比特币中的非对称加密

阅读要求：已经了解加密算法的分类，了解什么是非对称加密及密钥的概念，了解比特币的交易流程

在比特币我们的钱包地址，和我们自己保存的私钥是怎么来的？那是不是还有公钥呢？

没错，产生私钥的同时，的确产生了公钥，他们是成对存在．

其实钱包地址就是公钥另一种存在形式，怎么理解？

公钥长这样：

0406CCAE7536386DA2C5ADD428B099C7658814CA837F94FADE365D0EC6B1519385FF83EC5F2C0C8F016A32134589F7B9E97ACBFEFD2EF12A91FA622B38A1449EEB

我们通常看到的钱包地址是这样的：

1QCXRuoxWo5Bya9NxHaVBArBQYhatHJrU7

我们对公钥，分别进行了ＳＨＡ２５６和ＲＩＰＥ１６０和ＢＡＳＥ５８，也就是两次哈希散列加密，一次编码操作．

得到钱包地址．

总结流程：

产生私钥－＞产生公钥－＞产生钱包地址

比特币中私钥，公钥，钱包地址关系如下图：

image

我将从产生私钥到钱包地址的产生，分成９步：

先上图：

image

第一步：随机生成私钥

私钥是随机数，３２字节，范围：1 ~ 0xFFFF FFFF FFFF FFFF FFFF FFFF FFFF FFFE，那我们生成一个合法的私钥：

8F72F6B29E6E225A36B68DFE333C7CE5E55D83249D3D2CD6332671FA445C4DD3

第二步：利用椭圆曲线加密（ＥＣＤＳＡ）生成公钥

椭圆曲线加密算法（ＥＣＤＳＡ－ＳＥＣＰ２５６Ｋ１），目前无法被破解，由此我们生成非压缩形式的公钥，一共６6字节，字节被分为三个部分，１．标志位：0x04；２．32字节Ｘ坐标；３．32字节Ｙ坐标

公钥Ｘ：

06CCAE7536386DA2C5ADD428B099C7658814CA837F94FADE365D0EC6B1519385

公钥Ｙ：

FF83EC5F2C0C8F016A32134589F7B9E97ACBFEFD2EF12A91FA622B38A1449EEB

标准公钥：

0406CCAE7536386DA2C5ADD428B099C7658814CA837F94FADE365D0EC6B1519385FF83EC5F2C0C8F016A32134589F7B9E97ACBFEFD2EF12A91FA622B38A1449EEB

第三步：计算标准地址的ＳＨＡ２５６哈希值

公钥第一次散列哈希，便于表达，我将哈希值记为Ｘ

2572e5f4a8e77ddf5bb35b9e61c61f66455a4a24bcfd6cb190a8e8ff48fc097d

第四步：进一步计算ＲＩＰＥＭＤ－１６０

将Ｘ进行ＲＩＰＥＭＤ－１６０哈希计算，我们记为Ｙ

0b14f003d63ab31aef5fedde2b504699547dd1f6

第五步：加入地址版本号（比特币主网版本号＂0x00＂）

我们在Ｙ前面加上１６进制的0x00，记为Ｚ，如下：

869ac57b000b14f003d63ab31aef5fedde2b504699547dd1f6

第六步：计算ＳＨＡ－２５６哈希值

将Ｚ再进行两次ＳＨＡ－２５６计算，得到哈希Ｐ

ddc2270f93cc84cc6869dd373f3c340bbf5cb9a8f5559297cc9e5d947aab2536

再来一次，这里就是Ｐ了

869ac57b83ccf75ca9da8895823562fffb611e3c297d9c2d4612aeeb32850078

第七步：取得Ｐ的前４字节（８位１６进制）

869ac57b

第八步：将取得的４字节添加到Ｚ后面，作为校验码

这也就是比特币钱包地址的１６进制形态了：

000b14f003d63ab31aef5fedde2b504699547dd1f6869ac57b

第九步：用Ｂａｓｅ５８编码，变换地址格式，唯一可以反向推导的步骤

对上一步结果进行Ｂａｓｅ５８编码：

1QCXRuoxWo5Bya9NxHaVBArBQYhatHJrU7

思考：公钥理论上是可以推出私钥，但是非常困难，作为数字资产，我们肯定需要严谨，所以我们对公钥进行了散列处理，就得到我们所用的钱包地址，这注定是不可逆的，就保护了公钥和私钥的安全．

还想提一点，比特币除了生成钱包用到了ＳＨＡ２５６，在挖矿时，也就是矿工处理加工交易信息时，同样也是用的ＳＨＡ２５６．