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区块链钱包技术原理(三)HD Wallet

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在上一篇文章中,我们深入探讨了钱包软件如何生成私钥、地址以及数字签名技术。现在,让我们进入系列的最后一篇,揭开管理私钥功能的神秘面纱。

面对多样化的私钥使用需求...

在深入探讨管理私钥功能之前,我们先来探讨一下用户对于私钥管理的需求究竟为何。

随着越来越多的区块链主链和应用服务相继上线,用户们对于钱包软件的需求也在不断增长。他们需要一款能够支持多区块链、多币种和多账户的钱包软件。无论是为了增强隐私保护,还是为了区分不同的交易目的,用户在交易时可能需要频繁切换地址和对应的私钥。在这种情况下,管理大量的地址和私钥变得既繁琐又复杂。此外,私钥是一串看似无序的随机代码,对于用户来说,即使是一份私钥都难以妥善保管和记忆,更不用说多份私钥了。因此,一种简化的备份方式变得尤为必要。

多地址操作,隐私保护加强...

鉴于区块链交易的透明性,隐私保护成为了一个重要考量。虽然用户通过代名(地址)来显示自己,但并非真正的匿名。为了加强隐私保护,我们通常建议用户采用多地址操作交易,因为单一地址的交易更容易被他人追踪和识别。

解决方案的来源...

比特币区块链作为一个开源项目,任何人都可以参与并贡献。其中,有一群人专注于比特币协议的改进,他们就是比特币开发者社群。他们建立了一个改善建议的提案制度,简称BIP(Bitcoin Improvement Proposal),即比特币改进提案。BIP后面会跟上一个数字,作为不同提案的识别编号。目前,许多钱包软件服务都是遵循BIP协议来设计软件的。

BIP32...

BIP32提出了管理私钥的分层方法,通过一个种子生成主私钥,从而可以推导和维护多个子私钥。

BIP32定义的HD Wallet...

该提案定义了分层确定性钱包(Hierarchical Deterministic Wallet,简称HD Wallet)的规范,通过树状结构管理多组公私钥对,带来了以下优势:

通过一个种子,就可以有序地管理所有的子私钥,即使使用大量不同的地址(私钥)进行交易,用户也可以方便地管理和使用。备份或转移所有私钥到其他钱包软件,只需备份种子即可,而且只需备份一次,避免了因私钥生成时间不同步而导致的备份问题。

许可权控制...

分层确定性钱包实现了分层许可制的可能,高层领导团队掌握主私钥,分配子私钥给各部门使用。高层能够推导出各部门的子私钥,而各部门只能使用分配给自己的子私钥,从而实现对资产使用的分层权限控制。

从种子推导至最底层的子私钥,整个过程都使用了不可逆的hash算法,因此即使底层单位拥有子私钥,也无法推测出高层掌握的主私钥,或其他部门拥有的子私钥,从而避免了越权或跨权的情况。

关于主私钥...

主私钥不能直接用于某子私钥所对应地址的资产,它的唯一目的是重新生成Wallet Tree,以推导出子私钥,它不能直接签署交易并动用资产。

BIP39...

BIP39基于BIP32的提案,提出了Mnemonic(助记词)的概念,将难以记忆的种子Seed转换成一系列语言可读的有序词汇,具有以下优势:

使用语言可读的助记词代替种子,使得备份更加人性化。支持助记词的钱包软件之间可以互相转换,用户只需拥有助记词,就可以轻松更换钱包软件。

Seed:b90c9906b30f5d7aff5d0e19f782b200a31830d0f8a6ce9c63f67e93eea780b8ea16b761db6011ec5917c66286e1b6327daecbd0c9f235f7b6e802107f58cb7a
转换成助记词:team duty scale price receive worth flower slab approve laugh seven motion

BIP44...

BIP44也是基于BIP32的提案,为分层路径定义了规范,为树状结构的每一层赋予了代表意义,同时也增加了对多币种的支持,可以说是BIP32子私钥生成的一种特定方式。

BIP44所定义的路径:m / purpose' / coin_type' / account' / change / address_index

BIP44明确定义了币种、账户、地址的路径分类,使得支持该协议标准的钱包软件之间可以更加兼容,同时也向用户表明,该钱包软件明确支持多币种、多账户的使用。

助记词生成器(含分层衍伸路径)https://iancoleman.io/bip39/

BIP44币种列表https://github.com/satoshilabs/slips/blob/master/slip-0044.md

BIP32、BIP39、BIP44的综合解决方案...

BIP32使得钱包软件能够管理多私钥,且只需备份种子即可实现备份,而BIP39则为备份种子提供了一种人性化的方案;BIP44则是提出了子私钥生成方式的标准。综合这些解决方案,钱包软件能够满足支持多个区块链、多币种、多账户的多私钥需求,并且使得私钥的备份变得非常人性化。

总结...

目前的钱包软件技术方案,为钱包软件服务跨链、跨币与跨软件互通奠定了基础。如果钱包软件能够连接到不同的区块链主网(如比特币、以太坊等)进行交互,我们将其称为多链钱包。

然而,并非所有钱包软件服务都是多链钱包,而且上述技术方案的实现程度也因每个钱包软件服务商而异,每家都可能有自己的服务目标。

多链钱包...

多链钱包也被称为HD钱包、Multi Coin Wallet、Multi Cryptocurrency Wallet、Universal Wallet等。单链钱包是指只能支持某一区块链私钥管理和主网连接的钱包软件。

标签: 数字货币