聊聊比特币地址的生成-中本聪的奇思妙想

转自币氪:http://btc.qklchain.com/

1，比特币地址是如何成的

2，比特币公钥和比特币地址的关系

3，比特币公私钥的安全性

4，量子计算对比特币的安全影响

我们知道，每个人的比特别钱包中有多个比特币地址，每个比特币地址代表一定数量的比特币。而比特币地址是通过一个公钥通过哈希（RPIEMD+SHA）生成的，这个公钥又是由私钥通过椭圆曲线（ECC）生成的。私钥保存在比特币钱包中，不应泄露出去。而公钥在付款交易时，需要和比特币地址一起，通过交易记录公开发布，由区块链系统验证付款交易的有效性。

那么，为什么比特币地址不直接使用公钥呢？公钥用来验证私钥的签名，将它当做比特币地址，不是更方便么！为什么需要费事儿地再通过哈希生成一个比特币地址呢？如果你弄明白这件事儿的原因，你就一定会感谢中本聪，把这么一个奇巧无比的机制带给我们！

请结合下图理解，第一行是收款方她的比特币钱包中一个她的比特币地址（HerBitcoinAddr）。第二行是付款方我的比特币钱包中一个我的比特币（MyBitcoinAddr）。我要付款给她，那么我生成的交易记录如下灰色方框所示，含有我的公钥（MyPubKey），我的比特币地址（MyBitcoinAddr），她的比特币地址（HerBitcoinAddr），还有付款信息和我通过我的私钥进行的签名（Signature）。

请注意，灰色方框中的交易记录是公开的，也就是说，如果她只想收款，那么她只需要公开她的比特币地址（HerBitcoinAddr）即可，不需要公开其它任何信息。而我需要付款，那么我除了公开我的比特币地址（MyBitcoinAddr）以外，还需要公开我的公钥（MyPubKey）和签名（Signature）。

这说明了什么呢？根据非对称算法（PKI）原理，从私钥可以生成公钥，但是从公钥无法反推出私钥。注意，“从公钥无法反推出私钥“这个表述并不正确！其实，从公钥是可以反推出私钥的，只是很难很难而已。现代智人认为，未来的量子计算机，是可以从公钥反推出私钥的。因此，在比特币公开的交易记录中包含付款人我的公钥（MyPubKey），使得付款人我的这个比特币地址（MyBitcoinAddr）中的钱是不安全的。

而对于收款方她的比特币地址，因为她只公开了她的比特币地址，而量子计算是无法通过哈希值复原原始内容的，就是无法通过她的比特币地址复原她的公钥的，从而更无法推出她的私钥，所以可以认为她的比特币地址是安全的。

那么，作为付款人的我，当我付完钱之后，我的比特币地址（MyBitcoinAddr）不就公开了么，不就不安全了么，该怎么办呢？正确的做法请见下图，我每次付款的时候，都应该再提供一个找零地址（MyBitcoinAddr2），这个找零地址需要是我从未公开过它的公钥（MyPubKey2）的比特币地址，也就是我从未用它付过款。我在付款的时候，将付款用的比特币地址（MyBitcoinAddr）中剩下的钱，都转账给我的找零地址（MyBitcoinAddr2）。

也就是说，每次付款，我的付款比特币地址（MyBitcoinAddr）都作废了，而钱分别转移到收款人她的比特币地址（HerBitcoinAddr）中，和我自己的找零地址（MyBitcoinAddr2）中。因为HerBitcoinAddr和MyBitcoinAddr2都从未付过款、公钥都从未公开过，所以，即使量子计算时代降临，这两个比特币地址中的钱还都是安全的。