如何开发一款以太坊（安卓）钱包系列1 - 经过助记词建立帐号

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上周我开源了一款钱包，反映很好，一周时间不到已经快到100 Star。接下来我会几篇系列文章把开发以太坊钱包的核心要点写出来，也算是对代码的一个解读。

写在前面

钱包是使用Android安卓平台编写，使用的是原生代码Java 语言编写， 是基于Java 1.8 版本，也使用了Java 1.8 中一些较新的语言特性，如 Lambda表达式等；另外还较多使用了ReactiveX/RxAndroid响应式编程用法。

在本系列文章中，重点是介绍以太坊钱包帐号、交易等逻辑，有时可能会假定读者已经了解Android开发等相关知识，由于这些内容不是文章的重点，所以不会过多介绍，请海涵。

钱包包含的功能

一般一个钱包会包含如下功能：

• [x] 支持经过生成助记词、Keystore文件、私钥 建立钱包帐号。
• [x] 支持导出钱包帐号助记词、私钥、Keystore文件。
• [x] 支持多个钱包帐号管理
• [x] 帐户余额查询及转帐功能（二维码扫描支持）。
• [x] 支持ERC20 代币（余额显示、转帐、代币币价显示）
• [x] 支持用法币（美圆和人民币）实时显示币价。
• [x] 历史交易列表显示

建立帐号预备知识

咱们先来介绍第一个功能：经过生成助记词、Keystore文件、私钥建立钱包帐号。
本系列中，钱包都是指分层肯定性钱包，（HD钱包 Hierarchical Deterministic Wallets）， 以前博客有一篇文章分层钱包进行了详细的介绍，还不熟悉的能够读一下。
为了保持本文的完整，这里作一个总结性回顾：以太坊及比特币的地址是由随机生成的私钥通过椭圆曲线等算法单向推倒而来 ，BIP32及BIP44是为方便管理私钥提出的分层推倒方案，BIP39 定义助记词让分层种子的备份更方便。
而KeyStore文件是用来解密以太坊保存私钥的一种方式，你们能够阅读下这篇文章: 帐号Keystore文件导入导出了解更多。

实现完成的，界面以下图：

这是一张导入钱包帐号的截图（导入和建立，其实原理同样），界面仿照ImToken，不过本文将不会介绍UI部分的编写。

Web3j & bitcoinj

为了完成建立帐号功能，咱们须要使用到两个库：Web3j 和 bitcoinj

Web3是一套和以太坊通讯的封装库，Web3j是Java版本的实现，例如发起交易和智能合约进行交互，下图很好的表达了其做用。

不过本文中的功能，主要是使用了web3j中椭圆曲线加密及KeyStore文件的生成与解密。

bitcoinj 的功能和web3相似，它是比特币协议的Java实现，他实现了 BIP3二、BIP44及BIP39 相关协议。

Android使用Gradle来构建，直接在app/build.gradle文件中加入：

implementation 'org.web3j:core:4.1.0-android'
implementation 'org.bitcoinj:bitcoinj-core:0.14.7'

提示： 实践中遇到的一个问题，因为bitcoinj 中引入了 com.lambdaworks:scrypt加密库， 它包含的lib/x86_64/darwin/libscrypt.dylib文件，会致使在进行Android App Bundle 编译时会出现错误（好像也会致使某些机型无法安装），解决办法是在 build.gradle 加入一下语句，把这个文件在打包时排除掉。
packagingOptions {

exclude 'lib/x86_64/darwin/libscrypt.dylib'

}

建立帐号实现

经过助记词常见钱包帐号

这是目前钱包客户端，最多见的一种为用户常见帐号的方式，这里会包含一下几个核心步骤：

1. 生成一个随机数种子；
2. 经过随机数种子获得助记词；
3. 经过 种子 + 路径 派生生成私钥；
4. 使用KeyStore保存私钥；
5. 私钥推倒出帐号地址。

你们能够在再次阅读分层钱包，理解为什么这么作的缘由。

理解了上面几点，那么代码就容易明白了，代码在代码库中的app/src/pro/upchain/wallet/utils/ETHWalletUtils.java中，关键代码逻辑以下：

// 建立钱包对象入口函数
    public static ETHWallet generateMnemonic(String walletName, String pwd) {
        String[] pathArray = "m/44'/60'/0'/0/0".split("/");

        long creationTimeSeconds = System.currentTimeMillis() / 1000;

        SecureRandom secureRandom = SecureRandomUtils.secureRandom();
        DeterministicSeed ds = new DeterministicSeed(secureRandom, 128, "", creationTimeSeconds);

        return generateWalletByMnemonic(walletName, ds, pathArray, pwd);
    }

    /**
     * @param walletName 钱包名称
     * @param ds         助记词加密种子
     * @param pathArray  助记词标准
     * @param pwd        密码
     * @return
     */
    @Nullable
    public static ETHWallet generateWalletByMnemonic(String walletName, DeterministicSeed ds,
                                                     String[] pathArray, String pwd) {
        //种子
        byte[] seedBytes = ds.getSeedBytes();
        //助记词
        List<String> mnemonic = ds.getMnemonicCode();

        if (seedBytes == null)
            return null;

        //  衍生推倒key
        DeterministicKey dkKey = HDKeyDerivation.createMasterPrivateKey(seedBytes);
        for (int i = 1; i < pathArray.length; i++) {
            ChildNumber childNumber;
            if (pathArray[i].endsWith("'")) {
                int number = Integer.parseInt(pathArray[i].substring(0,
                        pathArray[i].length() - 1));
                childNumber = new ChildNumber(number, true);
            } else {
                int number = Integer.parseInt(pathArray[i]);
                childNumber = new ChildNumber(number, false);
            }
            dkKey = HDKeyDerivation.deriveChildKey(dkKey, childNumber);
        }

        ECKeyPair keyPair = ECKeyPair.create(dkKey.getPrivKeyBytes());
        ETHWallet ethWallet = generateWallet(walletName, pwd, keyPair);
        if (ethWallet != null) {
            ethWallet.setMnemonic(convertMnemonicList(mnemonic));
        }
        return ethWallet;
    }

        @Nullable
    private static ETHWallet generateWallet(String walletName, String pwd, ECKeyPair ecKeyPair) {
        WalletFile keyStoreFile;
        try {
            keyStoreFile = Wallet.create(pwd, ecKeyPair, 1024, 1); // WalletUtils. .generateNewWalletFile();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }

        BigInteger publicKey = ecKeyPair.getPublicKey();
        String s = publicKey.toString();

        String wallet_dir = AppFilePath.Wallet_DIR;

        String keystorePath = "keystore_" + walletName + ".json";
        File destination = new File(wallet_dir, "keystore_" + walletName + ".json");

        //目录不存在则建立目录，建立不了则报错
        if (!createParentDir(destination)) {
            return null;
        }
        try {
            objectMapper.writeValue(destination, keyStoreFile);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }

        ETHWallet ethWallet = new ETHWallet();
        ethWallet.setName(walletName);
        ethWallet.setAddress(Keys.toChecksumAddress(keyStoreFile.getAddress()));
        ethWallet.setKeystorePath(destination.getAbsolutePath());
        ethWallet.setPassword(Md5Utils.md5(pwd));
        return ethWallet;
    }

上述代码中，generateMnemonic()是入口函数，最终返回的是一个ETHWallet 自定义的钱包实体类，一个实例就对应一个钱包，ETHWallet保存了钱包相关的属性，后面会详细介绍，若是对它序列化保存钱包帐号及多个钱包帐号管理。

几个注意事项

关于助记词及私钥的保存，有几点要特别注意，不然有可能和其余钱包没法兼容或致使私钥泄漏。

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参考文档

• web3j API 文档
• bitcoinj 介绍及文档

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几个注意事项

1. 建立钱包输入的密码，并非用于生成种子，而是用来作keystore 加密的密码，这是业内的一个常规作法，尽管这个作法会下降一些安全性，可是不遵循行规，会致使和其余的钱包不兼容，及在其余钱包的助记词不能导入到咱们钱包，或反之。
2. keystore 文件应该存储在内部存储沙盒类，即应用程序自身目录内，保证其余程序没法读取内容，万万不可存取在外部存储中，如SD卡。
3. 商业产品，应该检查手机时候root，若是root，则第2点的安全性没法保证。

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