《精通比特币》要点总结|第四章密钥、地址、钱包

前言

昨天BigOne众筹，场面火爆，20分钟抢光。你抢到了吗？
OK， 开始正题。
讲个故事先。今年比特币大涨，小明突然想起，自己有100个比特币耶。但是，他发现，自己居然忘记了他的私钥，而且助记词也找不到了。然后，就没有然后了。
这个悲伤的故事，是为了让大家重视今天说的要点： 密钥、地址、钱包。

先提一个问题——密钥、地址、钱包，谁需要保密？谁需要备份？
好了，文末有答案，看看你的回答对不对！

什么是密钥、地址、钱包？

比特币的所有权是通过数字密钥、比特币地址和数字签名来确立的。

密钥

每笔比特币交易都需要有效的签名才会被存储在区块链。这个有效的数字签名，由密钥产生。拥有比特币的密钥，就拥有了该帐户的比特币的控制权。

密钥是成对出现的，包括一个私钥，和由其衍生出的唯一的公钥。
私钥：用于比特币支付时的交易签名。就像控制账户的PIN码或支票的签名。52位字符串。
公钥：用于接收比特币。就像银行的帐号。34位字符串。

钱包

钱包是密钥所在之处。数字密钥实际上并不是存储在网络中，而是由用户生成，并存储在一个文件或简单的数据库中。这个文件或数据库，我们称之为钱包。
一般情况下，密钥被存储在钱包文件内，由比特币钱包软件进行管理。

地址

在比特币交易的支付环节，收件人的公钥是通过其数字指纹表示的，称为比特币地址。地址就像支票上的支付对象的名字（即“收款方”）。
一般情况下，比特币地址由一个公钥生成并对应于这个公钥。然而，并非所有比特币地址都是公钥；他们也可以代表其他支付对象，譬如脚本。

这三者之间有什么关系？

钱包存储密钥。可以是公钥私钥对，也可以只存私钥。
私钥生成公钥。
公钥生成地址。
地址用来收款。
私钥用于比特币支付签名。

其它重点：

密钥如何被产生？

私钥（k）是一个数字，通常是从一个随机数生成私钥。
来来来，试一试。用硬币、铅笔和纸就快成随机生成你的私钥：掷硬币256次，用纸和笔记录正反面并转换为0和1，随机得到的256位二进制数字可作为比特币钱包的私钥。该私钥可进一步生成公钥。

有了私钥，通过椭圆曲线算法可以从私钥计算得到公钥。
这是不可逆转的过程：K = k * G。其中k是私钥，G是生成点的常数点，而K是所得公钥。
其反向运算，被称为“寻找离散对数”——已知公钥K来求出私钥k——是非常困难的，就像去试验所有可能的k值，即暴力搜索。比特币私钥空间的大小，约是10的77次方，要知道可见的宇宙才含有10的80次方个原子。数据量非常大。暴力搜索很难很难算出私钥。
有了公钥（K），我们就可以使用一个单向加密哈希函数生成比特币地址（A）。

地址如何被产生？

比特币地址是一个由数字和字母组成的字符串，可以与任何想给你比特币的人分享。
比特币地址是由公钥经过单向的哈希函数生成的。

比特币钱包和助记码词汇

钱包是私钥的容器。通常通过有序文件或者简单的数据库实现。
钱包分类：
非确定性（随机）钱包
最早的钱包，只是随机生成的私钥集合。
随机钥匙的缺点就是如果你生成很多，你必须保存它们所有的副本。否则一旦钱包不可访问时，钱包所控制的资金就付之东流。

确定性（种子）钱包
包含通过使用单项离散方程，可从公共的种子生成的私钥。
种子是随机生成的数字。在确定性钱包中，种子足够收回所有的已经产生的私钥，所以只用在初始创建时的一个简单备份就足以搞定。

助记码词汇
是英文单词序列，代表用作种子对应所确定性钱包的随机数。
单词的序列足以重新创建种子，并且从种子那里重新创造钱包以及所有私钥。在首次创建钱包时，带有助记码的，运行确定性钱包的钱包的应用程序将会向使用者展示一个12至24个词的顺序。单词的顺序就是钱包的备份。
助记码词汇也可以被用来恢复以及重新创造钱包的私钥。
所以，助记词一定要好好保管，不要截屏，最好手抄。

分层确定性钱包
确定性钱包被开发成更容易从单个“种子”中生成许多关键的钥匙。
分层确定性钱包，包含从数结构所生成的钥匙。这种母钥匙可以生成子钥匙的序列。这些子钥匙又可以衍生出孙钥匙，以此无穷类推。这个树结构表如下图所示。

后记——【答案】

密钥、地址、钱包，谁需要保密？
私钥必须始终保密，一旦被泄露给第三方，该私钥保护之下的比特币也拱手相让了。
区块链的世界，只认私钥。

谁需要备份？
如果选二个，私钥和助记码词汇，必须备份。
如果只能选一个，助记码词汇，必须备份。
因为，助记码词汇可以被用来恢复以及重新创造钱包的私钥。
如果当时，小明把助记码抄到笔记本上，把笔记本锁到保险箱里，那么他的比特币，还是他的。

这一章还具体讲了【椭圆曲线密码学】 和【Python代码实现】，感兴趣的同学，请看知笔墨上
中文版《精通比特币》，第四章.

谢谢你的阅读。

参考阅读：
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《精通比特币》要点总结|第一章介绍
《精通比特币》要点总结|第二章比特币的原理
《精通比特币》要点总结|第三章比特币客户端
《精通比特币》要点总结|第四章密钥、地址、钱包