今天来说一下区块链-比特币中的一个概念，并且在iOS中将它实现。
首先介绍一下什么是BIP，BIP全称是Bitcoin Improvement Proposals,是用来提出Bitcoin的新功能或改进措施的文件。可以由任何人提出，经过审核后会公布在bitcoin/bips中。
其中BIP32、BIP39和BID44又是HD wallet中使用的核心概念。
BIP-39 介绍
HD wallet具有管理多个密钥和地址的机制，我们可以使用一个随机字符串seed通过BIP32或BIP44协议创建一个HD wallet，但是一串字符串的记忆成本太高，而且摘抄下来也会很麻烦。所以BIP39协议应运而生，他是可以使用12-24单字（可以是英文、中文、日文等等语言）来帮助用户更好的保存seed。一般我们使用长度为12个的英文单词来生成BIP39的内容，这串单词被称为mnemonic code，中文名叫助记词。
BIP-39 词典
可以在bitcoin/bips下的bip-0039中来获取助记词字典，现在已经支持简体中文、繁体中文、英文、法文、意大利文、日文、韩文、西班牙文每种2048个词来生成助记词。
## BIP-39 生成助记词流程
助记词钱包是通过BIP-39中定义的标准化过程自动生成的，钱包从熵源开始，增加校验和，然后将熵映射到字典列表中。
-
1.创建一个128-256位的随机序列（熵）
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2.提出SHA256哈希的前几位（熵长/32）,就可以创建一个随机序列的校验和。
-
3.将校验和添加到随机序列的末尾。
-
4.将序列划分为包含11位的不同部分。
-
5.将每个包含11位部分的值与一个预先定义的2048个单词的字典做对应。
-
6.生成的有顺序的单词组就是助记词。
BIP39_1.PNG
| 熵（bits） | 校验和（bits） | 熵+校验和（bits） | 助记词长度（单词个数）|
| --- | --- | --- | --- |
| 128 | 4 | 132 | 12 |
| 160 | 5 | 165 | 15 |
| 192 | 6 | 198 | 18 |
| 224 | 7 | 231 | 21 |
| 256 | 8 | 264 | 24 |
使用OS代码生成BIP-39 助记词
引入库
首先肯定是引入iOS中哈希需要用到的库
#import <CommonCrypto/CommonHMAC.h>
#import <CommonCrypto/CommonKeyDerivation.h>
生成随机熵
我们可以使用SecRandomCopyBytes()函数来生成一个随机的NSData比特组
- (NSString *)generateMnemonicString:(NSNumber *)strlength language:(NSString *)language
{
//输入长度必须为128、160、192、224、256
if([strlength integerValue] % 32 != 0)
{
[NSException raise:@"Strength must be divisible by 32" format:@"Strength Was: %@",strlength];
}
//创建比特数组
NSMutableData *bytes = [NSMutableData dataWithLength:([strlength integerValue]/8)];
//生成随机data
int status = SecRandomCopyBytes(kSecRandomDefault, bytes.length, bytes.mutableBytes);
//如果生成成功
if(status == 0)
{
NSString *hexString = [bytes my_hexString];
return [self mnemonicStringFromRandomHexString:hexString language:language];
}
else
{
[NSException raise:@"Unable to get random data!" format:@"Unable to get random data!"];
}
return nil;
}
生成助记词
生成好随机的熵之后，我们就可以通过随机熵的内容根据256哈希计算需要使用的单词列，然后在单词表中查找出需要的单词来。
- (NSString *)mnemonicStringFromRandomHexString:(NSString *)seed language:(NSString *)language
{
//将16进制转换为NSData
NSData *seedData = [seed my_dataFromHexString];
//计算 sha256 哈希
NSMutableData *hash = [NSMutableData dataWithLength:CC_SHA256_DIGEST_LENGTH];
CC_SHA256(seedData.bytes, (int)seedData.length, hash.mutableBytes);
NSMutableArray *checkSumBits = [NSMutableArray arrayWithArray:[[NSData dataWithData:hash] my_hexToBitArray]];
NSMutableArray *seedBits = [NSMutableArray arrayWithArray:[seedData my_hexToBitArray]];
for(int i = 0 ; i < (int)seedBits.count / 32 ; i++)
{
[seedBits addObject:checkSumBits[i]];
}
NSString *path = [NSString stringWithFormat:@"%@/%@.txt",[[NSBundle mainBundle] bundlePath], language];
NSString *fileText = [NSString stringWithContentsOfFile:path encoding:NSUTF8StringEncoding error:NULL];
NSArray *lines = [fileText componentsSeparatedByCharactersInSet:[NSCharacterSet newlineCharacterSet]];
NSMutableArray *words = [NSMutableArray arrayWithCapacity:(int)seedBits.count / 11];
for(int i = 0 ; i < (int)seedBits.count / 11 ; i++)
{
NSUInteger wordNumber = strtol([[[seedBits subarrayWithRange:NSMakeRange(i * 11, 11)] componentsJoinedByString:@""] UTF8String], NULL, 2);
[words addObject:lines[wordNumber]];
}
return [words componentsJoinedByString:@" "];
}
需要的支持
其中我们需要几个辅助性操作：
字符串转换为16进制
//将字符串转换为16进制
- (NSString *)my_hexString
{
const unsigned char *dataBuffer = (const unsigned char *)[self bytes];
//如果buffer不存在
if(!dataBuffer)
{
return [NSString string];
}
NSUInteger dataLength = [self length];
NSMutableString *hexString = [NSMutableString stringWithCapacity:(dataLength * 2)];
for(int i = 0 ; i < dataLength ; ++i)
{
[hexString appendString:[NSString stringWithFormat:@"%02lx",(unsigned long)dataBuffer[i]]];
}
return [NSString stringWithString:hexString];
}
16进制转换为比特数组
- (NSArray *)my_hexToBitArray
{
NSMutableArray *bitArray = [NSMutableArray arrayWithCapacity:(int)self.length * 8];
NSString *hexStr = [self my_hexString];
for(NSUInteger i = 0 ; i < [hexStr length] ; i++)
{
NSString *bin = [self my_hexToBinary:[hexStr characterAtIndex:i]];
for(NSUInteger j = 0 ; j < bin.length ; j++)
{
[bitArray addObject:@([[NSString stringWithFormat:@"%C",[bin characterAtIndex:j]] intValue])];
}
}
return [NSArray arrayWithArray:bitArray];
}
- (NSString *)my_hexToBinary:(unichar)value
{
switch (value)
{
case '0': return @"0000";
case '1': return @"0001";
case '2': return @"0010";
case '3': return @"0011";
case '4': return @"0100";
case '5': return @"0101";
case '6': return @"0110";
case '7': return @"0111";
case '8': return @"1000";
case '9': return @"1001";
case 'a':
case 'A':
return @"1010";
case 'b':
case 'B':
return @"1011";
case 'c':
case 'C':
return @"1100";
case 'd':
case 'D':
return @"1101";
case 'e':
case 'E':
return @"1110";
case 'f':
case 'F':
return @"1111";
}
return @"-1";
}
16进制字符串转换为NSData
//将16进制字符串转换为NSData
- (NSData *)my_dataFromHexString
{
const char *chars = [self UTF8String];
int i = 0, len = (int)self.length;
NSMutableData *data = [NSMutableData dataWithCapacity:len/2.0];
char byteChars[3] = {'\0','\0','\0'};
unsigned long wholeByte;
while (i < len)
{
byteChars[0] = chars[i++];
byteChars[1] = chars[i++];
wholeByte = strtoul(byteChars, NULL, 16);
[data appendBytes:&wholeByte length:1];
}
return data;
}
调用
OK，这些关键的内容都写好之后，只需要调用最开始的生成随机字符的函数，指定好长度和助记词语言就可以根据BIP-39生成助记词了。
NSString *mnemonicString = [self generateMnemonicString:@128 language:@"english"];
Demo
Demo地址在这里
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