词。
- BIP 共同定义了一种确定性钱包的实现，这种钱包被称为分层确定性（HD，Hierarchical Deterministic）钱包 。
HD钱包
助记词是如何生成的（BIP-39）
- 生成一个 128 位（到 256 位）的随机序列（熵）；
- 提出该随机序列经 SHA256 后产生序列的前几位（熵长/32）作为该随机序列的校验和；
- 将校验和添加到随机序列的末尾；
- 将添加校验和后的序列以 11 位为单位进行划分；
- 将每个 11 位与预先定义的包含 2048 个单词的词库比对进行替换；
- 得到助记词。
生成种子（BIP-39）
- PBKDF2 密钥延伸函数的第一个参数是从步骤 6 生成的助记符。
- PBKDF2 密钥延伸函数的第二个参数是盐。 由字符串常数“助记词”与可选的用户提供的密码字符串连接组成。
- PBKDF2 使用 HMAC-SHA512 算法，使用 2048 次哈希来延伸助记符和盐参数，产生一个 512位 的值作为其最终输出。 这个 512 位的值就是种子。
生成公私钥对 （BIP-32）
- 使用 HMAC-SHA512 对种子进行哈希加密；
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- HMAC-SHA512 使用 SHA512 哈希算法，以一个消息和一个密钥作为输入，生成 512 位的消息摘要作为输出；
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- 从种子计算主私钥时，种子作为输入的消息，字符串“Bitcoin seed”作为输入的密钥，计算产生 512 位的输出。
- 将加密输出的 512 位结果划分为左右两个 256 位；
- 左 256 位作为主私钥，由它生成 264 位的主公钥；
- 右 256 位作为主链码。
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- 主私钥用于生产后代子私钥和主公钥；
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- HD 协议使用 ECDSA 公钥函数 point()（椭圆曲线）由公钥生成私钥。
point()
child_public_key ==
point( (parent_private_key + i) % p ) ==
parent_public_key + point(i)
对上面解释，
子私钥的生成：子私钥 = (父私钥 + i) % p
公钥的生成：公钥 = point(私钥)
同时，point() 满足如下特性：
子公钥 = 父公钥 + point(i)
对于上述一般密钥， i = 索引；
对于扩展密钥， i = 索引 + 父公钥 + 父链码；
对于强化自密钥， i = 索引 + 父私钥 + 父链码。
小结
生成过程如下：
- 随机序列 -> 助记词
- 助记词 + salt -> 种子
- 种子 + 字符串“Bitcoin seed” -> 主密钥 -> 主公钥
因此 HD 钱包中需保存助记符和用户密语。
扩展密钥
为了切断兄弟姐妹间的联系，需加入新的计算参数，这就是扩展密钥。