如何在Java中生成比特幣錢包地址

讓我們通過學習比特幣(Bitcoin)如何實施該技術的各個方面來工作,好嗎?該技術包括以下幾個方面:

  • 比特幣地址bitcoin address是用來發送和接收比特幣的。
  • 交易transaction是比特幣從一個地址轉移到另一個地址。
  • 幾個交易被分組成一個區塊block。一個區塊被處理,因此它可以被提交到比特幣網絡中。這個過程被稱爲挖礦mining
  • 區塊被收集在區塊鏈blockchain中,並由網絡中的節點共享。

警告的提示——這裏的代碼僅用於學習。如果你試圖將比特幣發送到由該代碼生成的地址,你可能會損失金錢。

什麼是比特幣地址?

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比特幣地址是一個隨機查找的十六進制字符串,在比特幣網絡中用於發送和接收比特幣。它是公私不對稱ECDSA密鑰的公共部分。相應的私鑰用於簽署比特幣交易,作爲交易時來自你的確認和證明。

從技術上講,比特幣地址是從ECDSA密鑰的公共部分生成的,使用SHA-256RIPEMD-160進行hash,如下文所述,處理得到的結果hash,最後使用Base58校驗編碼對密鑰進行編碼。

讓我們看看如何使用JCE(java加密擴展)Bouncy Castle(RIPEMD-160)以及最後在bitcoinj庫中使用Base58編碼功能來完成所有這些工作。

生成ECDSA密鑰對

我們之前已經介紹過生成RSA公鑰和私鑰。比特幣使用ECDSA代替RSA作爲關鍵算法。它生成如下:

Elliptic Curve算法創建KeyPairGenerator

KeyPairGenerator keyGen = KeyPairGenerator.getInstance("EC");

使用指定橢圓曲線是secp256k1。

ECGenParameterSpec ecSpec = new ECGenParameterSpec("secp256k1");
keyGen.initialize(ecSpec);

一旦獲得KeyPairGenerator後,你可以創建KeyPair即密鑰對,從中可以獲取公鑰和私鑰。

KeyPair kp = keyGen.generateKeyPair();
PublicKey pub = kp.getPublic();
PrivateKey pvt = kp.getPrivate();

ECDSA私鑰

你可以只存儲密鑰的私有部分,因爲公鑰可以從私鑰派生。

ECPrivateKey epvt = (ECPrivateKey)pvt;
String sepvt = adjustTo64(epvt.getS().toString(16)).toUpperCase();
System.out.println("s[" + sepvt.length() + "]: " + sepvt);

靜態方法adjustTo64()僅填充帶有前導0的十六進制字符串,因此總長度爲64個字符。

static private String adjustTo64(String s) {
    switch(s.length()) {
    case 62: return "00" + s;
    case 63: return "0" + s;
    case 64: return s;
    default:
        throw new IllegalArgumentException("not a valid key: " + s);
    }
}

這是由上面的代碼生成的示例私鑰。

s[64]: 024C8E05018319CED4BB04E184C307BFF115976A05F974C7D945B5151E490ADE

這個值通常是由數字錢包存儲的值。

ECDSA公鑰

上面生成的密鑰的公共部分被編碼爲比特幣地址。首先,ECDSA密鑰由橢圓曲線上的點表示。該點的X和Y座標包括公鑰。它們在開頭與“04”連接在一起代表公鑰。

ECPublicKey epub = (ECPublicKey)pub;
ECPoint pt = epub.getW();
String sx = adjustTo64(pt.getAffineX().toString(16)).toUpperCase();
String sy = adjustTo64(pt.getAffineY().toString(16)).toUpperCase();
String bcPub = "04" + sx + sy;
System.out.println("bcPub: " + bcPub);
# prints
bcPub: 04CAAA5C0BDDAA22C9D3C0DDAEC8550791891BB2C2FB0F9084D02F927537DE4F443ACED7DEB488E9BFE60D6C68596E6C78D95E20622CC05474FD962392BDC6AF29

執行SHA-256和RIPEMD-160哈希

我們現在需要在公鑰上執行SHA-256,然後是RIPEMD-160

MessageDigest sha = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
byte[] s1 = sha.digest(bcPub.getBytes("UTF-8"));
System.out.println("  sha: " + bytesToHex(s1).toUpperCase());
# prints
  sha: 7524DC35AEB4B62A0F1C90425ADC6732A7C5DF51A72E8B90983629A7AEC656A0

我們使用Bouncy Castle提供程序來執行RIPEMD-160,因爲JCE沒有實現此算法。

MessageDigest rmd = MessageDigest.getInstance("RipeMD160", "BC");
byte[] r1 = rmd.digest(s1);

接下來,我們需要在哈希開頭添加一個0x00的版本字節。

byte[] r2 = new byte[r1.length + 1];
r2[0] = 0;
for (int i = 0 ; i < r1.length ; i++) r2[i+1] = r1[i];
System.out.println("  rmd: " + bytesToHex(r2).toUpperCase());
# prints
  rmd: 00C5FAE41AB21FA56CFBAFA3AE7FB5784441D11CEC

重複SHA-256哈希兩次

我們現在需要對上面的結果執行兩次SHA-256哈希。

byte[] s2 = sha.digest(r2);
System.out.println("  sha: " + bytesToHex(s2).toUpperCase());
byte[] s3 = sha.digest(s2);
System.out.println("  sha: " + bytesToHex(s3).toUpperCase());

第二次散列結果的前4個字節用作地址校驗和。它附加到上面的RIPEMD160哈希。這是25字節的比特幣地址。

byte[] a1 = new byte[25];
for (int i = 0 ; i < r2.length ; i++) a1[i] = r2[i];
for (int i = 0 ; i < 5 ; i++) a1[20 + i] = s3[i];

使用Base58對地址進行編碼

我們現在使用bitcoinj庫中的Base58.encode()方法來獲得最終的比特幣地址。

System.out.println("  adr: " + Base58.encode(a1));
# prints
  adr: 1K3pg1JFPtW7NvKNA77YCVghZRq2s1LwVF

這是比特幣應在交易中發送到的地址。

這是一個如何在java中生成比特幣地址的演示文稿。我們生成一個ECDSA密鑰對,使用SHA256RIPEMD160哈希密鑰的公共部分。最後,我們通過執行SHA256兩次並選取前4個字節來計算校驗和,該字節附加到上面的RIPEMD160哈希。結果使用Base58編碼進行編碼。

覺得有點複雜,也可以看這個Java離線生成比特幣地址

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