NEXT社区小课堂 | 第七课：NEO 之从私钥到地址

时间 2019-12-07

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NEXT社区 | 小课堂算法

因为近期NEXT社区加入不少新的小伙伴，有在校大学生，有对区块链感兴趣的传统企业从业者。为了更方便、更系统的让NEXT社区的伙伴们了解NEO的技术知识，所以咱们开设了小课堂，每周3节，向你们普及NEO相关的知识要点！swift

排版可能不清楚，详情查看原文连接：https://mp.weixin.qq.com/s/tGeDX__bkIbfAjqoJniBZA安全

公众号：NEONEXT，看得见的区块链，Dapp孵化器app

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NEO 之从私钥到地址工具

1、私钥是怎么来的？学习

私钥是一个32字节的随机数，这个数的范围是介于 1 ~ 0xFFFF FFFF FFFF FFFF FFFF FFFF FFFF FFFE BAAE DCE6 AF48 A03B BFD2 5E8C D036 4141 之间。区块链

见 Account.swift 类：ui

public init?() {
        var pkeyData = Data(count: 32)
        let result = pkeyData.withUnsafeMutableBytes {
            SecRandomCopyBytes(kSecRandomDefault, pkeyData.count, $0)
        }
        
        if result != errSecSuccess {
            fatalError()
        }
        
        var error: NSError?
        guard let wallet = NeoutilsGeneratePublicKeyFromPrivateKey(pkeyData.fullHexString, &error) else { return nil }
        self.wif = wallet.wif()
        self.publicKey = wallet.publicKey()
        self.privateKey = pkeyData
        self.address = wallet.address()
        self.hashedSignature = wallet.hashedSignature()
        //default to mainnet
        self.neoClient = NeoClient.sharedMain
    }

它是经过 Security.framework 库里的 SecRandomCopyBytes 方法，生成一组密码安全的随机字节：编码

/*!
     @function SecRandomCopyBytes
     @abstract Return count random bytes in *bytes, allocated by the caller.
        It is critical to check the return value for error
     @result Return 0 on success, any other value on failure.
*/
@available(iOS 2.0, *)
public func SecRandomCopyBytes(_ rnd: SecRandomRef?, _ count: Int, _ bytes: UnsafeMutableRawPointer) -> Int32

随机生成一个32字节的 Data 数据，即 privatekeyData：

var pkeyData = Data(count: 32)
        let result = pkeyData.withUnsafeMutableBytes {
            SecRandomCopyBytes(kSecRandomDefault, pkeyData.count, $0)
        }

而后根据私钥（用 privatekeyData 的 HexString 做为参数）生成一个钱包，见 neo-utils：

var error: NSError?
guard let wallet = NeoutilsGeneratePublicKeyFromPrivateKey(pkeyData.fullHexString, &error) else { return nil }

// Generate a wallet from a private key
func GenerateFromPrivateKey(privateKey string) (*Wallet, error) {
    pb := hex2bytes(privateKey)
    var priv btckey.PrivateKey
    err := priv.FromBytes(pb)
    if err != nil {
        return &Wallet{}, err
    }
    wallet := &Wallet{
        PublicKey:       priv.PublicKey.ToBytes(),
        PrivateKey:      priv.ToBytes(),
        Address:         priv.ToNeoAddress(),
        WIF:             priv.ToWIFC(),
        HashedSignature: priv.ToNeoSignature(),
    }
    return wallet, nil
}

2、公钥是怎么来的？

公钥是用私钥经过椭圆曲线算法获得的，可是没法从公钥算出私钥。

见neowallet.go 和 btckey.go：

// Generate a wallet from a private key
func GenerateFromPrivateKey(privateKey string) (*Wallet, error) {
    pb := hex2bytes(privateKey)
    var priv btckey.PrivateKey
    err := priv.FromBytes(pb)
    if err != nil {
        return &Wallet{}, err
    }
    wallet := &Wallet{
        PublicKey:       priv.PublicKey.ToBytes(),
        PrivateKey:      priv.ToBytes(),
        Address:         priv.ToNeoAddress(),
        WIF:             priv.ToWIFC(),
        HashedSignature: priv.ToNeoSignature(),
    }
    return wallet, nil
}

// derive derives a Bitcoin public key from a Bitcoin private key.
func (priv *PrivateKey) derive() (pub *PublicKey) {
    /* See Certicom's SEC1 3.2.1, pg.23 */

    /* Derive public key from Q = d*G */
    Q := secp256r1.ScalarBaseMult(priv.D)

    /* Check that Q is on the curve */
    if !secp256r1.IsOnCurve(Q) {
        panic("Catastrophic math logic failure in public key derivation.")
    }

    priv.X = Q.X
    priv.Y = Q.Y

    return &priv.PublicKey
}

3、地址脚本是怎么来的？

地址脚本是由公钥先后各加了一个字节获得的，这两个字节是固定的：

· 前面是：0x21

· 后面是：0xAC

见 btckey.go：

/* Convert the public key to bytes */
    pub_bytes := pub.ToBytes()

    pub_bytes = append([]byte{0x21}, pub_bytes...)
    pub_bytes = append(pub_bytes, 0xAC)

4、地址ScriptHash是怎么来的？

地址ScriptHash就是地址脚本取了个Hash，一次 sha256，一次ripemd160：

见 btckey.go：

/* SHA256 Hash */
    sha256_h := sha256.New()
    sha256_h.Reset()
    sha256_h.Write(pub_bytes)
    pub_hash_1 := sha256_h.Sum(nil)

    /* RIPEMD-160 Hash */
    ripemd160_h := ripemd160.New()
    ripemd160_h.Reset()
    ripemd160_h.Write(pub_hash_1)
    pub_hash_2 := ripemd160_h.Sum(nil)

    program_hash := pub_hash_2

5、地址是怎么来的？

地址是由地址ScriptHash加了盐，加了验证功能，而后 Base58 编码获得的：

· 加盐：前面加了一个字节 0x17

· 加验证功能：把加盐后的字节作了一个 hash，两次 sha256，取前四个字节

· 编码：Base58 编码

见 btckey.go 完整的由公钥生成地址的代码：

// ToAddress converts a Bitcoin public key to a compressed Bitcoin address string.
func (pub *PublicKey) ToNeoAddress() (address string) {
    /* See https://en.bitcoin.it/wiki/Technical_background_of_Bitcoin_addresses */

    /* Convert the public key to bytes */
    pub_bytes := pub.ToBytes()

    pub_bytes = append([]byte{0x21}, pub_bytes...)
    pub_bytes = append(pub_bytes, 0xAC)

    /* SHA256 Hash */
    sha256_h := sha256.New()
    sha256_h.Reset()
    sha256_h.Write(pub_bytes)
    pub_hash_1 := sha256_h.Sum(nil)

    /* RIPEMD-160 Hash */
    ripemd160_h := ripemd160.New()
    ripemd160_h.Reset()
    ripemd160_h.Write(pub_hash_1)
    pub_hash_2 := ripemd160_h.Sum(nil)

    program_hash := pub_hash_2

    //wallet version
    //program_hash = append([]byte{0x17}, program_hash...)

    // doublesha := sha256Bytes(sha256Bytes(program_hash))

    // checksum := doublesha[0:4]

    // result := append(program_hash, checksum...)
    /* Convert hash bytes to base58 check encoded sequence */
    address = b58checkencodeNEO(0x17, program_hash)

    return address
}

// b58checkencode encodes version ver and byte slice b into a base-58 check encoded string.
func b58checkencodeNEO(ver uint8, b []byte) (s string) {
    /* Prepend version */
    bcpy := append([]byte{ver}, b...)

    /* Create a new SHA256 context */
    sha256_h := sha256.New()

    /* SHA256 Hash #1 */
    sha256_h.Reset()
    sha256_h.Write(bcpy)
    hash1 := sha256_h.Sum(nil)

    /* SHA256 Hash #2 */
    sha256_h.Reset()
    sha256_h.Write(hash1)
    hash2 := sha256_h.Sum(nil)

    /* Append first four bytes of hash */
    bcpy = append(bcpy, hash2[0:4]...)

    /* Encode base58 string */
    s = b58encode(bcpy)

    // /* For number of leading 0's in bytes, prepend 1 */
    // for _, v := range bcpy {
    //  if v != 0 {
    //      break
    //  }
    //  s = "1" + s
    // }

    return s
}

6、WIF 是怎么来的？

WIF（Wallet Import Format）是由私钥在前面加了一个版本号字节 0x80，在后面加了一个压缩标志的字节 0x01，而后对这34个字节进行哈希，取哈希值的前4个字节做为校验码加在最后面，最后通过 Base58 编码获得：

· 前面加版本字节：0x80

· 后面加压缩标志字节：0x01

· 对这34个字节进行哈希：取哈希值的前4个字节加在最后面

· 编码：Base58 编码

【注】其中“对这34个字节进行哈希”，我找的在线工具作的Hash计算，结果跟 NEO学习笔记，从WIF到地址文章中的结果不一致，不知道怎么计算的，有了解的请留言，谢谢！

7、图解：

NEO 之从私钥到地址

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