以太坊之帐户管理

时间  2019-11-19
标签 以太 帐户 管理 繁體版
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在这一部分，咱们将学习如何使用C#管理以太坊帐户，这包括：web

  1. 了解私钥、公钥和帐户的关系
  2. 离线建立以太坊帐户
  3. 导入其余帐户私钥
  4. 建立和使用钱包
  5. 建立和使用帐户凭证

以太坊做为一个去中心化的系统，必然不会采用中心化的帐户管理 方案 —— 没有一个中心数据库来保存以太坊平台上的全部帐户信息。 事实上，以太坊使用非对称密钥技术来进行身份识别，一个以太坊 帐户对应着一对密钥：算法

在这一部分的内容里，咱们将使用Nethereum.Signer命名空间 中的类来管理密钥、帐户和钱包。数据库

私钥、公钥与地址json

以太坊使用非对称密钥对来进行身份识别，每个帐户都有 对应的私钥和公钥 —— 私钥用来签名、公钥则用来验证签名 —— 从而 在非可信的去中心化环境中实现身份验证。数组

事实上，在以太坊上帐户仅仅是对应于特定非对称密钥对中公钥的20字节 哈希安全

从私钥能够获得公钥，而后进一步获得帐户地址，而反之则无效。 显然，以太坊不须要一个中心化的帐户管理系统，咱们能够根据以太坊约定 的算法自由地生成帐户。服务器

在C#中，可使用EthECKey类来生成密钥对和帐户地址。一个EthECKey 实例封装一个私钥，同时也提供了访问公钥和地址的方法：async

例如，下面的代码首先使用EthECKey的静态方法GenerateKey()建立一个 随机私钥并返回EthECKey实例，而后经过相应的实例方法读取私钥、公钥 和帐户地址：学习

            EthECKey keyPair = EthECKey.GenerateKey();
            string privateKey = keyPair.GetPrivateKey();
            byte[] publicKey = keyPair.GetPubKey();
            string address = keyPair.GetPublicAddress();
            Console.WriteLine("Private Key => " + privateKey);
            Console.WriteLine("Public Key => " + publicKey.ToHex(true));
            Console.WriteLine("Address => " + address);
            Console.ReadLine();

GetPubKey()方法返回的是一个byte[]类型的字节数组，所以咱们使用 静态类HexByteConvertorExtensions的静态方法ToHex()将其转换为16进制 字符串，参数true表示附加0x前缀。 ToHex()的原型以下：测试

注意HexByteConvertorExtensions是静态类并且ToHex()的第一个参数为 byte[]类型，所以byte[]类型的对象能够直接调用ToHex()方法。

namespace KeyAndAddressDemo
{
    class KeyAndAddress
    {
        public void Run()
        {
            EthECKey keyPair = EthECKey.GenerateKey();
            string privateKey = keyPair.GetPrivateKey();
            byte[] publicKey = keyPair.GetPubKey();
            string address = keyPair.GetPublicAddress();
            Console.WriteLine("Private Key => " + privateKey);
            Console.WriteLine("Public Key => " + publicKey.ToHex(true));
            Console.WriteLine("Address => " + address);
            Console.ReadLine();
        }
    }
}
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("cuiyw-test");
            Console.WriteLine("Key and Address");
            KeyAndAddress demo = new KeyAndAddress();
            demo.Run();
            Console.ReadLine();
        }
    }

 导入私钥

咱们已经知道，只有私钥是最关键的，公钥和帐户均可以从私钥一步步 推导出来。

假如你以前已经经过其余方式有了一个帐户，例如使用Metamask建立的钱包，那么能够把该帐户导入C#应用，从新生成公钥和帐户地址：

using Nethereum.Signer;
using System;

namespace ImportKeyDemo
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("cuiyw-test");
            EthECKey keyPair = EthECKey.GenerateKey();
            string privateKey = keyPair.GetPrivateKey();
            string address = keyPair.GetPublicAddress();
            Console.WriteLine("Original Address => " + address);
            //import
            EthECKey recovered = new EthECKey(privateKey);
            Console.WriteLine("Recoverd Address => " + recovered.GetPublicAddress());
            Console.ReadLine();
        }
    }
}

 keystore钱包

鉴于私钥的重要性，咱们须要以一种安全地方式保存和迁移，而不是简单地 以明文保存到一个文件里。

keystore容许你用加密的方式存储密钥。这是安全性（一个攻击者须要 keystore 文件和你的钱包口令才能盗取你的资金）和可用性（你只须要keystore 文件和钱包口令就能用你的钱了）二者之间完美的权衡。

下图是一个keystore文件的内容：

从图中能够看出，keystore的生成使用了两重算法：首先使用你指定的钱包口令 采用kpf参数约定的算法生成一个用于AES算法的密钥，而后使用该密钥 结合ASE算法参数iv对要保护的私钥进行加密。

因为采用对称加密算法，当咱们须要从keystore中恢复私钥时，只须要 使用生成该钱包的密码，并结合keystore文件中的算法参数，便可进行 解密出你的私钥。

KeyStoreService

KeyStoreService类提供了两个方法，用于私钥和keystore格式的json之间的转换：

下面的代码建立一个新的私钥，而后使用口令7878生成keystore格式 的json对象并存入keystore目录：

 

            EthECKey keyPair = EthECKey.GenerateKey();
            string privateKey = keyPair.GetPrivateKey();
            Console.WriteLine("Original Key => " + privateKey);

            KeyStoreService ksService = new KeyStoreService();
            string password = "7878";
            string json = ksService.EncryptAndGenerateDefaultKeyStoreAsJson(password, keyPair.GetPrivateKeyAsBytes(), keyPair.GetPublicAddress());
            EnsureDirectory("keystore");
            string fn = string.Format("keystore/{0}.json", ksService.GenerateUTCFileName(keyPair.GetPublicAddress()));
            File.WriteAllText(fn, json);
            Console.WriteLine("Keystore Saved => " + fn);

尽管能够从私钥推导出帐户地址，但EncryptAndGenerateDefaultStoreAsJson()方法 仍是要求咱们同时传入帐户地址，所以其三个参数依次是：私钥口令、私钥、对应的地址。

GenerateUTCFileName()方法用来生成UTC格式的keystore文件名，其构成以下：

解码keystore

在另外一个方向，使用DecryptKeyStoreFromJson()方法，能够从keystore 来恢复出私钥。例如，下面的代码使用同一口令从钱包文件恢复出私钥并重建密钥对：

            byte[] recoveredPrivateKey = ksService.DecryptKeyStoreFromJson(password, json);
            Console.WriteLine("Recovered Key => " + recoveredPrivateKey.ToHex(true));
using Nethereum.Hex.HexConvertors.Extensions;
using Nethereum.KeyStore;
using Nethereum.Signer;
using System;
using System.IO;

namespace KeystoreDemo
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("cuiyw-test");
            EthECKey keyPair = EthECKey.GenerateKey();
            string privateKey = keyPair.GetPrivateKey();
            Console.WriteLine("Original Key => " + privateKey);

            KeyStoreService ksService = new KeyStoreService();
            string password = "7878";
            string json = ksService.EncryptAndGenerateDefaultKeyStoreAsJson(password, keyPair.GetPrivateKeyAsBytes(), keyPair.GetPublicAddress());
            EnsureDirectory("keystore");
            string fn = string.Format("keystore/{0}.json", ksService.GenerateUTCFileName(keyPair.GetPublicAddress()));
            File.WriteAllText(fn, json);
            Console.WriteLine("Keystore Saved => " + fn);

            byte[] recoveredPrivateKey = ksService.DecryptKeyStoreFromJson(password, json);
            Console.WriteLine("Recovered Key => " + recoveredPrivateKey.ToHex(true));
            Console.ReadLine();
        }
        private static void EnsureDirectory(string path)
        {
            if (Directory.Exists(path)) return;
            Directory.CreateDirectory(path);
        }
    }
}

{
	"crypto": {
		"cipher": "aes-128-ctr",
		"ciphertext": "38a0299356d70c3cd54eda1c5f8f58d3b84d0a7c377295b4c6a630f81dbf610a",
		"cipherparams": {
			"iv": "2aefcf10a52376f9456992e470ec3234"
		},
		"kdf": "scrypt",
		"mac": "feba237a6258625be86b46fc44d09f4fc3e4e7ea4cc6ce7db4bce47508ab627f",
		"kdfparams": {
			"n": 262144,
			"r": 1,
			"p": 8,
			"dklen": 32,
			"salt": "7e6ff7ae6ae7e83c1f5d8f229458a7e102e55023f567e1f03cd88780bdc18272"
		}
	},
	"id": "cb7b8d03-c87a-446a-b41e-cede3d936b59",
	"address": "0x78E4a47804743Cc673Ba79DaF2EB03368e4be145",
	"version": 3
}

离线帐户与节点管理的帐户

在以太坊中，一般咱们会接触到两种类型的帐户：离线帐户和节点管理的帐户。

在前面的课程中，咱们使用EthECKey建立的帐户就是离线帐户 —— 不须要 链接到一个以太坊节点，就能够自由地建立这些帐户 —— 所以被称为离线帐户。 离线帐户的私钥由咱们（应用）来管理和控制。

另外一种类型就是由节点建立或管理的帐户，例如ganache自动随机生成的帐户， 或者在geth这样的节点软件中建立的帐户。这些帐户的私钥由节点管理，一般 咱们只须要保管好帐户的口令，在须要交易的时候用口令解锁帐户便可。ganache仿真器的帐户不须要口令即自动解锁。所以当使用ganache做为节点 时，在须要传入帐户解锁口令的地方，传入空字符串便可。

对于这两种不一样的帐户类型，Nethereum提供了不一样的类来封装，这两种 不一样的类将影响后续的交易操做：

离线帐户：Account

Account类对应于离线帐户，所以在实例化时须要传入私钥：

            BigInteger chainId = new BigInteger(1234);
            Account account = new Account(privateKey, chainId);

参数chainId用来声明所链接的的是哪个链，例如公链对应于1，Ropsten 测试链对应于4，RinkeBy测试链对应于5...对于ganache，咱们能够随意指定 一个数值。

另外一种实例化Account类的方法是使用keystore文件。例以下面的代码 从指定的文件载入keystore，而后调用Account类的静态方法

            string privateKey = "0x197b09426db81c7ebaefbcea4ab09c9379c23628c73e20c5475b0f13e7eacaba";
            BigInteger chainId = new BigInteger(1234);
            Account account = new Account(privateKey, chainId);

节点管理帐户：ManagedAccount

节点管理帐户对应的封装类为ManagedAccount，实例化一个节点管理帐户 只须要指定帐户地址和帐户口令：

            Web3 web3 = new Web3("http://localhost:7545");
            string[] accounts = await web3.Eth.Accounts.SendRequestAsync();
            ManagedAccount account = new ManagedAccount(accounts[0], "");

Nethereum提供这两种不一样帐户封装类的目的，是为了在交易中可使用 一个抽象的IAccount接口，来屏蔽交易执行方式的不一样。

using Nethereum.Web3;
using Nethereum.Web3.Accounts;
using Nethereum.Web3.Accounts.Managed;
using System;
using System.IO;
using System.Numerics;
using System.Threading.Tasks;

namespace AccountDemo
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("cuiyw-test");
            CreateAccountFromKey();
            CreateAccountFromKeyStore();
            CreateManagedAccount().Wait();
            Console.ReadLine();
        }
        public static void CreateAccountFromKey()
        {
            Console.WriteLine("create offline account from private key...");
            string privateKey = "0x197b09426db81c7ebaefbcea4ab09c9379c23628c73e20c5475b0f13e7eacaba";
            BigInteger chainId = new BigInteger(1234);
            Account account = new Account(privateKey, chainId);
            Console.WriteLine("  Address => " + account.Address);
            Console.WriteLine("  TransactionManager => " + account.TransactionManager);
        }

        public static void CreateAccountFromKeyStore()
        {
            Console.WriteLine("create offline account from keystore...");
            string fn = "keystore/UTC--2019-04-21T08-15-35.6963027Z--78E4a47804743Cc673Ba79DaF2EB03368e4be145.json";
            string json = File.ReadAllText(fn);
            string password = "7878";
            BigInteger chainId = new BigInteger(1234);
            Account account = Account.LoadFromKeyStore(json, password, chainId);
            Console.WriteLine("  Address => " + account.Address);
            Console.WriteLine("  TransactionManager => " + account.TransactionManager);
        }

        public static async Task CreateManagedAccount()
        {
            Console.WriteLine("create online account ...");
            Web3 web3 = new Web3("http://localhost:7545");
            string[] accounts = await web3.Eth.Accounts.SendRequestAsync();
            ManagedAccount account = new ManagedAccount(accounts[0], "");
            Console.WriteLine("  Address => " + account.Address);
            Console.WriteLine("  TransactionManager => " + account.TransactionManager);
        }
    }
}

为网站增长以太币支付功能

在应用中生成密钥对和帐户有不少用处，例如，用户能够用以太币 在咱们的网站上购买商品或服务 —— 为每一笔订单生成一个新的以太坊 地址，让用户支付到该地址，而后咱们检查该地址余额便可了解订单 的支付状况，进而执行后续的流程。

为何不让用户直接支付到咱们的主帐户？

稍微思考一下你就明白，建立一个新地址的目的是为了将支付与订单 关联起来。若是让用户支付到主帐户，那么除非用户支付时在交易数据 里留下对应的订单号，不然你没法简单的肯定收到的交易与订单之间的 关系，而不是全部的钱包软件—— 例如coinbase —— 都支持将留言包含 在交易里发送到链上。

解决方案以下图所示：

当用户选择使用以太币支付一个订单时，web服务器将根据该订单的订单号 提取或生成对应的以太坊地址，而后在支付页面中展现该收款地址。为了 方便使用手机钱包的用户，能够同时在支付页面中展现该收款地址的二维码。

用户使用本身的以太坊钱包向该收款地址支付以太币。因为网站的支付处理 进程在周期性地检查该收款地址的余额，一旦收到足额款项，支付处理进程 就能够根据收款地址将对应的订单结束，并为用户开通对应的服务。

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