第十三课如何在DAPP应用实现自带钱包转账功能？

辉哥

发布于 2018-08-10 11:22:08

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发布于 2018-08-10 11:22:08

文章被收录于专栏：区块链入门

1，为什么DAPP生态需要自带钱包功能？

区块链是一个伟大的发明，它改变了生产关系。很多生态，有了区块链技术，可以由全公司员工的"全员合伙人"变成了全平台的”全体合伙人”了，是真正的共享经济模式。

什么意思呢？举例来说，现在很多互联网平台，比如淘宝，普通消费者只是一个利益贡献者，这个平台运营的好不好跟用户没有关系。但在有代币的平台上，每一个用户的角色都发生了转变：他们不单单是某个平台的用户，还持有了它的代币。这些代币一般都是有限的，使用这个平台的人数越多，代币的需求就会越旺盛，代币在市场上供需就会倾斜，就会涨价。所以这时候用户跟平台方，其实是站在同一边的。也就是说，在+互联网时代，通过使用互联网技术提升信息流通效率后，消费者培养了淘宝这个独角兽平台，但是这个受益主要被马云团队享受，创造了一个中国首富，平台的广大用户并没有得到平台增长红利的好处。但是，在+区块链时代，所有的用户都是平台的利益相关方，都是创业者。他们会随着这个平台的增长而一起受益，这个梦想的力量也就会更大。

目前DAPP业务生态中，很多项目不自带钱包或者交易所的。我认为DAPP只带钱包功能将会是一个基本配置。如下图理解，

1）当生态中没有TOKEN经济时，这个平台是固态的，谁是用户，谁是利益平台最终受益方，是静态固化的。这是通用的+互联网模式，海量的用户制造了BATJ等独角兽企业，但他们永远只是贡献者，自身没有从中分享更多的利益。

2）当生态中包含TOKEN，然后通过上交易所完成利益变换时，我认为这时的生态是液态的。生态中的利益兑换可以通过交易所进行转换。但是这样无法去中心化，无法去中介化，存在着不便捷和被收费的问题。这种模式下，无法形成通证经济的自循环生态。同时由于交易所的资产安全，被攻击，对现实金融生态的影响等原因，是很多国家明令禁止的。

3）当生态中除了TOKEN，还自带钱包后，我认为这个区块链生态才过渡到气态。在气态下，通证和资产的兑换是无处不在，非常方便的。认同这个平台的管理方和用户方自成循环体系，高效的促进了生态内的资产流通。

七部委的规定“任何所谓的代币融资交易平台不得从事法定货币与代币、“虚拟货币”相互之间的兑换业务”，说明限制的是中心化交易所的做法，并没有禁止DAPP自带钱包功能。这应该也是鼓励的一种方式，DAPP生态自循环，不会影响现有金融秩序。

以辉哥看，DAPP自带钱包将会是区块链项目的一个标配功能。

2，钱包的分类

2.1 以太坊客户端Ethereum Wallet，Geth，DAPP自带钱包的区别

1） Ethereum Wallet等应用

Ethereum Wallet客户端对应的是Mist项目，现在此客户端大多都称为Ethereum Wallet，也有称作Mist客户端的，知道它们两个指的是同一个客户端即可。此客户端使用JavaScript进行开发，支持windows、linux和OSX三类操作系统，是一个图形化操作界面的客户端。介绍到这里，大家可能就明白了，如果你想通过API来调用以太坊的接口，选择此方式是行不通的。

Ethereum Wallet客户端主要是为用户提供可视化操作的客户端，下载安装之后通过相应的图形化界面即可进行创建账户、转账、查询余额等操作。

Ethereum Wallet客户端主要功能：

1] 创建账户

2] 兑换以太币：内置了比特币、其它竞争币与以太币兑换功能

3] 部署智能合约：代币合约、众筹合约、自治组织合约等

4] 以太币转账操作

5] 备份钱包等其他功能

以上所有功能操作都是启动客户端程序之后，通过操作界面或菜单进行操作。智能合约部分需要事先编写好对应的代码，通过客户端进行发布。

属于此类独立钱包APP应用的还有imToken等。

2）Geth钱包介绍

Geth是go-ethereum项目的客户端，也是目前使用最广泛的客户端。支持windows、linux和OSX三类操作系统。针对此系统网上有大量的资料可以参考，github上的wiki文档使用说明也比较详细，【点击跳转到文档地址】。通过此客户端可以进行基本所有的以太坊相关操作。

1] Geth客户端主要功能：

JavaScript Console：通过后台进行命令操作；
Management API：管理相关的API；
JSON-RPC server：JSON-RPC相关调用API 无论通过API或则console都可以进行相关操作，比如：
账号管理（创建账号、锁定账号、解除锁定等）；
查询账户信息；
查询交易信息；
查询gasPrice；
交易；
挖矿&停止挖矿；
部署智能合约
等其他相关功能。

使用Geth客户端可以通过对接API（目前交易平台常常使用的方式），或直接通过命令行进行操作。与Ethereum Wallet相比，没有可视化的操作界面，基本上都是通过命令来完成的。

Geth钱包是Ethereum生态的技术实现的一部分，不是为了给终端用户使用的应用型钱包。

3）DAPP自带钱包介绍

DAPP自带钱包是在Geth基础上开发出来的移动端 App或者网页版钱包，例如彩贝APP账号自带的ColorBay通证转账功能的钱包。这个钱包依附于彩贝APP，不能独立存在。

2.1 中心化钱包和非中心化的区别

根据私钥存储的位置可分为两类：

1）中心化私钥存储的钱包，比如火币的钱包；

2）去中心化钱包，私钥存储在用户端，比如 imtoken 钱包，彩贝钱包。

1）去中心化钱包

去中心化钱包不是本节要讲的重点，这里只给大家简单介绍一下。无论是中心化的钱包或去中心化的钱包，在 App 层面都是很轻量级的，App 内是不会内置一个 Geth 节点，交易的查询或发送都是通过服务器来进行操作，不同点是交易签名的私钥由谁来保管和负责。

去中心化的钱包有个关键词：助记词。可以用下面的表达式来形容助记词的作用：

私钥 = 助记词 = keystore+密码

通过上面的公式可以看出助记词的重要作用，也是去中心钱包功能的一个亮点。当在这类钱包中创建一个账户之后，钱包会根据生成的私钥文件，生成一套助记词，可为英文可为中文，通过助记词可以反向计算出 keystore + 密码。助记词由用户手抄存放在安全的地方，当进行交易时，输入助记词对交易进行签名，发送交易。当助记词丢失，也就意味着失去了私钥，而钱包一般不会保存用户的私钥信息，资产将永久丢失。

去中心化钱包的好处是不用担心平台从中作梗，不用担心平台被黑客攻击而导致资产损失，但要求个人有一定的私钥保存能力。

2）中心钱包

所谓中心化钱包就是将所有的私钥文件存储在钱包服务商的服务器内，由服务商来保管这些私钥文件，也就是说资产属于你，但私钥不由你保管。这样做的好处是用户根本不用记住私钥，只用记住在平台所开设的账户、登录密码和支付密码即可。即使忘记了密码，还是可以通过平台提供的忘记密码进行找回，当然，这样就不具有去中心化钱包的优点了。

彩贝钱包属于依附彩贝生态的中心化钱包，帮助彩贝社区完成通证经济的闭环生态建设。

3，钱包的核心功能

钱包对外呈现可能有不同的功能，充值、提现、转账等，但从本质上来说只有一个功能，那就是转账。区块链本质上就是一个账本，记录着一笔笔交易，钱包当然离不开这个本质。

具体功能说明：

1）充值是钱包的外部账户向钱包的地址转账；

2）提现是钱包的账户向钱包之外的地址转账；

3）转账功能包括钱包内地址互转和向钱包外地址转账；

在这个过程当中也对应着钱包账户资金的增加与减少。

3.1 用户地址如何分配

用户在使用钱包的时候肯定需要有一个属于当前账户对应在区块链上的地址，这个地址如何生成呢？不少开发人员是这样实现的：每次当用户注册时就调用 Geth 节点的personal_newAccount方法生成一个地址，并将地址存放在 Geth 节点默认的位置。这种方式可以实现，但从技术上和安全上来讲是不可取的。

性能瓶颈之一，调用 Geth 节点生成地址非常耗时，特别是当节点在处理一些同步或高消耗的工作时。

性能瓶颈之二，当 Geth 节点下的私钥越来越多，Geth 启动会变得漫长。

安全问题，Geth 节点对外要广播交易，又要保存敏感的私钥信息，安全问题巨大。

优化之后的做法是事先批量生成地址，当用户注册时只用把地址分配给用户即可。这样做的好处是：

私钥的存储与 Geth 节点相隔离，确保私钥与外网的隔离性，从而确保私钥的安全；

性能的保障，当用户注册时只是将数据库的数据建立了一个关联，而不用去执行费时的加密算法来生成私钥和文件。

此种方法生成 Web3j 提供了相应的创建方法，可在无 Geth 节点的情况下通过代码直接生成符合私钥规则的公私钥。当然，如果有开发能力也可以通过 Geth 的源代码中的私钥生成方法抽离出一个单独的与网络无关的生产私钥程序。

3.2 充值交易

在比特币的钱包中，有子账户的概念，只需要在一个总账户下创建 N 多子账号，用户充值到此子账号的比特币同样的会显示在钱包上，同时又提供了查询一个地址所有交易的方法。遗憾的是以太币并没有提供此类接口，只能通过遍历区块交易的方法来判断是否有对应账户的充值交易。

相关操作：

1）查询区块高度，比对是否是新生成的区块，eth_blockNumber；

2）查看区块内容及详细交易，eth_gethBlockByNumber；

比对交易的 toAddress 是否为本钱包的地址，如果是则记录此笔交易到数据库，并记录交易状态（pending、确认次数等）；

3）保证入库和记账的幂等性，因为会多次查询到同一笔交易。

4）确认次数

并不是我们查询区块链中的交易就说明这边交易已经成功了，比特币是默认确认12此之后，此交易几乎不会被篡改，以太坊默认6次，那么怎么计算确认次数呢？

确认次数 = 当前区块高度 - 交易所在区块高度 + 1

此处注意事项：交易有可能会被孤立，在执行此公式时需要验证一下区块中此交易是否还是在那个区块上，是否已经被回滚。同样的，要做好幂等性保障。

3.3 提现交易

提现交易同样涉及到上提到的知识点，同时它又有需要额外注意的事项。

提现地址的合法性检查，可参考源代码中的校验，此合法性检查可以避免后续很多问题的出现，比如 nonce 值的维护。

交易的金额检查，nonce 值检查，特别是私钥与 Geth 节点分离之后自己来维护私钥时 nonce 值会是一个很大的问题，比如前一笔交易失败，nonce 值需要回退，此时后一笔交易已经发出，因为前一笔 nonce 没有被补齐，后一笔迟迟不会被交易。这些都需要业务进行特殊判断和处理。

查询一个地址 nonce，eth_getTransactionCount。

3.4 提现与转账

提现与转账都是发起一笔交易，在以太坊的 json-rpc 中已经提到可以通过 eth_sendTransaction 和 personal_sendTransaction 直接进行转账，这是 Geth 节点所支持的。转账前可以通过 unlock 方法先将账户解锁，这些之前章节都有提到过。

但针对私钥单独存储的情况，上面的方式并不适用，可通过将交易先签名再广播的模式：

签名交易（可自主开发，可利用节点本身），eth_sign。
广播交易，可通过 eth_sendRawTransaction 进行广播。
钱包的内部转账只不过是 from 和 to 地址都是钱包的地址而已，业务层进行适当的处理。通过这种模式，节点与外界打交道，仅有的功能就是广播交易，在此之前的所有操作都可以通过内网进行操作，极大的确保的私钥和交易的安全性。

更多功能查看官网的go-ethereum GETH钱包[RPC,API]链接。

4，实现WEB WALLET钱包分配和转账功能

4.1 库模块介绍

创建DAPP 钱包或者PC WEB钱包，需要在Geth基础上实现功能。本章介绍2个库模块，降低钱包实现的难度。

4.1.1 Hooked-web3-Provider模块

Hooked-web3-Provider模块库(官网地址)提供自定义程序提供方（custom provider），它使用HTTP与geth通信。这个提供方的独特之处在于，它允许使用密钥签署合约实例的sendTransation()调用，因此不再需要创建交易的数据部分了。自定义程序提供方实际上重写了web3.eth.sendTransaction()方法的实现，所以基本上它允许签署合约实例的sendTransaction()调用以及web3.eth.sendTransation()调用。合约实例的sendTransaction()方法在内部生成交易数据，并调用web3.eth.sendTransation()广播交易。

4.1.2 LightWallet模块

LightWallet是一个实现BIP32,BIP39和BIP44(官网地址)的HD钱包。LightWallet提供API来创建和签署交易，或者使用LightWallet生成的地址和密钥加密和解密数据。

LightWallet API被分成4个命名空间，即keystore、signing、encryption和txutils。signing、encrpytion和txutils分别用来提供API以签名交易，非对称的密码和创建交易，而keystore命名空间用于创建keystore、生成种子等。keystore是一个存储加密种子和密钥的对象。如果使用Hooked-Web3-Provider，keystore命名空间实现交易签名者方法，该方法要求签署we3.eth.sendTransation()调用。因此keystore命名空间对于在其中发现的地址可以自动创建和签署交易。实际上，LightWallet的主要目的是成为Hooked-Web3-Provider的一个签名提供方。

可以配置密钥存储实例，来创建和签署交易或者加密和解密数据。签署交易用secp256k1参数，加密和解密用curve25519参数。

LightWallet的种子是一个12词的助记符，容易记住但不容易进行破解。它不是任意12个词，而是LightWallet生成的种子。LightWallet生成的种子在选择词和其他东西方面有特定的属性。

4.2 重点代码介绍

此环境代码部署在辉哥的Ubuntu虚拟机上测试成功。如果不懂如何安装Ubuntu虚拟机的，可参考《第一课如何在WINDOWS环境下搭建以太坊开发环境》文章完成配置。

4.2.1 代码结构分析

WebWallet钱包目录主要有以下文件和目录，各目录功能描述解释如下：

WebWallet

│ app.js -管理整个应用的App对象

│ package.json -环境配置文件

├─node_modules -Nodeb.js库模块，不做修改

│

└─public

├─css

│ bootstrap.min.css -前端排版文件

│

├─html

│ index.html - 前端主页

│

└─js

hooked-web3-provider-Formatted.min.js - 格式化可读的“hooked-web3-provider.min.js”文件，供阅读参考

hooked-web3-provider.min.js - 实现hooked-web3-provider功能库文件

lightwallet-Formatted.min.js - 格式化可读的“lightwallet.min.js”文件

lightwallet.min.js - 实现lightwallet功能库文件

main.js - 本案例实现主要函数

web3.min.js -web3.js的实现文件

4.2.2 重点代码解读

重点实现代码在main.js文件中。

1, generate_seed函数代码

function generate_seed()
{
    /*产生12个单词的助记词*/
    var new_seed = lightwallet.keystore.generateRandomSeed();

    document.getElementById("seed").value = new_seed;

        /*产生钱包地址*/
    generate_addresses(new_seed);
}

generate_seed函数功能:

调用lightwallet函数产生seed助记词，产生钱包地址。

2, generate_addresses函数代码

function generate_addresses(seed)
{
    if(seed == undefined)
    {
        /*读取输入框的助记词*/
        seed = document.getElementById("seed").value;
    }

  /*判断是否是有效的助记词*/
    if(!lightwallet.keystore.isSeedValid(seed))
    {
        document.getElementById("info").innerHTML = "Please enter a valid seed";
        return;
    }

  /*需要产生多少个地址*/
    totalAddresses = prompt("How many addresses do you want to generate");

  /*获取地址数量*/
    if(!Number.isInteger(parseInt(totalAddresses)))
    {
        document.getElementById("info").innerHTML = "Please enter valid number of addresses";
        return;
    }

  /*随机产生密码*/
    var password = Math.random().toString();

  /*创建并显示地址，私钥和账户余额*/
    lightwallet.keystore.createVault({
        password: password,
        seedPhrase: seed
    }, function (err, ks) {
          /*以用户密码作为输出，产生的Uint8类型的数组的对称密钥，这个密钥用于加密和解密keystore*/
        ks.keyFromPassword(password, function (err, pwDerivedKey) {
            if(err)
            {
                document.getElementById("info").innerHTML = err;
            }
            else
            {
                /*通过seed助记词密码在keystore产生totalAddresses个地址/私钥对。这个地址/私钥对可通过ks.getAddresses()函数调用返回*/
                ks.generateNewAddress(pwDerivedKey, totalAddresses);
                var addresses = ks.getAddresses();  
                
                /*【注意】为了能在其他PC浏览器能够访问，此处IP要改为UBUNTU所在的GETH环境的IP*/
                //var web3 = new Web3(new Web3.providers.HttpProvider("http://localhost:8545"));
                var web3 = new Web3(new Web3.providers.HttpProvider("http://192.168.0.106:8545"));

                var html = "";

                    /*组装地址/私钥对为HTML，以便显示*/
                for(var count = 0; count < addresses.length; count++)
                {
                    var address = addresses[count];
                    /*根据地址和pwDerivedKey生成私钥*/
                    var private_key = ks.exportPrivateKey(address, pwDerivedKey);
                    /*获取余额*/
                    var balance = web3.eth.getBalance("0x" + address);

                    html = html + "<li>";
                    html = html + "<p><b>Address: </b>0x" + address + "</p>";
                    html = html + "<p><b>Private Key: </b>0x" + private_key + "</p>";
                    html = html + "<p><b>Balance: </b>" + web3.fromWei(balance, "ether") + " ether</p>";
                    html = html + "</li>";
                }

                document.getElementById("list").innerHTML = html;
            }
        });
    });
}

generate_seed函数功能说明:

根据助记词和需要的地址数量产生账户地址，并显示出来。

【说明】lightwallet实现了相同的SEED可以产生相同的账户地址。

3. send_ether函数代码

function send_ether()
{
    var seed = document.getElementById("seed").value;

  /*seed是否有效？*/
    if(!lightwallet.keystore.isSeedValid(seed))
    {
        document.getElementById("info").innerHTML = "Please enter a valid seed";
        return;
    }

    var password = Math.random().toString();

    lightwallet.keystore.createVault({
        password: password,
        seedPhrase: seed
    }, function (err, ks) {
          /*以用户密码作为输出，产生的Uint8类型的数组的对称密钥，这个密钥用于加密和解密keystore*/
        ks.keyFromPassword(password, function (err, pwDerivedKey) {
            if(err)
            {
                document.getElementById("info").innerHTML = err;
            }
            else
            {
                ks.generateNewAddress(pwDerivedKey, totalAddresses);

                ks.passwordProvider = function (callback) {
                    callback(null, password);
                };
                
                /*【注意】为了能在其他PC浏览器能够访问，此处IP要改为UBUNTU所在的GETH环境的IP*/
          /*新建HookedWeb3Provider, 参考https://www.npmjs.com/package/hooked-web3-provider*/
                    /**
                var provider = new HookedWeb3Provider({
                    host: "http://localhost:8545",
                    transaction_signer: ks*/
                var provider = new HookedWeb3Provider({
                    host: "http://192.168.1.135:8545",
                    transaction_signer: ks                      
                });

          /*以HookedWeb3Provider为对象产生web3，
            不同于宠物商店案例的new Web3.providers.HttpProvider('http://localhost:8545');*/
                var web3 = new Web3(provider);

                var from = document.getElementById("address1").value;
                var to = document.getElementById("address2").value;
                var value = web3.toWei(document.getElementById("ether").value, "ether");

          /*从源地址钱包向目标地址钱包发送value的以太币*/
                web3.eth.sendTransaction({
                    from: from,
                    to: to,
                    value: value,
                    gas: 21000
                }, function(error, result){
                    if(error)
                    {   
                        document.getElementById("info").innerHTML = error;
                    }
                    else
                    {
                        document.getElementById("info").innerHTML = "Txn hash: " + result;
                    }
                })
            }
        });
    });
}

send_ether函数功能说明：

该函数实现ETH转账功能。

【说明】为了在你的测试机上可以跑通代码，一定注意修改IP地址为代码所在的机器IP。

5，WEB WALLET钱包功能测试

因为辉哥在本地配置的Ubuntu虚拟机屏幕比较小，采用使用Xshell 4进行SSH远程登录的方式，采用本地windows chrome浏览器的方式进行演示的方式。各位看官也可以直接在Ubuntu上操作的方式完成。

Ubuntu机器的ip地址为“192.168.1.135”，相关的main.js的2处IP地址也改为了“192.168.1.135”，并更新部署到Ubuntu工作目录下。

5.1 启动GETH开发实例

启动Ubuntu远程连接后，窗口输入命令用于运行GETH环境。

geth --dev --rpc --rpccorsdomain "*" --rpcaddr "0.0.0.0" --rpcport "8545" --mine --unlock=0 --datadir testNet console 2>> test.log

针对GETH的命令参数稍作解释，具体参考文章《第五课以太坊客户端Geth命令用法-参数详解》。

说明：

1） --dev表示启动开发环境；

2）--rpc表示启用HTTP-RPC服务器；

3）--rpccorsdomain ""表示用于允许一些特定域与geth通信。通配符表示可与任何域名通信。

4）--rpcaddr "0.0.0.0" 表示geth服务器可以到达哪个IP地址。默认的是127.0.0.1。将它的值改为0.0.0.0,这表示该服务器可以使用任何IP地址到达。

5） --rpcport "8545" 表示HTTP-RPC服务器监听端口(默认值:8545)

6） --mine表示打开挖矿

1） --unlock=0表示解锁账号0，geth默认创建的账户，命令启动后系统提示“Passphrase:”回车输入密码为空后即可解锁账号0。

运行成功后，输入“eth.accounts”可以看到geth自动创建的一个默认账户地址为“0x5eaba24091f993917fb35188add523c501dc1354”。

5.2 启动APP服务

在XShell 4新开一个窗口链接，进入到辉哥工程目录~/work/WebWallet，然后启动本APP。

node app.js

操作截图如下：

5.3 Web Wallet基本功能操作

1. 打开WEB钱包网址

2. 点击"Generate New Seed"产生种子

点击"Generate New Seed"按钮，输入需要产生子账户地址个数，例如2个，

image.png

界面上显示产生的助记词seed和对应的账户信息：

记录下相关信息：

SEED:obtain warm allow bicycle mushroom fiber shell tower twenty corn cherry close
Address1: 0xe45d865ed260fdf2409f66d4a9499a664943079c
Address2: 0x09da12a3c1e0675c29e14967a3be765b008205e4

3. 给目标地址发送ETH

回到geth环境，从系统账户account0给目标账户地址打100个ETH。

eth.sendTransaction({from: '0x5eaba24091f993917fb35188add523c501dc1354', to: '0xe45d865ed260fdf2409f66d4a9499a664943079c', value: web3.toWei(100, "ether")})

操作截图如下：

4. 查看目标地址信息

点击主页的"Generate Details"按钮，可以刷新账户信息。LightWallet库函数中，只要是相同的seed，产生的账户地址是相同的。

点击查看，可以发现目标账户地址"0xe45d865ed260fdf2409f66d4a9499a664943079c"收到了100个ETH。

账户信息

5. 钱包内账户转账

目标：从第一个账户地址“0xe45d865ed260fdf2409f66d4a9499a664943079c”转发9个ETH到第二个账户地址“0x09da12a3c1e0675c29e14967a3be765b008205e4”

执行成功会更新提示Txn hash值。

此时点击下“Generate Detail”按钮，发现2个账户余额发生了9个ETH的变化。

至此，把DAPP应用中，为什么需要钱包功能，钱包功能的分类，一个演示基本的钱包实现基本讲明白了。需要学习更多内容可参考官网接口文档和说明。

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原始发表：2018.06.04 ，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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