我们来梳理一下比特币私钥、公钥和钱包地址之间的关系。这三者是比特币加密体系的基石,它们之间有着严格的、单向的数学关联。
"核心关系:"
"私钥 → 公钥 → 钱包地址"
这个过程是"单向"的,意味着你可以从私钥计算出公钥,再从公钥计算出钱包地址。但"无法"从公钥或钱包地址反推出私钥。
"详细解释:"
1. "私钥 (Private Key)"
"本质:" 一个极其长的随机数(通常以64位十六进制数表示,例如 `1E99A3F8...`)。你可以把它想象成一把"唯一的、极其复杂的钥匙"。
"产生:" 随机生成。
"作用:"
它是整个密钥对的"起点"。
唯一能证明你对由它派生出的比特币地址"拥有所有权"的凭证。
是进行"比特币签名交易"(即在交易上“盖章”,证明是你授权这笔交易)的"唯一依据"。
"安全性:" "绝对不能泄露!" 如果私钥泄露,任何人都可以控制该地址上的所有比特币。
2. "公钥 (Public Key)"
"本质:" 通过对私钥进行"单向加密哈希运算
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摘要: 比特币私钥、公钥、钱包地址之间的关系
比特币交易涉及到很多密码学知识:公钥、私钥、哈希、对称加密、非对称加密、签名等等。那么哪些是需要用户认真保管不能对外泄露的,那些是需要用户公开的呢?先从钱包地址的生成说起。
钱包地址生成

1. 首先使用随机数发生器生成一个『私钥』。一般来说这是一个256bits的数,拥有了这串数字就可以对相应『钱包地址』中的比特币进行操作,所以必须被安全地保存起来。
2. 『私钥』经过SECP256K1算法处理生成了『公钥』。SECP256K1是一种椭圆曲线算法,通过一个已知『私钥』时可以算得『公钥』,而『公钥』已知时却无法反向计算出『私钥』。这是保障比特币安全的算法基础。
3. 同SHA256一样,RIPEMD160也是一种Hash算法,由『公钥』可以计算得到『公钥哈希』,而反过来是行不通的。
4. 将一个字节的地址版本号连接到『公钥哈希』头部(对于比特币网络的pubkey地址,这一字节为“0”),然后对其进行两次SHA256运算,将结果的前4字节作为『公钥哈希』的校验值,连接在其尾部。
5. 将上一步结果使用BASE58进行编码(比特币定制版本),就得到了『钱包地址』。
比如,
1A1zP1eP5QGefi2DMPTfTL5SLmv7DivfNa
『私钥』『公钥』『钱包地址』间的关系
在上述的五个步骤里只有“BASE58编码”有相应的可逆算法(“BASE58解码”),其他算法都是不可逆的,所以这些数据之间的关系可以表示为:

可以看到:
· 通过『私钥』可以得到上述计算过程中所有的值。
· 『公钥哈希』和『钱包地址』可以通过互逆运算进行转换,所以它们是等价的。
使用『私钥』对交易进行签名
比特币钱包间的转账是通过交易(Transaction)实现的。交易数据是由转出钱包『私钥』的所有者生成,也就是说有了『私钥』就可以花费该钱包的比特币余额。生成交易的过程如下:

1. 交易的原始数据包括“转账数额”和“转入钱包地址”,但是仅有这些是不够的,因为无法证明交易的生成者对“转出钱包地址”余额有动用的权利。所以需要用『私钥』对原始数据进行签名。
2. 生成“转出钱包公钥”,这一过程与生成『钱包地址』的第2步是一样的。
3. 将“转出签名”和“转出公钥”添加到原始交易数据中,生成了正式的交易数据,这样它就可以被广播到比特币网络进行转账了。
使用『公钥』对签名进行验证

交易数据被广播到比特币网络后,节点会对这个交易数据进行检验,其中就包括对签名的校验。如果校验正确,那么这笔余额就成功地从“转出钱包”转移到“转入钱包”了。
小结
1.如果一个『钱包地址』从未曾发送余额到其他『钱包地址』,那么它的『公钥』是不会暴露在比特币网络上的。而公钥生成算法(SECP256K1)是不可逆的,即使『公钥』暴露,也很难对『私钥』的安全性造成影响(难易取决于『私钥』的生成算法)。
2.『私钥』用来生成『公钥』和『钱包地址』,也用来对交易进行签名。拥有了『私钥』就是拥有了对这个钱包余额的一切操作权力。所以,保护『私钥』是所有比特币钱包应用最基本也是最重要的功能
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