Blocksatck Dev 分享 | BTC 钱包技术都在这里了

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《 Blockstack：从开发入门到技术实战》课程训练营是由一块链习和 Blockstack 共同打造的全球第一档·Blockstack开发中文实战课程。

每周日晚8点，作为课程内容知识拓展——助教技术分享会，由各位第一期的助教们自发轮流在线上进行分享，为学员们详细解读一个 Blockstack 技术相关内容。

昨晚，由Autodesk软件开发工程师——奶哥助教在直播间为大家带来第一讲「比特币钱包技术与Blockstack账户体系简介」，内容复盘如下。

.01 账号：公私钥对

举个例子，在中心化的体系中，比如，微信，账号是存储在腾讯服务器中的一行数据。

这行数据包括了你的帐号名和密码，密码由你自行进行设置，如果密码遗忘之后，可以先通过其他认证手段，向腾讯来证明你是账号的所有者，然后申请更换密码。

你虽然看上去是账号的所有者，但是事实上，你的帐号还是腾讯分配保管的，且腾讯有权，将你的帐号封禁。

更可怕的是，如果腾讯的帐号体系被人攻破，那你的帐号和其对应的数据都会有可能被其他人所获取。

那么在去中心化的体系中，账号是什么呢。简单来说，去中心的帐号体系是建立在非对称加密算法基础上，随机生成的一组公私钥对。

例如在bitcion的场景下，你见的最多的就是地址，就是通过私钥推导出公钥，然后再用公钥推导出地址。发送到该地址下btc，可以通过对应的私钥，进行解锁交易。

可以看出去中心化帐号体系中的核心就是私钥，可以说私钥是万物之源，只要把私钥保护好，基于当前计算机的能力，你的帐号是几乎无法被攻破的。但弊端是，如果你把私钥弄丢了，对应地址上的锁住的btc就永久丢失了。

私钥是如何生成的呢，一般来说，是由硬件级别的随机数作为种子，通过算法生成出来的。大家可以去这个网站（https://www.bitaddress.org/）上体验一下，它会通过你鼠标的移动轨迹作为种子，生成对应的地址和私钥。

这里最最重要的就是随机数种子和算法，千万不要用很简单的。随机数或者很简单的算法，这样都很容易带来泄密的风险。

.02  钱包客户端保管私钥

那么对于一般用户来说是如何生成并保管私钥的呢。答案是钱包客户端。

在非常早期的时候，用户是需要备份含有私钥的钱包文件，小心翼翼地把钱包文件copy到U盘里，然后把U盘锁在保险柜呢。

随着钱包的发展，一个钱包内，开始支持多个私钥（type-0）。因为根据加密货币的最佳实践，一个地址只使用一次是最为稳妥的方式，发生交易后，使用新地址存储找零。

那如何在一个钱包里管理多个私钥呢。最简单的方式是预先生成出一组毫无关联的地址池，然后用的时候，从地址池拿一个没用过的，发现快不够用了，再生成出更多的地址。

这种钱包有一个不太优雅的名字JBOK（Just a Bunch Of Keys）钱包。钱包会管理所有的私钥，并把该私钥池锁定的所有余额加起来，算作该钱包的余额。但是因为要动态增加地址，而且每个地址之间并无关联，所以需要经常备份钱包文件。

正如他的名字一样JBOK钱包，并不优雅。那么在其基础上马上发展出了种子钱包，即通过一个种子生产出一组相关联的地址（type-1）。发展到这步，用户在备份时，只需要备份种子，就可以通过种子恢复出所有的私钥，已经初具现代钱包的样子。

在此基础上，BIP32标准孕育而生，BIP32通过seed生成的是一棵私钥树。树状结构的私钥带来了两个好处，

第一，可以更好的做功能上分组，比如可以规定某棵树上的地址专门用作收

帐，另外一棵的地址用作找零。

第二，安全性有所提升，可以在不接触到私钥的情况下，独立通过算法直接生成地址。例如在web浏览器中，你可以为你的每一个订单独生成成一个地址，而完全不需要暴露任何私钥信息。

由于seed的格式对人来说还是过于复杂，BIP39标准又被提出。在BIP39标准下，助记码用更为人性化的方式替代了seed，通过助记码可以还原出seed，这就是我们经常看到需要我们备份的单词组。下面两张图演示了

1.通过随机数生成出助记码：

2.助记码又如何生成出seed，注意这里还有一个可选的密码口令，这个密码口令使得仅有助记词是不够的，避免了助记词备份被盗取后利用。

但如果开启了密码口令，那么你必须在恢复账户时，也输入这个密码口令，和助记码缺一不可。你一旦遗忘这个密码口令，那也就丢失了这个账户。

BIP32所生成的私钥树，是不是能给每一层赋予意义呢，是不是可以一套seed/助记词，可以用在不同的币种上呢。

于是我们有了BIP44。BIP-44指定了包含5级预定义树的结构：

m / purpose’ / coin_type’ / account’ / change / address_index

第一层的purpose总是被设定为44’。

第二层的“coin_type”特指币种，允许多币种HD钱包中的每一种数字货币在第二层级下都有自己的子树。例如：Bitcoin 是 m/44’/0’、Bitcoin Testnet  是 m/44’/1’，Litecoin 是 m/44’/2’。

第三层级是“account”，允许用户为了会计或者组织目的，再细分钱包到独立的逻辑性子账户。举个例子，一个HD钱包可能包含两个⽐特币“账户”：m/44’/0’/0’ 和 m/44’/0’/1’。每个账户都是它自己子树的根。

第四层级就是“change”。每一个HD钱包有两个子树，一个是接收地址，另一个用来创造找零地址。

可用的地址由HD钱包派生为第四层级的子级，就是第五层级“address_index”。比如，比特币主账户的第三个收款地址就是 M/44’/0’/0’/0/2。

关于btc的账户体系就讲到这里了。推荐大家可以去这个网页玩一玩BIP39 - Mnemonic  Code。

.03 Blockstack的帐号体系

确切地说，Blockstack不应该叫账号体系，他们官网更倾向于叫身份体系。每一个 Blockstack  ID 都是一个去中心化的身份，而每个身份都有其私有的数据存储中心(gaia)，在使用Blockstack体系内的DAPP时，都需要进行身份的验证，才能访问到其存储中心中的加密数据。

Blockstack的身份体系的设计参考了DNS，大体可以分为顶级域名（id），二级域名（naige.id），和三级域名(__naige.id.blockstack)。

通常，在Blockstack中注册的第一个身份，都是在id.blockstack域名下三级域名，因为当前只有id.blockstack域名下申请的身份才是免费的。

在这次注册之后，Blockstack会生成出bitcoin的充值地址，因为在Blockstack生态中，所有的费用几乎都可以通过bitcoin进行支付。

如果你需要一个二级域名，那么你需要缴纳了租用费用后，才能在一段时期（二年）内拥有这个二级域名，如果到期之后，你还需要续费才能继续使用。

在二级域名上，可以新建三级域名，但是需要二级域名的所有者做一些技术搭建的工作，因为三级域名的解析过程，并不是实时上链，而是需要通过二级域名的所有者定期上报到链上。

那么如何备份身份呢。其实Blockstack的身份体系是遵循BIP44协议的。其币种编码是5757，slips/slip-0044.md at master · satoshilabs/slips · GitHub,大家可以在这里查看到BIP44的币种列表。

既然遵循BIP44，那也一样是可以通过助记词进行备份。推荐大家，按照规范抄写好对应的12个助记词，顺序也一定要正确。

对了，还有一个小细节，如果大家在恢复时，发现自己的其他身份不见了话，那只需要在页面上继续新添身份就可以找回了。这是因为一套助记词，可以生成出许多个身份，Blockstack默认只从第一个开始找回。

例如：你的主身份其实是第三个的话，Blockstack默认找回的第一个是 M/5757’/0’/0’/0/0 ，只有你添加到 M/5757’/0’/0’/0/2 时，系统才会发现这个身份私钥，及其对应的ID。

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