比特币区块链五 - 钱包技术细节种子的创建过程

上一本书说如果你要开发一个比特币钱包，它应该被构建成一个HD钱包。那么，钱包是如何工作的呢？钱包的行业标准是什么？由于确定性钱包的密钥可以通过***生成，HD 钱包用户可以仅使用原始***生成所有密钥。

钱包的具体细节将在两篇文章中介绍。第一部分介绍钱包的***是如何生成的，第二部分将介绍如何使用***创建一个HD钱包。因此，本文将重点介绍创建***的过程。本文将按以下结构展开：

全文结构1.BIP 比特币改进建议

比特币提案是向比特币 社区提供信息或描述比特币 的新功能、流程和环境的设计文档。根据BIP-01，即BIP的宗旨和指导方针01.个比特币，BIP分为三种类型，即标准BIP、信息BIP和流程BIP。BIP 记录在 . 下面简单介绍一下这三种BIP：

(1）标准类 BIP

描述影响 比特币 实施的更改提案，此类提案具有“比特币行业标准”能力。比如网络协议的变化、区块有效性规则的变化等。这类标准的主要作用是提出新功能、新标准、新改进，代表了比特币社区的共识和建议。

(2）信息 BIP

描述比特币设计问题，或希望比特币社区提供一般指南或信息，但不提供新功能。此类 BIP 不代表 比特币 社区的共识，读者和实施者可能会忽略此类信息。

(3）流程类 BIP

描述一个 比特币 流程，或提议对流程进行更改。这种类型的 BIP 类似于标准 BIP，但适用于 比特币 协议本身以外的领域。这样的 BIP 可能会提出一个实现，但这个实现并没有在 比特币 的代码库中实现。流程 BIP 需要社区的共识，用户不能随意忽视。

因此，这三类BIP协议中，信息型BIP可以忽略不计，而标准型BIP和流程型BIP对于比特币网络的改进非常重要，不可忽略。比特币 钱包的以下标准源自这些标准 BIP。

2.通用钱包标准

比特币钱包技术比较成熟，当然也有一些行业通用的标准。这些行业标准使 比特币钱包具有广泛的互操作性、易用性、安全性和灵活性。常见的标准是：

(1）助记码，基于 BIP-39

(2）高清钱包，基于 BIP-32

(3）多用途高清钱包结构，基于BIP-43

(4）多币种多账户钱包，基于BIP-44

这些标准已被广泛的软件和硬件钱包采用，使所有这些钱包都可以互操作。用户可以将一个钱包上生成的助记词导入另一个钱包，恢复所有交易、密钥和地址。

支持这些标准的软件钱包包括（按字母顺序）、Co***y、HD 等。支持这些标准的硬件钱包包括（按字母顺序）等。如果你准备开发一个比特币钱包，那么它应该被构建为一个HD钱包，***编码为助记码以进行备份，遵循 BIP-32、BIP-39、BIP-43 和 BIP -44 标准。

3.助记词（BIP-39）| ***创建过程

助记词使用一系列英语单词对***进行编码，这些***对应于确定性钱包中的随机数。简单来说，助记词是一系列单词形式的***，通过记忆助记词可以用来找回钱包。

确定性钱包是通过***派生创建的。为了便于使用，

***被编码为助记符。***是一个 128 到 256 位的随机数，面向程序的底部。助记词是12到24个单词的随机序列，面向用户。两者是统一事物的两种不同表现形式，本质是相同的。下表显示了助记符及其对应的***：

助记符-***-对应表

助记符和“大脑钱包”经常被混淆。他们是不一样的！主要区别在于01.个比特币，大脑钱包通过用户选择的词序生成对应的***，而助记词则是由钱包随机创建并呈现给用户。这个重要的区别使助记符更加安全，因为猜测随机数对人类来说是无能为力的。

使用 BIP-39 标准创建***钱包的过程主要分为两部分。第一部分是创建助记词，第二部分是从助记词生成***。

助记词由钱包使用 BIP-39 中定义的标准化流程自动生成。钱包从熵源开始，增加校验和，然后将熵映射到词表，主要分为以下六个步骤：

创建一个 128 到 256 位（熵）的随机序列。通过提取哈希的前几位（熵长度/32），创建随机序列的校验和。将校验和添加到随机序列的末尾。将序列分成包含11位的不同部分。将每个 11 部分的值与包含 2048 个预定义单词的字典相关联，得到的有序单词组就是助记符。

从以上步骤可以看出，在创建助记词的过程中，仍然用到了哈希函数、随机数、校验和等。

映射部分主要在第5步。下图展示了熵是如何生成助记词的。

助记词生成过程

在上面的例子中，我们使用长度为 128 位的熵来生成一个 12 个单词的助记符。在实际应用中，熵越长，校验码和助记符也会相应增加。下图展示了熵数据大小与助记词长度的关系：

熵 - 校验码 - 助记符长度 - 列表

从上面的过程可以看出，助记词实际上代表的是128到256位的熵。在接下来的过程中，将使用密钥扩展功能（-Based Key）导出更长的（512位）***。生成的***用于构建确定性钱包并获取其密钥。

密钥扩展函数有两个参数，助记符和盐。salt 的目的是增加构建能够进行***攻击的查找表的难度。在 BIP-39 标准汇总中，盐还有另一个目的，即允许引入***作为额外的安全因素来保护***。创建助记词后的7-9步流程如下：

密钥扩展函数的第一个参数是第6步生成的助记词。密钥扩展函数的第二个参数是salt。由字符串常量“助记符”和可选的用户提供的连接***字符串组成。使用 HMAC 算法，使用 2048 个哈希来扩展助记符和盐参数，产生一个 512 位的值作为其最终输出。这个 512 位的值就是***！

下图显示了如何从助记符生成***：

生成助记词***的过程

从上图中可以看出，BIP-39 标准在派生***时允许使用可选***。如果不使用***，助记词会使用由常量字符串“”组成的盐进行扩展，从而为任何给定的助记词生成一个特定的 512 位***。如果使用***短语，则密钥扩展功能使用相同的助记符来生成不同的***。这样，助记码和可选***的组合***增加了生成的***数量。

从***生成过程中，我们可以看到使用了很多单向哈希函数。最终生成的***是一个 512 位的随机数。正是因为有 512 位，这提供了无穷无尽的地址。

参考链接：

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