bitcoin地址是如何生成的

手动生成Bitcoin地址看似有点儿事倍功半，如果你了解了这个过程，就会明白眼花缭乱的Bitcoin分叉币地址只是私钥的不同显示方式，对了解Eth EOS地址也很有帮助，也可以更清楚的了解Bitcoin是如何花费的，一通则百通，妙哉。

我们使用私钥 0xccea9c5a20e2b78c2e0fbdd8ae2d2b67e6b1894ccb7a55fc1de08bd53994ea64 生成了一个主网地址14xfJr1DArtYR156XBs28FoYk6sQqirT2s。

生成Bitcoin地址，先由私钥生成公钥，再有公钥生成hash160，最后hash160再进行base58运算得到地址，如下图所示：

生成私钥，再得到公钥，是由ECDSA实现的。ECDSA是Elliptic Curve Digital Signature Algorithm的缩写, 即椭圆曲线数字签名算法。

椭圆曲线其实不是椭圆，而是下面的模样：

比特币用到的椭圆曲线是 secp256k1： $y^2=x^3+7$
那我们言归正传，直接进入主题，我把这个过程分成了8个步骤。

Step1. 生成私钥

Bitcoin要使用到Secp256k1这条特殊的椭圆曲线得到公私钥，
我们通过OpenSSL命令来生成私钥。

openssl ecparam -name secp256k1 -genkey > priv.pem

# 输出DER格式
openssl ec -in priv.pem -outform DER | tail -c +8 | head -c 32 | xxd -p -c 32

# 结果
ccea9c5a20e2b78c2e0fbdd8ae2d2b67e6b1894ccb7a55fc1de08bd53994ea64

这里的结果是个16进制数据
0xccea9c5a20e2b78c2e0fbdd8ae2d2b67e6b1894ccb7a55fc1de08bd53994ea64

更快捷的方式是 openssl rand 32 -hex

Step2. 生成公钥

通过priv.pem 生成 pub_key

openssl ec -in priv.pem -pubout -outform DER | tail -c 65 | xxd -p -c 65

# 输出
04d061e9c5891f579fd548cfd22ff29f5c642714cc7e7a9215f0071ef5a5723f691757b28e31be71f09f24673eed52348e58d53bcfd26f4d96ec6bf1489eab429d

输出DER格式, 字符长度是130
pub_key = 04d061e9c5891f579fd548cfd22ff29f5c642714cc7e7a9215f0071ef5a5723f691757b28e31be71f09f24673eed52348e58d53bcfd26f4d96ec6bf1489eab429d
这是未压缩公钥，压缩公钥是 03d061e9c5891f579fd548cfd22ff29f5c642714cc7e7a9215f0071ef5a5723f69

一步到位生成私钥、公钥

openssl ecparam -genkey -name secp256k1 -text -noout -outform DER | \
xxd -p -c 1000 | \
sed 's/41534e31204f49443a20736563703235366b310a30740201010420/PrivKey: /' | \
sed 's/a00706052b8104000aa144034200/\'$'\nPubKey: /'

详细内容请看压缩公钥与非压缩公钥

Step3. 第2步结果进行hash160运算

hash160运算 就是先进行SHA256，再进行RMD160。

bytes = [pub_key].pack("H*") # 转为16进制
hash160_val = Digest::RMD160.hexdigest(Digest::SHA256.digest(bytes) )

hash160_val = 2b6f3b9e337cedbb7c40839523fb1100709c12f7

Step4. 第3步结果加上前缀符

普通的主网地址的前缀符是00，Bitcoin 地址前缀符有很多种, 具体看https://en.bitcoin.it/wiki/List_of_address_prefixes

'00'+ '2b6f3b9e337cedbb7c40839523fb1100709c12f7'

step_04 = 002b6f3b9e337cedbb7c40839523fb1100709c12f7

Step5. 第4步结果, 执行2次SHA256, 取前8位作为校验和

hex_str = [step_04].pack("H*")
checksum = Digest::SHA256.hexdigest(Digest::SHA256.digest(hex_str) )[0...8]

checksum = 86b2e90c

Step6. 第4步结果跟第5步结果合并

'002b6f3b9e337cedbb7c40839523fb1100709c12f7' + '86b2e90c'
# step_04 + checksum

step_06 = 002b6f3b9e337cedbb7c40839523fb1100709c12f786b2e90c

Step7. Base58编码

Base58是一种独特的编码方式，是Base64的变形，主要用于Bitcoin的钱包地址。相比Base64，Base58去掉了数字0，大写字母O，大写字母I，小写字母l，+和/，避免引起视觉混淆。

来个base58算法

def encode_base58(int_val, leading_zero_bytes=0)
  alpha = "123456789ABCDEFGHJKLMNPQRSTUVWXYZabcdefghijkmnopqrstuvwxyz"
  base58_val, base = '', alpha.size

  while int_val > 0
    int_val, remainder = int_val.divmod(base)
    base58_val = alpha[remainder] + base58_val
  end

  base58_val
end

Step8. 第6步结果进行base58编码

step_06 = "002b6f3b9e337cedbb7c40839523fb1100709c12f786b2e90c"
leading_zero_bytes = (step_06.match(/^([0]+)/) ? $1 : '').size / 2
# leading_zero_bytes的作用是字母填充
address = ("1" * leading_zero_bytes) + encode_base58(step_06.to_i(16) )

得到 14xfJr1DArtYR156XBs28FoYk6sQqirT2s，这是一个标准的bitcoin地址，终于大功告成。

思考：通过Bitcoin 地址能反向得到hash160_val么？

汇总代码： gen_addr.rb

可以使用 bitcoin-ruby 生成地址

require 'bitcoin'

pri_key, pub_key = Bitcoin.generate_key # 私钥 公钥
# 通过ffi调用OpenSSL得到，很多类库都是这么做的
address = Bitcoin::pubkey_to_address(pub_key)

生成测试网地址

require 'bitcoin'

Bitcoin::network = :testnet #使用测试网
pri_key, pub_key = Bitcoin.generate_key
address = Bitcoin::pubkey_to_address(pub_key)

在Bitcoin系统中，私钥能得公钥，公钥能得到钱包地址,
私钥=>公钥=>钱包地址，而反向是不可以的。
牢记你的私钥，而且私钥不能修改，地址也不能修改，谁掌握了私钥谁就拥有了这些币!!!

https://press.one/p/v?s=3e847f723e47d6ac7bd089898e402e9b70d2e0637e32d1f8d0ff16afd41b1dd30c3964f1f013cc1e974b5e53daf21b0129a4aaeca650ae6699a7c4c9ea73f6f11&h=8b054f0565fab31acda1800144c83566a9d692fc369ee166d93853838faa285b&a=ecc6419a875c0bd57743cb0602f46e3e28185ec2&f=P1&v=3

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参考:

How do these OpenSSL commands create a Bitcoin private/key from a ECDSA keypair
How to convert an ECDSA key to PEM format

https://en.bitcoin.it/wiki/Technical_background_of_version_1_Bitcoin_addresses
https://en.bitcoin.it/wiki/Address
https://en.bitcoin.it/wiki/List_of_address_prefixes
https://github.com/liushooter/learn-blockchain/blob/master/gen_addr.rb