从零开发区块链应用(十一)--以太坊地址生成

以太坊地址生成

一、生成以太坊地址私钥

1.1 生成以太坊地址私钥函数代码

  • 创建常量
const (
    BitcoinSeed = "Bitcoin seed"
    Mnemonic    = "search crime session tag file joke leaf express interest slender file hawk"
)
  • 创建生成地址函数
func NewAccount(password string) string {
    seed := pbkdf2.Key([]byte(Mnemonic), []byte("mnemonic"+password), 2048, 64, sha512.New)
    hmac := hmac.New(sha512.New, []byte(BitcoinSeed))
    _, err := hmac.Write([]byte(seed))
    if err != nil {
        return ""
    }
    intermediary := hmac.Sum(nil)
    keyBytes := intermediary[:32] // 私钥
    _, pub := ecdsa.PrivKeyFromBytes(ecdsa.S256(), keyBytes)
    return pub.ToAddress().String()
}

1.2 pbkdf2.Key() 生成秘钥函数

PBKDF2(Password-Based Key Derivation Function)

是一个用来导出密钥的函数,常用于生成加密的密码。

它的基本原理是通过一个伪随机函数(例如HMAC函数、sha512等),把明文(password)和一个盐值(salt)作为一个输入参数,然后重复进行运算,并最终产生秘钥。

如果重复的次数足够大,破解的成本就会变得很高。而盐值的添加也会增加“彩虹表”攻击的难度。

用户密码采用PBKDF2算法存储,比较安全。

PBKDF2函数的语法定义

DK = PBKDF2(PRF, Password, Salt, c, dkLen ,Hash algorithm)
  • PRF是一个伪随机函数,例如HASH_HMAC函数,它会输出长度为hLen的结果。
  • Password是用来生成密钥的原文密码。
  • Salt是一个加密用的盐值。
  • c是进行重复计算的次数。
  • dkLen是期望得到的密钥的长度。
  • DK是最后产生的密钥。

以下为使用助记词生成私钥的代码

package pbkdf2

import (
    "crypto/rand"
    "crypto/sha512"
    "golang.org/x/crypto/pbkdf2"
)

const (
    Mnemonic =  "search crime conversation tag directory joke leaf express interest password = ""
)
func encryptPwdWithSalt(password string) (*ecdsa.PrivateKey, *ecdsa.PublicKey) {
        seed := pbkdf2.Key([]byte(Mnemonic), []byte("mnemonic"+password), 2048, 64, sha512.New)
}

// []byte(Mnemonic):助记词
// []byte("mnemonic"+password) :salt盐值
// 2048:重复计算的次数
// 64:返回的秘钥长度
// sha512.New:哈希算法

1.3 HMAC 生成摘要算法

HMAC算法中文名称叫哈希消息认证码,英文全称是Hash-based Message Authentication Code。它的算法是基于某个哈希散列函数(主要是SHA系列和MD系列),以一个密钥和一个消息为输入,生成一个消息摘要作为输出。HMAC算法与其他哈希散列算法最大区别就是需要有密钥。它的算法函数是利用分组密码来建立的一个单向Hash函数。 下表显示具体的算法对应输出摘要的长度。

算法 摘要长度(位) 备注
HmacMD5 128 BouncyCastle实现
HmacSHA1 160 (20个字节) BouncyCastle实现
HmacSHA256 256 BouncyCastle实现
HmacSHA384 384 BouncyCastle实现
HmacSHA512 512 JAVA6实现
HmacMD2 128 BouncyCastle实现
HmacMD4 128 BouncyCastle实现
HmacSHA224 224 BouncyCastle实现

HMAC的密钥可以是任何长度,如果密钥的长度超过了摘要算法信息分组的长度,则首先使用摘要算法计算密钥的摘要作为新的密钥。一般不建议使用太短的密钥,因为密钥的长度与安全强度是相关的。通常选取密钥长度不小于所选用摘要算法输出的信息摘要的长度。

HMAC算法golang封装的代码详细解析

//创建运算对象,HMAC需要两个参数:hash函数和key
hmac := hmac.New(sha512.New, []byte(BitcoinSeed))
//将明文写入到hmac中
    _, err := hmac.Write([]byte(seed))
    if err != nil {
        return nil, nil
    }
//hmac对象对写入数据的运算,生成的参数为字节
intermediary := hmac.Sum(nil)

用golang使用HMAC算法的距举例

package main

import (
    "crypto/hmac"
    "crypto/md5"
    "crypto/sha1"
    "encoding/hex"
    "fmt"
)

func Md5(data string) string {
    md5 := md5.New()
    md5.Write([]byte(data))
    md5Data := md5.Sum([]byte(""))
    return hex.EncodeToString(md5Data)
}

func Hmac(key, data string) string {
    hmac := hmac.New(md5.New, []byte(key))
    hmac.Write([]byte(data))
    return hex.EncodeToString(hmac.Sum(nil)
}

func Sha1(data string) string {
    sha1 := sha1.New()
    sha1.Write([]byte(data))
    return hex.EncodeToString(sha1.Sum(nil))
}

func main() {
    fmt.Println(Md5("hello"))
    fmt.Println(Hmac("key2", "hello"))
    fmt.Println(Sha1("hello"))
}

二、根据私钥创建公私钥

2.1 根据私钥创建公私钥函数代码

  • 定义私钥结构体,根据私钥返回对应公钥的结构体
// ToPubKey 返回与此私钥对应的公钥
func (p *PrivateKey) ToPubKey() *PublicKey {
    return (*PublicKey)(&p.PublicKey)
}
  • 根据私钥创建公钥的函数代码
// PrivKeyFromBytes 根据私钥随机数D返回公私钥
func PrivKeyFromBytes(curve elliptic.Curve, pk []byte) (*PrivateKey, *PublicKey) {
    // 根据字节pk,返回x,y
    x, y := curve.ScalarBaseMult(pk)
    // 定义一个私钥结构体,结构体中包含:公钥结构体
    priv := &PrivateKey{
        PublicKey: e.PublicKey{
            Curve: curve,
            X:     x,
            Y:     y,
        },
        D: new(big.Int).SetBytes(pk),
    }
    return priv, (*PublicKey)(&priv.PublicKey)
}

接收参数:

  • curve elliptic.Curve:椭圆曲线加密算法
  • pk []byte:私钥字节

返回参数:

  • PrivateKey:ECDSA私钥
  • PublicKey:ECDSA公钥

2.2 PrivKeyFromBytes 创建私钥、公钥对

根据作为参数作为字节切片传递的私钥返回“曲线”的私钥和公钥。

我们应该知道,可以从私钥生成公钥。所以拥有私钥相当于拥有整个密钥对。

*ecdsa.PrivateKey 是 PublicKey 和 PrivateKey 的结构。这也是从原始字节 PrivateKey 检索密钥对的函数。

三、根据公钥转地址

3.1 主函数代码

  • 定义结构体
// Address 表示20字节地址
type Address [AddressLength]byte
  • 主函数PubkeyToAddress()
// PubkeyToAddress 公钥转地址方法
func (p *PublicKey) ToAddress() Address {
    pubBytes := p.FromECDSAPub()
    i := sha3.Keccak256(pubBytes[1:])[12:]
    return BytesToAddress(i)
}

3.2 子函数代码

  • 子函数FromECDSAPub()
// FromECDSAPub 椭圆加密公钥转坐标
func (p *PublicKey) FromECDSAPub() []byte {
    if p == nil || p.X == nil || p.Y == nil {
        return nil
    }
    return elliptic.Marshal(S256(), p.X, p.Y)
}

// S256()是特定的椭圆曲线,在程序启动的时候进行初始化,后来调用只是获取其引用而已。

// elliptic.Marshal(...)为标准库函数,按照非压缩形式得到相应的[]byte
func Marshal(curve Curve, x, y *big.Int) []byte {
    byteLen := (curve.Params().BitSize + 7) / 8

    ret := make([]byte, 1+2*byteLen)
    ret[0] = 4 // uncompressed point

    x.FillBytes(ret[1 : 1+byteLen])
    y.FillBytes(ret[1+byteLen : 1+2*byteLen])

    return ret
}
  • 子函数Keccak256()
// Keccak256 使用sha3 256加密内容
func Keccak256(data ...[]byte) []byte {
    d := NewKeccak256()
    for _, b := range data {
        d.Write(b)
    }
    return d.Sum(nil)
}

对除了符号位(第一个字节)的其他字节数组进行sha3处理. // sha3的结果共有32字节。 // 取sha3结果的最后20字节,生成地址。在以太坊中,地址为: type Address [AddressLength]byte

  • 子函数BytesToAddress()
// BytesToAddress其实就是字节拷贝
// BytesToAddress byte转address
func BytesToAddress(b []byte) Address {
    var a Address
    a.SetBytes(b)
    return a
}

// SetBytes 将地址设置为b的值。如果b大于len(a),会宕机
// SetBytes()考虑到了字节数量不匹配的情况
func (a *Address) SetBytes(b []byte) {
    if len(b) > len(a) {
        b = b[len(b)-AddressLength:]
    }
    copy(a[AddressLength-len(b):], b)
}

本系列文章: 从零开发区块链应用(一)--golang配置文件管理工具viper 从零开发区块链应用(二)--mysql安装及数据库表的安装创建 从零开发区块链应用(三)--mysql初始化及gorm框架使用 从零开发区块链应用(四)--自定义业务错误信息 从零开发区块链应用(五)--golang网络请求 从零开发区块链应用(六)--gin框架使用 从零开发区块链应用(七)--gin框架参数获取 从零开发区块链应用(八)--结构体初识 从零开发区块链应用(九)--区块链结构体创建 从零开发区块链应用(十)--golang协程使用 从零开发区块链应用(十一)--以太坊地址生成 从零开发区块链应用(十二)--以太坊余额查询 从零开发区块链应用(十三)--以太坊区块查询 从零开发区块链应用(十四)--以太坊交易哈希查询 从零开发区块链应用(十五)--以太坊交易匹配查询 从零开发区块链应用(十六)--ETH转账处理

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