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go語言實現(xiàn)簡易比特幣系統(tǒng)錢包的原理解析

更新時間：2021年04月07日 10:23:06 作者：小圣.

這篇文章主要介紹了go語言實現(xiàn)簡易比特幣系統(tǒng)錢包的原理解析,本文給大家介紹的非常詳細，對大家的學(xué)習(xí)或工作具有一定的參考借鑒價值，需要的朋友可以參考下

錢包基礎(chǔ)概念

廣義上，錢包是一個應(yīng)用程序，為用戶提供交互界面。錢包控制用戶訪問權(quán)限、管理比特比地址及秘鑰、跟蹤余額、創(chuàng)建交易和簽名交易
狹義上，即從程序員角度來看，“錢包”是指用于存儲和管理用戶秘鑰的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
錢包是私鑰的容器，一般是通過結(jié)構(gòu)化文件或簡單數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)的
錢包中并不包含比特幣。比特幣是被記錄在比特幣網(wǎng)絡(luò)的區(qū)塊鏈中，用戶通過錢包中的密鑰簽名交易，從而控制網(wǎng)絡(luò)中的比特幣，在某種意義上，比特幣錢包就是密鑰鏈

錢包結(jié)構(gòu)體

type Wallet struct {
	//私鑰
	Private *ecdsa.PrivateKey
	//約定，這里的PubKey不存儲原始的公鑰，而是存儲X和Y拼接的字符串，在校驗端重新拆分（參考r,s傳遞）
	PubKey []byte
}

創(chuàng)建錢包

func NewWallet() *Wallet {
	//創(chuàng)建曲線
	curve := elliptic.P256()
	//生成私鑰
	privateKey, err := ecdsa.GenerateKey(curve, rand.Reader)
	if err != nil {
		log.Panic(err)
	}

	//生成公鑰
	pubKeyOrig := privateKey.PublicKey

	//拼接X, Y
	pubKey := append(pubKeyOrig.X.Bytes(), pubKeyOrig.Y.Bytes()...)

	return &Wallet{Private: privateKey, PubKey: pubKey}
}

錢包集結(jié)構(gòu)體

//定一個 Wallets結(jié)構(gòu)，它保存所有的wallet以及它的地址
type Wallets struct {
	//map[地址]錢包
	WalletsMap map[string]*Wallet
}

創(chuàng)建錢包集

func NewWallets() *Wallets {
  var ws Wallets
  ws.WalletsMap = make(map[string]*Wallet)
  //加載本地錢包，把新建的錢包保存到本地
  ws.loadFile()
  return &ws
}

創(chuàng)建錢包到錢包集

func (ws *Wallets) CreateWallet() string {
	//創(chuàng)建一個錢包
	wallet := NewWallet()
	address := wallet.NewAddress()

	//添加到錢包集
	ws.WalletsMap[address] = wallet

	//保存包本地
	ws.saveToFile()
	//返回創(chuàng)建錢包的地址
	return address
}

保存錢包到本地

func (ws *Wallets) saveToFile() {

	var buffer bytes.Buffer

	gob.Register(elliptic.P256())

	encoder := gob.NewEncoder(&buffer)
	err := encoder.Encode(ws)
	//一定要注意校驗?。。?
	if err != nil {
		log.Panic(err)
	}

	ioutil.WriteFile(walletFile, buffer.Bytes(), 0600)
}

讀取錢包集里的錢包

func (ws *Wallets) loadFile() {
	//在讀取之前，要先確認文件是否在，如果不存在，直接退出
	_, err := os.Stat(walletFile)
	if os.IsNotExist(err) {
		return
	}

	//讀取內(nèi)容
	content, err := ioutil.ReadFile(walletFile)
	if err != nil {
		log.Panic(err)
	}

	//解碼
	gob.Register(elliptic.P256())

	decoder := gob.NewDecoder(bytes.NewReader(content))

	var wsLocal Wallets

	err = decoder.Decode(&wsLocal)
	if err != nil {
		log.Panic(err)
	}

	ws.WalletsMap = wsLocal.WalletsMap
}

列出所有錢包的地址

func (ws *Wallets) ListAllAddresses() []string {
	var addresses []string
	//遍歷錢包，將所有的key取出來返回
	for address := range ws.WalletsMap {
		addresses = append(addresses, address)
	}

	return addresses
}

生成錢包地址

隨機選取32byte的數(shù)字作為私鑰
使用橢圓曲線加密算法（ECDSA-secp256k1）計算私鑰對應(yīng)的非壓縮公鑰
計算公鑰的SHA-256哈希值
取上一步結(jié)果，計算RIPEMD-160哈希值
取上一步結(jié)果，前面加上版本號（比特幣主網(wǎng)版本號“0x00”）
取上一步結(jié)果，計算SHA-256哈希值
取上一步結(jié)果，計算SHA-256哈希值
取上一步結(jié)果的前4個字節(jié)（8位十六進制）
把這4個字節(jié)加在第五步的結(jié)果后面，作為校驗（這就是比特幣地址的十六進制形態(tài)）
用base58表示法變換一下地址（這就是常見的比特幣地址形態(tài)）

//生成地址
func (w *Wallet) NewAddress() string {
	//錢包公鑰
	pubKey := w.PubKey

	//計算公鑰哈希和ripe160
	rip160HashValue := HashPubKey(pubKey)
	//主網(wǎng)版本號為0x00
	version := byte(00)
	//拼接version
	payload := append([]byte{version}, rip160HashValue...)

	//校驗碼checksum
	checkCode := CheckSum(payload)

	//拼接版本、哈希值、校驗碼、25字節(jié)數(shù)據(jù)
	payload = append(payload, checkCode...)

	//base58編碼
	address := base58.Encode(payload)

	return address
}