在前一篇中，我们探讨了区块链钱包软件的角色与功能，如今我们将深入探讨其背后的技术细节。本文将分为两部分进行阐述，本文将首先介绍以下关键功能。

1. 生成私钥和地址 2. 信息传递

在此，我们将暂时跳过这两个功能的具体需求和目的，直接探讨它们背后的技术原理。当然，如果您需要更深入的理解，不妨回顾一下上一篇文章。

### 创建私钥与地址的流程 从创建地址的角度来看，这个过程可以概括为一个流程，涉及三个关键产物：私钥、公钥和地址。

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[1] 通过密码学中的SHA-256算法随机生成一个随机数，这个随机数作为密码，被称为私钥（Private Key）。 [2] 将私钥通过椭圆曲线密码学生成对应的公钥（Public Key）。 [3] 接着，将公钥通过SHA-256散列等编码过程生成地址（Address）。

这个生成过程是一个单向运算，是不可逆的。公钥无法反推出私钥，地址也无法反推出公钥。这种特性使得钱包软件生成的公钥和地址可以在区块链上公开使用，即便任何人获得某个公钥或地址，也无法推算出其私钥。

您可能已经熟悉了私钥和地址的作用，那么公钥又是做什么的呢？这将在后续内容中详细说明。

### 视觉化地址生成器

访问视觉化地址生成器，您将看到不同的地址生成方式。

从区块链的角度来看，不同的区块链或同一区块链的不同版本，可能会有不同的地址协议。因此，钱包软件需要针对这些差异进行特定的设计，以支持不同的地址生成方式。

例如，比特币与以太坊的地址协议就有所不同。比特币地址：1Bn3YxHMpQod86v1kUKQDtgzqJSoWqNpax；以太坊地址：0x9f8b6c492cb8e97c77fbdb6cb2e31d6c808148a2。当某个区块链在节点软件更新时，如果新版本采用了与旧版本不同的地址协议，但新旧版本能够互相兼容（新版本向后兼容/软分叉），就会导致同一个主链存在不同的地址协议。比特币就有三种地址协议：Legacy（以1开头）：1Bn3YxHMpQod86v1kUKQDtgzqJSoWqNpax；Nested SegWit（以3开头）：3FnuwRTns9VMBD3JQwVJyGRLEosGKY8tqn；Native SegWit（以bc1开头）：bc1qlaf8k2xqj64dxszgzmh8x7uqzawe0x5va6ykvl。

对于钱包软件来说，一个私钥只能生成一个公钥，而公钥在生成地址时，可以使用同一个公钥，对应不同的地址协议，从而生成不同的地址。

接下来，我们将探讨信息传递的问题。

### 传递讯息

要理解钱包软件与区块链之间的信息沟通机制，我们首先需要了解区块链的工作原理。

### 开放的点对点网络

区块链是一个开放的点对点（P2P）信息交换网络体系，任何参与者都可以发送交易信息，也可以自由处理链上的任何交易需求。由于网络环境的开放性，需要一个可靠且安全的验证信息机制。

### 密码哈希函数

密码哈希函数（Cryptographic Hash Function）用于确保收到的交易信息是正确且完整的。

我将先说明验证流程。假设A端要向B端发送一条信息：

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❶ A端将信息Message通过哈希函数Hash( )运算出信息摘要Message Digest。 ❷ A端将信息与信息摘要一同发送给B端。 ❸ B端接收到信息后，将信息通过哈希函数运算出信息摘要。 ❹ B端比对收到的信息摘要与自己运算出的信息摘要是否一致。

哈希函数计算出的信息摘要具有一个特性：无论原始信息发生多么微小的变化，只要有变化，就会运算出不同的信息摘要。以下是一个示例：

原始信息：王小明转100元给谢小美 信息摘要：3009980c55ae9a33b175612866c0a7b0bfe01298aeea0ca4631bf3007d38caac

如果将“王小明”与“谢小美”之间增加空格，修改后的信息：王小明转100元给谢小美 信息摘要：6203d40e264b1d24a4b03c0f5e6c26e0dbdbf4692d8bfea5b2de6411f6fcd24b

因此，通过比对信息摘要，我们可以识别收到的信息是否在传输层中被修改过，或者信息是否不完整。然而，这只能保证信息的完整性，并不能确认信息来源是否为假冒身份者，例如，谢小美可以发出“王小明转100元给谢小美”的交易信息，并附上可成功比对的摘要。

### 数字签名

来源端在传递信息时，会一并提供自己的数字签名，以便接收端通过数字签名确认信息是来源端授权发出的，而非假冒身份者。

对应上述的验证流程，实际上就是在传输层中，使用数字签名代替信息摘要。如下：

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❶ A端先将自己的公钥Public Key提供给B端。 ❷ A端将运算出的信息摘要通过自己的私钥Private Key执行签名运算Sign( )，生成数字签名Signature。 ❸ A端将信息与数字签名一同发送给B端。（上图省略了信息的传输示意） ❹ B端利用收到的数字签名与A端的公钥，解密出信息摘要。

通过A端私钥运算出的数字签名，只有A端的公钥才能解开，反之，A端的公钥无法解开其他人的数字签名。因此，B端可以确保签名来源是A端发出的，非假冒身份者。当然，最后的解密运算步骤无法计算出A端的私钥，从而保护了A端不会泄露私钥。

### 整合上述两个流程

简而言之，A端发送信息、自己的公钥以及自己的数字签名（私钥加密），B端接收后，用A端的公钥解密数字签名，如果解开了，表示信息是A端授权发出的，非假冒身份者。然后，再验证信息摘要，如果一致，就可以确保信息是正确且完整的。

回到钱包软件的部分，假设A端是钱包软件，就必须具备执行哈希函数和数字签名的能力！

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