比特币源码解读之私钥、公钥和地址

(本文使用的是比特币v0.1.0版本 点击下载源码)

• 公钥和私钥的生成
  • 密钥的生成
  • 公钥的获取
  • 私钥的获取
  • 公钥和私钥的存储
• 通过公钥生成公钥HASH
• 通过公钥Hash生成地址
  • 公钥HASH前缀加上一个字节的版本号
  • 公钥HASH后缀加入4字节的校验码
  • 通过EncodeBase58编码生成比特币地址

比特币是建立在数字加密基础上的，接触过比特币的朋友应该知道：
（1）购买比特币最后是通过一个比特币地址进行的，比特币地址就像支票中的支付对象（收款方）；
（2）而比特币地址则是通过公钥单向哈希生成的；
（3）而公钥则是通过私钥使用椭圆曲线算法生成的，
（4）而私钥通过操作系统底层生成的256位随机熵；
比特币系统的私钥、公钥和地址生成是通过OpenSSL库实现的。
具体流程图如下所示:

公钥和私钥的生成

密钥的生成

1. CKey key;
2. key.MakeNewKey();
4. void MakeNewKey()
5. {
6. if (!EC_KEY_generate_key(pkey))
7. throw key_error("CKey::MakeNewKey() : EC_KEY_generate_key failed");
8. }

公钥的获取

1. vector<unsigned char> GetPubKey() const
2. {
3. unsigned int nSize = i2o_ECPublicKey(pkey, NULL);
4. if (!nSize)
5. throw key_error("CKey::GetPubKey() : i2o_ECPublicKey failed");
6. vector<unsigned char> vchPubKey(nSize, 0);
7. unsigned char* pbegin = &vchPubKey[0];
8. if (i2o_ECPublicKey(pkey, &pbegin) != nSize)
9. throw key_error("CKey::GetPubKey() : i2o_ECPublicKey returned unexpected size");
10. return vchPubKey;
11. }

私钥的获取

1. CPrivKey GetPrivKey() const
2. {
3. unsigned int nSize = i2d_ECPrivateKey(pkey, NULL);
4. if (!nSize)
5. throw key_error("CKey::GetPrivKey() : i2d_ECPrivateKey failed");
6. CPrivKey vchPrivKey(nSize, 0);
7. unsigned char* pbegin = &vchPrivKey[0];
8. if (i2d_ECPrivateKey(pkey, &pbegin) != nSize)
9. throw key_error("CKey::GetPrivKey() : i2d_ECPrivateKey returned unexpected size");
10. return vchPrivKey;
11. }

公钥和私钥的存储

私钥存储在mapKeys结构中（键为公钥），公钥存储在mapPubKeys结果中（键为公钥HASH）

1. mapKeys[key.GetPubKey()] = key.GetPrivKey();
2. mapPubKeys[Hash160(key.GetPubKey())] = key.GetPubKey();

通过公钥生成公钥HASH

公钥先使用SHA256函数再使用RIPEMD160函数生成公钥HASH

1. inline uint160 Hash160(const vector<unsigned char>& vch)
2. {
3. uint256 hash1;
4. SHA256(&vch[0], vch.size(), (unsigned char*)&hash1);
5. uint160 hash2;
6. RIPEMD160((unsigned char*)&hash1, sizeof(hash1), (unsigned char*)&hash2);
7. return hash2;
8. }

通过公钥Hash生成地址

公钥HASH前缀加上一个字节的版本号

1. inline string Hash160ToAddress(uint160 hash160)
2. {
3. // add 1-byte version number to the front
4. vector<unsigned char> vch(1, ADDRESSVERSION);
5. vch.insert(vch.end(), UBEGIN(hash160), UEND(hash160));
6. return EncodeBase58Check(vch);
7. }

公钥HASH后缀加入4字节的校验码

1. inline string EncodeBase58Check(const vector<unsigned char>& vchIn)
2. {
3. // add 4-byte hash check to the end
4. vector<unsigned char> vch(vchIn);
5. uint256 hash = Hash(vch.begin(), vch.end());
6. vch.insert(vch.end(), (unsigned char*)&hash, (unsigned char*)&hash + 4);
7. return EncodeBase58(vch);
8. }

通过EncodeBase58编码生成比特币地址

1. inline string EncodeBase58(const vector<unsigned char>& vch)
2. {
3. return EncodeBase58(&vch[0], &vch[0] + vch.size());
4. }

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作者：雨后的蚊子

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