HD 钱包硬知识，你知道多少？

关于HD Wallets的“硬”知识，你知道多少？

本文转自：猎豹区块链研究中心

HD Wallets：全称Hierarchical Deterministic Wallets，中文名称分层确定性钱包，是目前广泛使用的虚拟货币钱包标准。下面小编就来给大家讲讲HD Wallets的工作机制以及开发原理。

1、简介

    HD Wallets可以从一个 seed 生成一个树状结构储存多组 keypairs（私钥和公钥 ），并根据一定规则可生成多个具体的钱包（如BTC钱包、ETH钱包）。HD Wallets让同一个seed可以支持多币种、多账号、多地址。目前几乎所有的钱包客户端都支持HD Wallets。

2、相关BIPs

    BIPs 全名Bitcoin Improvement Proposals，是提出 Bitcoin 的新功能或改进措施的文件。详情可见：https://github.com/bitcoin/bips

BIP32, BIP39, BIP44 共同定义了目前被广泛使用的 HD Wallets，包含其理念、设计动机、实现方式、实例等。定义Hierarchical Deterministic Wallets。通过种子来生成主私钥，然后派生海量的子私钥和地址。

    HD Wallets从一个 seed 生成一个树状结构储存多组 keypairs（私钥和公钥），进而根据树状结构具体结点上的keypair生成具体的钱包（如BTC钱包、ETH钱包）。

    分层是指一个seed可以生成一个有层级关系的树状结构储存多组keypairs，子节点是由父节点根据一定的算法派生出来的。 例如，一个大公司可以为一级部门生成不同的私钥，一级部门可以再为自己的二级部门生成不同的私钥。由于二级部门的私钥是由所属的一级部门的私钥派生的，每个一级部门可以拥有管理自己二级部门私钥的权限，即可以花里面的币。也可以只给会计人员某个层级的公钥，让他可以看到这个部门的收支记录，但不能花里面的钱，使得财务管理更方便了。

    确定性是与非确定性相对应的。比特币最早的客户端（Satoshi client）就是非确定性钱包，钱包是一堆随机生成的集合。客户端会预先生成100个私钥。每次交易使用一个私钥。私钥用完，再生成一批私钥。这种钱包难以管理和备份。每个私钥都必须单独备份。确定性钱包则不需要每次转账都要备份，确定性钱包的私钥是对种子进行单向哈希算法生成的，种子是一串随机数生成器生成的随机数。在确定性钱包中，只要有这个种子，就可以找回所有的私钥。

BIP39:Mnemonic code for generating deterministic keys

    将 seed 用方便记忆和书写的单词表示。一般由 12 个单词组成，称为 mnemonic code，中文称为助记词。

    符合BIP39标准的助记词可以是 3个、6个、9个、12个、15个、18个、21个和24个单词。它们所对应的强度分别是：2048(3次方） 、2048(6次方） ... 2048(24次方） ，一般采用12个单词，强度为：2048(12次方）

例如：

lobster october warfare eye normal awkward blood ready safe extend army social
5cca81c65fa1e02982f3a8db097f5ffcb7a3d995a9a87749085649dac1bebd55bdc2ba42998e69bc3c5421c70ddeb72037e399ea82a873721bcde8f4c54d1f41

BIP44:Multi-Account Hierarchy for Deterministic Wallets

    基于 BIP32 的系统，赋予树状结构中的各层特殊的意义。让同一个 seed 可以支持多币种、多帐户等。

    各层定义如下：

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

    其中的 purporse' 固定是 44'，代表使用 BIP44。而 coin_type' 用来表示不同币种，例如Bitcoin就是 0'，Ethereum是60'。

例如：

    m/44'/0'/0'/0/0代表一个BTC钱包path

    m/44'/60'/0'/0/0代表一个ETH钱包path

3、生成HD Wallets钱包过程

生成HD Wallets钱包的过程简单来说以下4步就可以搞定：

    1）生成一个助记词（参照BIP39）；

    2）该助记词使用PBKDF2转化为种子（参照BIP39）；

    3）种子用于使用HMAC-SHA512生成根私钥（参照BIP32）；

    4）通过根私钥生成子私钥（参照BIP32）,其中节点布局由BIP44设置。

4、优势

 说了这么多，那么HD Wallets钱包的优势到底是什么呢？

     1）方便备份；

     2）在不同的应用间使用；

     3）可同时管理多个钱包；

     4）可同时管理多种币；

     5）支持分层的权限控制；

     6）可实现私钥离线存放，更安全。

5、THE END

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