使用Java生成比特幣錢包地址的過程

Tony沈哲發表於2018-03-13
Java比特幣

比特幣錢包地址的生成過程

比特幣錢包地址生成過程.png

  1. 通過OpenSSL命令隨機生成金鑰對

生成橢圓曲線的私鑰

openssl ecparam -name secp256k1 -genkey -out ec-priv.pem
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執行上述命令會生成ec-prive.pem檔案，將其快速解碼為可讀的16進位制形式。

openssl ec -in ec-priv.pem -text -noout
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將上述金鑰對中的公鑰部分取出，儲存到一個叫做ec-pub.pem的外部檔案中:

openssl ec -in ec-priv.pem -pubout -out ec-pub.pem
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接著將它解碼

openssl ec -in ec-pub.pem -pubin -text -noout
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公鑰部分就會顯示出來

read EC key
Private-Key: (256 bit)
pub: 
    04:4d:d2:58:cc:3e:05:0b:57:02:99:ef:45:de:5d:
    96:e5:24:05:10:96:a2:a9:ae:52:d2:2b:a8:92:7b:
    16:7f:ce:f2:97:f3:5a:0d:e8:b7:c5:78:92:64:d2:
    de:85:8d:c8:58:2c:39:36:8c:39:9f:d9:1d:c5:a9:
    2c:33:d8:5a:a1
ASN1 OID: secp256k1
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生成公鑰的過程.jpeg

  1. 對公鑰進行SHA-256加密 提取上述16進位制的公鑰，轉換成字串
044dd258cc3e050b570299ef45de5d96e524051096a2a9ae52d22ba8927b167fcef297f35a0de8b7c5789264d2de858dc8582c39368c399fd91dc5a92c33d85aa1
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然後使用SHA-256加密

        byte[] publicKey = new BigInteger("044dd258cc3e050b570299ef45de5d96e524051096a2a9ae52d22ba8927b167fcef297f35a0de8b7c5789264d2de858dc8582c39368c399fd91dc5a92c33d85aa1", 16).toByteArray();
        byte[] sha256Bytes = Utils.sha256(publicKey);
        System.out.println("sha256加密=" + Utils.bytesToHexString(sha256Bytes));
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執行結果：

sha256加密=C96A913851413BDC2FBF5CC60085CA2C23FB8289B44BDDAD5FC15226DB1E30A7
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  1. 使用RIPEMD160加密

其中，RIPEMD160的加密使用了bouncycastle這個加密演算法庫。

        RIPEMD160Digest digest = new RIPEMD160Digest();
        digest.update(sha256Bytes, 0, sha256Bytes.length);
        byte[] ripemd160Bytes = new byte[digest.getDigestSize()];
        digest.doFinal(ripemd160Bytes, 0);

        System.out.println("ripemd160加密=" + Utils.bytesToHexString(ripemd160Bytes));
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執行結果：

ripemd160加密=9AF1DD0C939624E1984CB56B44B9C5F28E6B21FF
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  1. 將版本號新增到上述加密結果之前，變成21位 其中，Main Network：0x00, Test Network：0x64，Namecoin Net：0x34

這裡，使用Main Network

        byte[] networkID = new BigInteger("00", 16).toByteArray();
        byte[] extendedRipemd160Bytes = Utils.add(networkID, ripemd160Bytes);

        System.out.println("新增NetworkID=" + Utils.bytesToHexString(extendedRipemd160Bytes));
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執行結果：

新增NetworkID=009AF1DD0C939624E1984CB56B44B9C5F28E6B21FF
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  1. 兩次SHA-256加密
        byte[] twiceSha256Bytes = Utils.sha256(Utils.sha256(extendedRipemd160Bytes));

        System.out.println("兩次sha256加密=" + Utils.bytesToHexString(twiceSha256Bytes));
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執行結果：

兩次sha256加密=1C17FA056AABA3B6B9768F83F460BC190D19CC2890D933249781D476451D22B4
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  1. 將兩次SHA-256加密後的結果取前4bytes，作為地址的checksum
        byte[] checksum = new byte[4];
        System.arraycopy(twiceSha256Bytes, 0, checksum, 0, 4);

        System.out.println("checksum=" + Utils.bytesToHexString(checksum));
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執行結果：

checksum=1C17FA05
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  1. 生成25-byte binary Bitcoin Address

需要將checksum加到第四步結果的最後，形成一個25位的地址。

        byte[] binaryBitcoinAddressBytes = Utils.add(extendedRipemd160Bytes, checksum);

        System.out.println("新增checksum之後=" + Utils.bytesToHexString(binaryBitcoinAddressBytes));
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執行結果：

新增checksum之後=009AF1DD0C939624E1984CB56B44B9C5F28E6B21FF1C17FA05
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  1. 使用base58編碼生成比特幣的錢包地址
        String bitcoinAddress = Base58.encode(binaryBitcoinAddressBytes);
        System.out.println("bitcoinAddress=" + bitcoinAddress);
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執行結果：

bitcoinAddress=1F8GoWchAb56ePqftqRvLf7L729JGQSdqW
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上述整個流程的程式碼：

        byte[] publicKey = new BigInteger("044dd258cc3e050b570299ef45de5d96e524051096a2a9ae52d22ba8927b167fcef297f35a0de8b7c5789264d2de858dc8582c39368c399fd91dc5a92c33d85aa1", 16).toByteArray();
        byte[] sha256Bytes = Utils.sha256(publicKey);
        System.out.println("sha256加密=" + Utils.bytesToHexString(sha256Bytes));

        RIPEMD160Digest digest = new RIPEMD160Digest();
        digest.update(sha256Bytes, 0, sha256Bytes.length);
        byte[] ripemd160Bytes = new byte[digest.getDigestSize()];
        digest.doFinal(ripemd160Bytes, 0);

        System.out.println("ripemd160加密=" + Utils.bytesToHexString(ripemd160Bytes));

        byte[] networkID = new BigInteger("00", 16).toByteArray();
        byte[] extendedRipemd160Bytes = Utils.add(networkID, ripemd160Bytes);

        System.out.println("新增NetworkID=" + Utils.bytesToHexString(extendedRipemd160Bytes));

        byte[] twiceSha256Bytes = Utils.sha256(Utils.sha256(extendedRipemd160Bytes));

        System.out.println("兩次sha256加密=" + Utils.bytesToHexString(twiceSha256Bytes));

        byte[] checksum = new byte[4];
        System.arraycopy(twiceSha256Bytes, 0, checksum, 0, 4);

        System.out.println("checksum=" + Utils.bytesToHexString(checksum));

        byte[] binaryBitcoinAddressBytes = Utils.add(extendedRipemd160Bytes, checksum);

        System.out.println("新增checksum之後=" + Utils.bytesToHexString(binaryBitcoinAddressBytes));

        String bitcoinAddress = Base58.encode(binaryBitcoinAddressBytes);
        System.out.println("bitcoinAddress=" + bitcoinAddress);
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執行結果：

sha256加密=C96A913851413BDC2FBF5CC60085CA2C23FB8289B44BDDAD5FC15226DB1E30A7
ripemd160加密=9AF1DD0C939624E1984CB56B44B9C5F28E6B21FF
新增NetworkID=009AF1DD0C939624E1984CB56B44B9C5F28E6B21FF
兩次sha256加密=1C17FA056AABA3B6B9768F83F460BC190D19CC2890D933249781D476451D22B4
checksum=1C17FA05
新增checksum之後=009AF1DD0C939624E1984CB56B44B9C5F28E6B21FF1C17FA05
bitcoinAddress=1F8GoWchAb56ePqftqRvLf7L729JGQSdqW
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最後，既然我們生成了錢包地址，那怎麼進行校驗呢？

可以訪問這個網站：http://lenschulwitz.com/base58

將最後的結果進行校驗

地址校驗.jpeg

可以看到上述地址是一個正確的地址。

總結

整個過程模擬了比特幣錢包地址的生成，這是本人對比特幣錢包地址學習過程的回顧。

所有的程式碼都在github上，

github地址：https://github.com/fengzhizi715/blockchain_study

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