创建数字钱包（一）
椭圆曲线数字签名算法生成私钥
Secp256k1 通过椭圆曲线数字签名算法生成私钥和公钥，其中SEC（Standards for Efficient Cryptography）是专门利用ECDSA或者其可选项Schnorr算法来产生高效的加密方法。 特点是生成密钥很快。
Scep256k1 基本特性
- secp256k1 ECDSA signing/verification and key generation.
- Adding/multiplying private/public keys.
- Serialization/parsing of private keys, public keys, signatures.
- Constant time, constant memory access signing and pubkey generation.
- Derandomized DSA (via RFC6979 or with a caller provided function.)
- Very efficient implementation.
讲解代码
步骤
- 生成私钥
- 加密私钥
- 生成 keyObject 对象
- 从keyObject对象中恢复私钥
生成私钥
下面利用 keythereum[1] 产生符合以太坊的密钥，并产生keyObject文件
const params = { keyBytes: 32, ivBytes: 16 };
let {privateKey, salt, iv} = keythereum.create(params);keythereum可以产生私钥，以及后面加密私钥所用的PBKDF2算法需要的salt，和加密aes-128-ctr私钥的iv值。
得到私钥之后，我们可以通过私钥生成公钥。
let privateKeyBuffer = Buffer.from(privateKey, "hex") // or "base64"
let publicKey = secp256k1.publicKeyCreate(privateKeyBuffer, false).slice(1);
let address = "0x" + keccak256(publicKey).slice(-20).toString("hex");加密私钥
利用KDF算法基于password派生出密钥，然后利用这个密钥加密我们的私钥。
const password = "Hello,Ethereum"
const options = {
kdf: "pbkdf2",
cipher: "aes-128-ctr",
kdfparams: {
c: 262144,
dklen: 32,
prf: "hmac-sha256"
}
};
const keyObject = keythereum.dump(password, privateKey, salt, iv, options);这就是产生keyObject基本思路。我们在看看dump函数到底做了什么
this.marshal(this.deriveKey(password, salt, options), privateKey, salt, iv, options);deriveKey(...) 的源码如下：
this.crypto.pbkdf2Sync(
password,
salt,
options.kdfparams.c || this.constants.pbkdf2.c,
options.kdfparams.dklen || this.constants.pbkdf2.dklen,
prf //hmac-sha256
);这里基于password生成的derivedKey，这个密钥并不是我们要用的私钥，而是用来加密先前生成的privateKey的，加密的过程在marshal函数中调用的encrypt函数里。
let ciphertext = this.encrypt(privateKey, derivedKey.slice(0, 16), iv, algo).toString("hex");encrypt函数，如下：
var cipher, ciphertext;
algo = algo || this.constants.cipher;
if (!this.isCipherAvailable(algo)) throw new Error(algo + " is not available");
//加密过程
cipher = this.crypto.createCipheriv(algo, this.str2buf(key), this.str2buf(iv));
ciphertext = cipher.update(this.str2buf(plaintext));
return Buffer.concat([ciphertext, cipher.final()]);此处的ciphertext代表的是privateKey，而key则是derivedKey
生成 keyObject 对象
得到了加密后的ciphertext之后，开始组装keyObject对象并返回。
keyObject = {
address: this.privateKeyToAddress(privateKey).slice(2),
crypto: {
cipher: options.cipher || this.constants.cipher,
ciphertext: ciphertext,
cipherparams: { iv: iv.toString("hex") },
mac: this.getMAC(derivedKey, ciphertext)
},
id: uuid.v4(), // random 128-bit UUID
version: 3
};
keyObject.crypto.kdf = "pbkdf2";
keyObject.crypto.kdfparams = {
c: options.kdfparams.c || this.constants.pbkdf2.c,
dklen: options.kdfparams.dklen || this.constants.pbkdf2.dklen,
prf: options.kdfparams.prf || this.constants.pbkdf2.prf,
salt: salt.toString("hex")
}; privateKeyToAddress(...)方法里首先通过privateKey产生publicKey，然后使用keccak256哈希publicKey得到地址。
具体实现如下：
let privateKeyBuffer = Buffer.from(privateKey);
let publicKey = secp256k1.publicKeyCreate(privateKeyBuffer, false).slice(1);
let address = "0x" + keccak256(publicKey).slice(-20).toString("hex");keccak256(publicKey) 产生了32bytes，截取尾部20bytes转换成十六进制之后就是40字符，加上前导0x之后，就是42个字符的以太坊地址，比如：0x0f645438395206b408e52be4fcf4bc21c330bfa2
从keyObject对象中恢复私钥
有了keyObject和密码就可以恢复原来的私钥
let privateKey = keythereum.recover(password, keyObject)可以想到，recover方法中，首先会利用password和keyObject中的salt派生出当初的密钥derivedKey，然后把加密过的私钥ciphertext和derivedKey, iv作为原来加密算法aes-128-ctr的输入参数，成功解密后返回明文的私钥。
具体代码如下：
verifyAndDecrypt(this.deriveKey(password, salt, keyObjectCrypto), salt, iv, ciphertext, algo)这里首先得到了derivedKey，然后验证并解密kyeObject中的ciphertext，如下：
function verifyAndDecrypt(derivedKey, salt, iv, ciphertext, algo) {
var key;
if (self.getMAC(derivedKey, ciphertext) !== keyObjectCrypto.mac) {
throw new Error("message authentication code mismatch");
}
if (keyObject.version === "1") {
key = keccak256(derivedKey.slice(0, 16)).slice(0, 16);
} else {
key = derivedKey.slice(0, 16);
}
return self.decrypt(ciphertext, key, iv, algo);
}注意这里的mac值比较，确保了ciphertext没有被人篡改才有解密的必要。