从零开发区块链应用--以太坊地址生成

Posted 2022-02-11 杰哥的技术杂货铺

文章目录

• 一、生成以太坊地址私钥
• • 1.1 生成以太坊地址私钥函数代码
  • 1.2 pbkdf2.Key() 生成秘钥函数
  • 1.3 HMAC 生成摘要算法
• 二、根据私钥创建公私钥
• • 2.1 根据私钥创建公私钥函数代码
  • 2.2 PrivKeyFromBytes 创建私钥、公钥对
• 三、根据公钥转地址
• • 3.1 主函数代码
  • 3.2 子函数代码

一、生成以太坊地址私钥

1.1 生成以太坊地址私钥函数代码

• 创建常量

const (
	BitcoinSeed = "Bitcoin seed"
	Mnemonic    = "search crime session tag file joke leaf express interest slender file hawk"
)

• 创建生成地址函数

func NewAccount(password string) string 
	seed := pbkdf2.Key([]byte(Mnemonic), []byte("mnemonic"+password), 2048, 64, sha512.New)
	hmac := hmac.New(sha512.New, []byte(BitcoinSeed))
	_, err := hmac.Write([]byte(seed))
	if err != nil 
		return ""
	
	intermediary := hmac.Sum(nil)
	keyBytes := intermediary[:32] // 私钥
	_, pub := ecdsa.PrivKeyFromBytes(ecdsa.S256(), keyBytes)
	return pub.ToAddress().String()

1.2 pbkdf2.Key() 生成秘钥函数

PBKDF2(Password-Based Key Derivation Function)

是一个用来导出密钥的函数，常用于生成加密的密码。

它的基本原理是通过一个伪随机函数（例如HMAC函数、sha512等），把明文（password）和一个盐值（salt）作为一个输入参数，然后重复进行运算，并最终产生秘钥。

如果重复的次数足够大，破解的成本就会变得很高。而盐值的添加也会增加“彩虹表”攻击的难度。

用户密码采用PBKDF2算法存储，比较安全。

PBKDF2函数的语法定义

DK = PBKDF2(PRF, Password, Salt, c, dkLen ,Hash algorithm)

• PRF是一个伪随机函数，例如HASH_HMAC函数，它会输出长度为hLen的结果。
• Password是用来生成密钥的原文密码。
• Salt是一个加密用的盐值。
• c是进行重复计算的次数。
• dkLen是期望得到的密钥的长度。
• DK是最后产生的密钥。

以下为使用助记词生成私钥的代码

package pbkdf2

import (
	"crypto/rand"
	"crypto/sha512"
	"golang.org/x/crypto/pbkdf2"
)

const (
    Mnemonic =  "search crime conversation tag directory joke leaf express interest password = ""
)
func encryptPwdWithSalt(password string) (*ecdsa.PrivateKey, *ecdsa.PublicKey) 
		seed := pbkdf2.Key([]byte(Mnemonic), []byte("mnemonic"+password), 2048, 64, sha512.New)


// []byte(Mnemonic)：助记词
// []byte("mnemonic"+password) ：salt盐值
// 2048：重复计算的次数
// 64：返回的秘钥长度
// sha512.New：哈希算法

1.3 HMAC 生成摘要算法

HMAC算法中文名称叫哈希消息认证码，英文全称是Hash-based Message Authentication Code。它的算法是基于某个哈希散列函数（主要是SHA系列和MD系列），以一个密钥和一个消息为输入，生成一个消息摘要作为输出。HMAC算法与其他哈希散列算法最大区别就是需要有密钥。它的算法函数是利用分组密码来建立的一个单向Hash函数。
下表显示具体的算法对应输出摘要的长度。

算法	摘要长度（位）	备注
HmacMD5	128	BouncyCastle实现
HmacSHA1	160	（20个字节） BouncyCastle实现
HmacSHA256	256	BouncyCastle实现
HmacSHA384	384	BouncyCastle实现
HmacSHA512	512	JAVA6实现
HmacMD2	128	BouncyCastle实现
HmacMD4	128	BouncyCastle实现
HmacSHA224	224	BouncyCastle实现

HMAC的密钥可以是任何长度，如果密钥的长度超过了摘要算法信息分组的长度，则首先使用摘要算法计算密钥的摘要作为新的密钥。一般不建议使用太短的密钥，因为密钥的长度与安全强度是相关的。通常选取密钥长度不小于所选用摘要算法输出的信息摘要的长度。

HMAC算法golang封装的代码详细解析

//创建运算对象，HMAC需要两个参数：hash函数和key
hmac := hmac.New(sha512.New, []byte(BitcoinSeed))
//将明文写入到hmac中
	_, err := hmac.Write([]byte(seed))
	if err != nil 
		return nil, nil
	
//hmac对象对写入数据的运算，生成的参数为字节	
intermediary := hmac.Sum(nil)

用golang使用HMAC算法的距举例

package main

import (
    "crypto/hmac"
    "crypto/md5"
    "crypto/sha1"
    "encoding/hex"
    "fmt"
)

func Md5(data string) string 
    md5 := md5.New()
    md5.Write([]byte(data))
    md5Data := md5.Sum([]byte(""))
    return hex.EncodeToString(md5Data)


func Hmac(key, data string) string 
    hmac := hmac.New(md5.New, []byte(key))
    hmac.Write([]byte(data))
    return hex.EncodeToString(hmac.Sum(nil)


func Sha1(data string) string 
    sha1 := sha1.New()
    sha1.Write([]byte(data))
    return hex.EncodeToString(sha1.Sum(nil))


func main() 
    fmt.Println(Md5("hello"))
    fmt.Println(Hmac("key2", "hello"))
    fmt.Println(Sha1("hello"))

二、根据私钥创建公私钥

2.1 根据私钥创建公私钥函数代码

• 定义私钥结构体，根据私钥返回对应公钥的结构体

// ToPubKey 返回与此私钥对应的公钥
func (p *PrivateKey) ToPubKey() *PublicKey 
	return (*PublicKey)(&p.PublicKey)

• 根据私钥创建公钥的函数代码

// PrivKeyFromBytes 根据私钥随机数D返回公私钥
func PrivKeyFromBytes(curve elliptic.Curve, pk []byte) (*PrivateKey, *PublicKey) 
	// 根据字节pk，返回x，y
	x, y := curve.ScalarBaseMult(pk)
	// 定义一个私钥结构体，结构体中包含：公钥结构体
	priv := &PrivateKey
		PublicKey: e.PublicKey
			Curve: curve,
			X:     x,
			Y:     y,
		,
		D: new(big.Int).SetBytes(pk),
	
	return priv, (*PublicKey)(&priv.PublicKey)

接收参数：

• curve elliptic.Curve：椭圆曲线加密算法
• pk []byte：私钥字节

返回参数：

• PrivateKey：ECDSA私钥
• PublicKey：ECDSA公钥

2.2 PrivKeyFromBytes 创建私钥、公钥对

根据作为参数作为字节切片传递的私钥返回“曲线”的私钥和公钥。

我们应该知道，可以从私钥生成公钥。所以拥有私钥相当于拥有整个密钥对。

*ecdsa.PrivateKey 是 PublicKey 和 PrivateKey 的结构。这也是从原始字节 PrivateKey 检索密钥对的函数。

三、根据公钥转地址

3.1 主函数代码

• 定义结构体

// Address 表示20字节地址
type Address [AddressLength]byte

• 主函数PubkeyToAddress()

// PubkeyToAddress 公钥转地址方法
func (p *PublicKey) ToAddress() Address 
	pubBytes := p.FromECDSAPub()
	i := sha3.Keccak256(pubBytes[1:])[12:]
	return BytesToAddress(i)

3.2 子函数代码

• 子函数FromECDSAPub()

// FromECDSAPub 椭圆加密公钥转坐标
func (p *PublicKey) FromECDSAPub() []byte 
	if p == nil || p.X == nil || p.Y == nil 
		return nil
	
	return elliptic.Marshal(S256(), p.X, p.Y)


// S256()是特定的椭圆曲线，在程序启动的时候进行初始化，后来调用只是获取其引用而已。

// elliptic.Marshal(...)为标准库函数，按照非压缩形式得到相应的[]byte
func Marshal(curve Curve, x, y *big.Int) []byte 
	byteLen := (curve.Params().BitSize + 7) / 8

	ret := make([]byte, 1+2*byteLen)
	ret[0] = 4 // uncompressed point

	x.FillBytes(ret[1 : 1+byteLen])
	y.FillBytes(ret[1+byteLen : 1+2*byteLen])

	return ret

• 子函数Keccak256()

// Keccak256 使用sha3 256加密内容
func Keccak256(data ...[]byte) []byte 
	d := NewKeccak256()
	for _, b := range data 
		d.Write(b)
	
	return d.Sum(nil)

对除了符号位(第一个字节)的其他字节数组进行sha3处理.
// sha3的结果共有32字节。
// 取sha3结果的最后20字节，生成地址。在以太坊中，地址为: type Address [AddressLength]byte

• 子函数BytesToAddress()

 // BytesToAddress其实就是字节拷贝
// BytesToAddress byte转address
func BytesToAddress(b []byte) Address 
	var a Address
	a.SetBytes(b)
	return a



// SetBytes 将地址设置为b的值。如果b大于len(a)，会宕机
// SetBytes()考虑到了字节数量不匹配的情况
func (a *Address) SetBytes(b []byte) 
	if len(b) > len(a) 
		b = b[len(b)-AddressLength:]
	
	copy(a[AddressLength-len(b):], b)