BTC比特币HD钱包开发教程1|简单知识

Posted 2020-11-25 gyc567

BTC比特币HD钱包开发教程1|简单知识

我们今天 来看看开发BTC 的HD钱包。
我们先来看看什么是HD钱包。
HD 钱包，即分层确定性钱包，我们知道数字钱包是用来保存我们的密钥和地址的，而数字货币是被记录在区块链网络中的每个区块上的。因此，如何安全方便的生成、保存和备份恢复密钥才是钱包的关键。为此，钱包已经进化了三次，从最初的非确定（随机）钱包到第二代的确定性（种子）钱包，直到现在的分层确定性钱包，钱包的更新迭代经过了三个阶段。

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私钥的集合。 客户端会预先生成 100 个随机私钥，并且每个私钥只使用一次。每个交易使用一个地址的概念是中本聪提出的。如果交易比较频繁，私钥可能会用光，然后再产生一批私钥，所以每次完成 100 个交易后，你必须备份新的 wallet.dat 文件，否则可能会丢失资产。这种钱包难以管理和备份。如果你生成很多私钥，你必须保存它们所有的副本。这就意味着这个钱包必须被经常性地备份。每个私钥都必须备份，否则一旦钱包不可访问时，无法找回钱包。

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运算生成的，种子是一串由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，就可以找回所有私钥，只需备份种子就相当于备份您的所有钱包，所以这个种子也相当重要，一定要备份到安全的地方。

分层确定性的概念早在 BIP32 提案提出。根据比特币核心开发者 Gregory Maxwell 的原始描述和讨论，Pieter Wuille 在2012 年 02月 11日整理完善提交 BIP32 。直到 2016年 6月 15 日 才被合并到 Bitcoin Core，目前几乎所有的钱包服务商都整合了该协议。BIP32 是 HD 钱包的核心提案，通过种子来生成主私钥，然后派生海量的子私钥和地址，但是种子是一串很长的随机数，不利于记录，所以我们用算法将种子转化为一串助记词 （Mnemonic），方便保存记录，这就是 BIP39，它扩展了 HD 钱包种子的生成算法。BIP43 对 BIP32 树结构增加了子索引标识 purpose 的扩展 m/purpose‘/ * 。 BIP44 是在 BIP43 和 BIP32 的基础上增加多币种，通过 HD 钱包派生多个地址，可以同时管理主网和测试网的比特币，BIP44 提出了5层的路径建议，如下：

*m/purpse‘/coin_type‘/account‘/change/address_index*，

BIP44的规则使得 HD 钱包非常强大，用户只需要保存一个种子，就能控制所有币种，所有账户的钱包。

如下图：

所以简单来说，HD钱包产生的步骤如下 ：

1. 生成一个助记词（参见 BIP39）

2. 该助记词使用 PBKDF2 转化为种子（参见 BIP39）

3. 种子用于使用 HMAC-SHA512 生成根私钥（参见 BIP32）

4. 从该根私钥，导出子私钥（参见 BIP32），其中节点布局由BIP44设置