Base58Check编码

作者: Jisen | 来源:发表于2018-06-11 17:02 被阅读0次

    修改后的Base58二进制到文本编码被称为Base58Check,用于编码比特币地址。
    通俗来讲,Base58Check编码用于将比特币中的字节数组编码为可分类、易读的字符串。

    背景

    最初的比特币客户端源代码解释了base58编码背后的原因:

    base58.h:

    为什么是base-58而不是标准的base-64编码?
       - 不希望0oIl字符在某些字体中看起来相同,可以用来创建视觉上相同的账号
       - 具有非字母数字字符的字符串并不像帐号那么容易被接受。
       -  如果没有标点符号,电子邮件通常不会换行。
       -  如果全部是字母数字,双击就可以选择整个数字。
    

    Base58Check的功能

    Base58Check具有以下功能:

    • 一个任意大小的payload
    • 一组58个字母数字符号,由易于区分的大小写字母组成(不使用0OIl)
    • 一个字节的版本/应用程序信息。比特币地址为这个字节使用0x00(未来的可能使用0x05)。
    • 四个字节(32位)基于SHA256的错误检查代码。此代码可用于自动检测并可能纠正排版错误。
    • 保留数据中零开头的额外步骤。

    创建一个Base58Check字符串

    Base58Check字符串是从版本/应用程序字节和payload创建的,如下所示。

    1. 获取版本字节和payload字节,并将它们连接在一起(按字节顺序)。
    2. SHA256(SHA256(步骤1的结果))的前四个字节
    3. 将步骤1的结果和步骤2的结果连在一起(按字节顺序)。
    4. 处理步骤3的结果 - 一系列字节 - 作为单个大端序号,使用正常的数学步骤(bignumber division)和下面描述的base-58字母表转换为base-58。结果应该被标准化为没有任何前导零(字符'1')的base-58。
    5. 在base58中,值为零的前导字符'1'被保留用于表示整个前导零字节,就像它处于前导位置时一样,没有值作为base-58符号。必要时可以有一个或多个前导'1'来表示一个或多个前导零字节。计算步骤3结果中的前导零字节数(对于旧的比特币地址,至少有一个用于版本/应用程序字节;对于新地址,将永远不会有)。每个前导零字节在最终结果中应由其自己的字符'1'表示。
    6. 将步骤5中的1与步骤4 的结果连接起来。这是Base58Check的结果。

    流程图如下所示:

    image

    编码比特币地址

    比特币地址的实现使用哈希的Base58Check编码:

    • Pay-to-script-hash(p2sh):payload是:RIPEMD160(SHA256(redeemScript)),其中redeemScript是钱包知道如何消费的脚本; 版本号0x05(这些地址以数字'3'开头)
    • Pay-to-pubkey-hash (p2pkh):payloadRIPEMD160(SHA256(ECDSA_publicKey)),其中ECDSA_publicKey是钱包知道的私有密钥的公共密钥; 版本号0x00(这些地址以数字'1'开头)

    在这两种情况下得到的散列总是恰好为20个字节。这些是大端字节(最重要的字节在前)。(注意那些限制前导0x00字节的数字编码实现,或者预先增加额外的0x00字节来表示符号 - 你的代码必须妥善处理这些情况,否则你可能会生成可以发送但不能花的看起来有效的地址 -导致硬币的永久损失。)

    编码一个私钥

    Base58Check编码也用于编码钱包导入格式中的ECDSA私钥。除了0x80用于版本/应用程序字节,并且payload是32字节而不是20(比特币中的私钥是单个32字节无符号的大端整数)之外,它与比特币地址完全相同。 。对于与未压缩的公钥相关联的私钥,这种编码总是会产生一个以'5'开头的51个字符的字符串,或者更具体地说'5H','5J'或'5K'开头。

    Base58符号图表

    比特币中使用的Base58符号图特定于比特币项目,并不打算与比特币之外使用的任何其他Base58实现(排除的字符为:0,O,I和l)相同。

    Value Character Value Character Value Character Value Character
    0 1 1 2 2 3 3 4
    4 5 5 6 6 7 7 8
    8 9 9 A 10 B 11 C
    12 D 13 E 14 F 15 G
    16 H 17 J 18 K 19 L
    20 M 21 N 22 P 23 Q
    24 R 25 S 26 T 27 U
    28 V 29 W 30 X 31 Y
    32 Z 33 a 34 b 35 c
    36 d 37 e 38 f 39 g
    40 h 41 i 42 j 43 k
    44 m 45 n 46 o 47 p
    48 q 49 r 50 s 51 t
    52 u 49 v 54 w 55 x
    56 y 57 z

    编码address_byte_string的算法(由1-byte_version + hash_or_other_data + 4-byte_check_code组成)是

       code_string = "123456789ABCDEFGHJKLMNPQRSTUVWXYZabcdefghijkmnopqrstuvwxyz"
       x = convert_bytes_to_big_integer(hash_result)
       
       output_string = ""
       
       while(x > 0) 
           {
               (x, remainder) = divide(x, 58)
               output_string.append(code_string[remainder])
           }
       
       repeat(number_of_leading_zero_bytes_in_hash)
           {
           output_string.append(code_string[0]);
           }
       
       output_string.reverse();
    

    版本字节

    以下是一些常见的版本字节:

    版本号 前缀 使用
    0 1 比特币公钥哈希
    5 3 比特币脚本哈希
    21 4 压缩的比特币公钥
    52 M or N Namecoin 公钥哈希
    128 5 比特币私钥
    111 m or n 比特币测试网络公钥哈希
    196 2 比特币测试网络脚本哈希

    地址前缀列表是一个更完整的列表。

    参考链接

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