比特币源码研读之密钥篇

这是我的第五篇研读记录，抽空写了点欢迎拍砖。

首先讲一下私钥、公钥、地址的关系

图片发自简书App

私钥通过椭圆曲线相乘推出公钥，公钥通过哈希运算得出公钥哈希，即生成比特币地址。但是地址不能推出公钥，公钥不能推出私钥，所以私钥如果不泄露，基本是安全的，而公钥可以公开。

私钥

1、重要性：一旦私钥丢失或被窃取，就失去了对钱包的控制权，资产也就无法找回，所以一定要保管好自己的私钥，比如使用离线钱包。

2、数值范围：比特币私钥是256位的二进制数字，由256个0或1组成的数字，转换到十进制，其数值范围为【0，1.158x10^77-1】，接近于宇宙中原子的数量（10^80），所以私钥相同几率几乎为零，不可重复，不可被爆力搜索破解。

3、生成私钥的随机数

一定要使用密码学安全的伪随机数生成器（CSPRNG）来生成随机数，其需要符合以下条件：

1）随机性：不存在统计学偏差，完全杂乱的数列

2）不可预测性：不能从过去的数列推测出下一个出现的数

3）不可重现性：除非将数列保存下来，否者不能重现相同的数列

符合以上条件才是一个安全有效及有用的随机数。

那么随机数是怎么生成的呢？接下来我们要看一下源码，它是如何实现的。

图1（Src/random.cpp）

在生成私钥之前需要获得一个强的随机字节数，代码实现于Src/random.cpp-getstrongrandbytes

首先定义一个SHA512，定义生成两个强随机内容：

1）、opensll

2）、os （操作系统本身）

通过两种方式同时实行私钥的获取，从而得到一个强的随机数，增强安全性。之后获得随机数种子（Randaddseedperfmon）下图显示了获得CPU的性能指数，为了就是要符合随机数的条件，增加安全性。

图2（Src/random.cpp）

4、私钥的生成MakeNewKey

通过以上步骤得到强有力的随机数，从而得到一个非常安全的私钥值，图3就是私钥的循环生成过程：首先获得一个强的随机字节数；然后通过椭圆曲线验证私钥，直到有效为止

数值范围（0，1.158x10^77-1）

图3

最后讲一下私钥的代码定义

“An encapuslated private key”封装的私钥（图4），定义了3个变量：

1）Fvalid：描述私钥是否有效，通过椭圆曲线方程来验证。

2）fCompressed：该私钥对应的公钥是否被压缩。

3）Keydata：私钥的数据（包含256位，32个字节）

图4

区块链研习社源码研读班方建强

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