以太坊錢包開發系列1 - 建立錢包賬號

Tiny熊發表於2018-11-07

以太坊去中心化網頁錢包開發系列，將從零開始開發出一個可以實際使用的錢包，本系列文章是理論與實戰相結合，一共有四篇：建立錢包賬號、賬號Keystore檔案匯入匯出、展示錢包資訊及發起簽名交易、傳送Token(代幣），這是第一篇，主要介紹錢包將實現哪些功能及怎麼建立錢包賬號，本錢包是基於ethers.js 進行開發。

去中心化網頁錢包

先明確一下定義，什麼是去中心化錢包，賬號祕鑰的管理，交易的簽名，都是在客戶端完成， 即私鑰相關的資訊都是在使用者手中，錢包的開發者接觸不到私鑰資訊。

對應的中心化錢包則是私鑰由中心伺服器託管，如交易所的錢包就是這種。

網頁錢包，或者叫web錢包，是指錢包以網頁的形式展現，去中心化網頁錢包則交易的簽名等操作是在瀏覽器裡完成。
其他形式的錢包，如Android錢包或iOS錢包其開發思路和web錢包一樣，因此文字對開發其他平臺的錢包也有參考意義，不過本系列文章主要側重在錢包功能的實現，並未過多考慮使用者體驗。

錢包功能

一個錢包通常主要包含的功能有：

  • 賬號管理（主要是私鑰的管理）：建立賬號、賬號匯入匯出
  • 賬號資訊展示：如以太幣餘額、Token（代幣）餘額。
  • 轉賬功能：傳送以太幣及傳送Token（代幣）

這些功能將基於 ethers.js 進行開發， ethers.js 和web3.js 一樣，也是一套和以太坊區塊鏈進行互動的庫，不僅如此，ethers.js 還對BIP 39等相關的提案進行了實現，可以在這個連結閱讀其文件。

這些功能主要表現為錢包的兩個介面，一個介面是：賬號管理，一個介面是進行賬號資訊展示及轉賬。下面逐個進行介紹

建立錢包賬號

讀過上一篇文章理解開發HD 錢包涉及的 BIP32、BIP44、BIP39的同學，會知道建立賬號，可以有兩種方式：

  • 直接生成32個位元組的數當成私鑰
  • 通過助記詞進行確定性推匯出私鑰

使用隨機數作為私鑰建立錢包賬號

即方式一，可以使用ethers.utils.randomBytes生成一個隨機數，然後使用這個隨機數來建立錢包，如程式碼:

var privateKey = ethers.utils.randomBytes(32);
var wallet = new ethers.Wallet(privateKey);
console.log("賬號地址: " + wallet.address);

上面程式碼的 wallet 是 ethers 中的一個錢包物件，它除了有程式碼中出現的.address 屬性之外，還有如 獲取餘額、傳送交易等方法，在後面的文章會進行介紹。

注意ethers.utils.randomBytes 生成的是一個位元組陣列，如果想用十六進位制數顯示出來表示，需要轉化為BigNumber程式碼如下：

let keyNumber = ethers.utils.bigNumberify(privateKey);
console.log(randomNumber._hex);

現在我們結合介面，完整的實現建立賬號，其效果圖如下，載入私鑰時建立賬號。

以太坊錢包開發系列1 - 建立錢包賬號

介面程式碼（HTML）程式碼如下（主要是在表格中定義個一個輸入框及一個按鈕）：

                <table>
                    <tr>
                        <th>私鑰:</th>
                        <td><input type="text" placeholder="(private key)" id="select-privatekey" /></td>
                    </tr>
                    <tr>
                        <td> </td>
                        <td>
                            <div id="select-submit-privatekey" class="submit">載入私鑰</div>
                        </td>
                    </tr>
                </table>

對應的邏輯程式碼(JavaScript)如下：

// 使用JQuery獲取兩個UI標籤
    var inputPrivatekey = $('#select-privatekey');
    var submit = $('#select-submit-privatekey');

// 生成一個預設的私鑰
    let randomNumber = ethers.utils.bigNumberify(ethers.utils.randomBytes(32));
    inputPrivatekey.val(randomNumber._hex);

// 點選“載入私鑰”時， 建立對應的錢包
    submit.click(function() {
        var privateKey = inputPrivatekey.val();
        if (privateKey.substring(0, 2) !== '0x') { privateKey = '0x' + privateKey; }
       var wallet = new ethers.Wallet(privateKey));

    });

如果使用者提供一個已有賬號的私鑰，則會匯入其原有賬號。

通過助記詞方式建立錢包賬號

這是目前主流常見錢包的方式，關於助記詞推導過程請閱讀理解開發HD 錢包涉及的 BIP32、BIP44、BIP39。

我們需要先生成一個隨機數，然後用隨機數生成助記詞，隨後用助記詞建立錢包賬號，設計到的API有：


var rand = ethers.utils.randomBytes(16);

// 生成助記詞
var mnemonic = ethers.utils.HDNode.entropyToMnemonic(rand);

var path = "m/44'/60'/0'/0/0";

// 通過助記詞建立錢包
ethers.Wallet.fromMnemonic(mnemonic, path);

現在我們結合介面來實現一下通過助記詞方式建立錢包賬號，其效果圖如下：

以太坊錢包開發系列1 - 建立錢包賬號

介面程式碼（HTML）程式碼如下（主要是在表格中定義個兩個輸入框及一個按鈕）：

    <table>
        <tr>
            <th>助記詞:</th>
            <td><input type="text" placeholder="(mnemonic phrase)" id="select-mnemonic-phrase" /></td>
        </tr>
        <tr>
            <th>Path:</th>
            <td><input type="text" placeholder="(path)" id="select-mnemonic-path" value="m/44'/60'/0'/0/0" /></td>
        </tr>
        <tr>
            <td> </td>
            <td>
                <div id="select-submit-mnemonic" class="submit">推倒</div>
            </td>
        </tr>
    </table>

對應的邏輯程式碼(JavaScript)如下：

    var inputPhrase = $('#select-mnemonic-phrase');
    var inputPath = $('#select-mnemonic-path');
    var submit = $('#select-submit-mnemonic');

// 生成助記詞
    var mnemonic = ethers.utils.HDNode.entropyToMnemonic(ethers.utils.randomBytes(16));
    inputPhrase.val(mnemonic);

    submit.click(function() {
    // 檢查助記詞是否有效。
        if (!ethers.utils.HDNode.isValidMnemonic(inputPhrase.val())) {
            return;
        }

// 通過助記詞建立錢包物件
       var wallet = ethers.Wallet.fromMnemonic(inputPhrase.val(), inputPath.val());
    });

同樣使用者可以提供一個其儲存的助記詞來匯入其錢包，有一些遺憾的是，ethers.js 暫時不支援通過新增密碼作為Salt來保護種子（也可能是我沒有找到，如果知道的同學，希望反饋下），如果需要此功能可以引入bip39 和 ethereumjs-wallet 庫來實現，程式碼可參考理解開發HD 錢包涉及的 BIP32、BIP44、BIP39。

小結

其實 ethers 還提供了一個更簡單的方法來建立錢包：

   // 直接建立一個隨機錢包
   ethers.Wallet.createRandom();

哈哈，恭喜大家，到這裡這裡就完整的實現了一個基於以太坊去中心化網頁錢包。

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參考文件

  1. Ethers.js

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