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比特币地址生成与验证Nodejs版

发表于 更新于 分类于
本文字数： 4.8k 阅读时长 ≈ 4 分钟

本篇文章主要讲了比特币地址是如何生成的，然后使用nodejs 进行了验证。

一、 地址生成流程

  1. 获取一个随机的32字节ECDSA密钥
    9a9a6539856be209b8ea2adbd155c0919646d108515b60b7b13d6a79f1ae5174

  2. 使用椭圆曲线加密算法（ECDSA-secp256k1）计算上述私钥所对应的非压缩公钥：
    0340A609475AFA1F9A784CAD0DB5D5BA7DBAAB2147A5D7B9BBDE4D1334A0E40A5E

  3. 对（压缩）公钥进行SHA-256哈希计算：
    2b0995c0703c96d694f03a8987f89d387459fc359694737547a75764989c5e16

  4. 对步骤2的哈希值进行RIPEMD-160哈希计算
    154de7cabbb5822075e92c57a27ca3ef3e8be50c

  5. 在步骤3的哈希值前添加地址版本号（主网为0x00，测试网为0xef)
    00154de7cabbb5822075e92c57a27ca3ef3e8be50c

  6. 对步骤4的扩展RIPEMD-160哈希值进行SHA256哈希计算
    ab7d579d497d75ab7e337212345635a4c071c249c6e8ec07532d2ea4d82290e6

  7. 对步骤5的哈希值再次进行SHA256哈希计算
    fc897c2001ef5e99b2e37853e84dd041bebe6f831f462729de2af27e4ab9ea7e

  8. 取步骤6结果值的前4个字节作为校验码 fc897c20

  9. 将校验码添加到步骤4的扩展RIPEMD-160哈希值末尾：
    00154de7cabbb5822075e92c57a27ca3ef3e8be50cfc897c20

  10. 使用Base58Check编码将结果从字节字符串转换为base58字符串。12weWzbq5jT7c3MHbHD2WP2uLXEUtaGLXZ

参考代码：

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async createBitcoinAddress(){
  /** Create Bitcoin Address */
  const crypto = require(`crypto`);
  const ecdh = crypto.createECDH('secp256k1');
  const bs58 = require(`bs58`);
  // 0. Having a private ECDSA key
  var privateKey = crypto.randomBytes(32);
  console.log(`Private key:[${privateKey.toString(`hex`)}]`);
  // 1. Take the corresponding public key generated with it (33 bytes, 1 byte 0x02 (y-coord is even), 
  // and 32 bytes corresponding to X coordinate)
  ecdh.setPrivateKey(privateKey);
  var cpublicKey = Buffer.from(ecdh.getPublicKey('hex', 'compressed'), 'hex');
  console.log(`Public key:[${cpublicKey.toString(`hex`).toUpperCase()}]`);
  // 2. Perform SHA-256 hashing on the public key
  var sha1 = crypto.createHash(`sha256`).update(cpublicKey).digest();
  console.log(`SHA-256:[${sha1.toString(`hex`)}]`);
  // 3. Perform RIPEMD-160 hashing on the result of SHA-256
  var ripemd160 = crypto.createHash(`rmd160`).update(sha1).digest();
  console.log(`RIPEMD-160:[${ripemd160.toString(`hex`)}]`);
  // 4. Add version byte in front of RIPEMD-160 hash (0x00 for Main Network, 0x6f for Testnet)
  const version = Buffer.from([0x00]);
  var extendedPriKey = Buffer.alloc(ripemd160.length + version.length);
  extendedPriKey = Buffer.concat([version, ripemd160], extendedPriKey.length);
  console.log(`Extended RIPEMD-160:[${extendedPriKey.toString(`hex`)}]`);
  // 5. Perform SHA-256 hash on the extended RIPEMD-160 result
  var sha2 = crypto.createHash(`sha256`).update(extendedPriKey).digest();
  console.log(`SHA-256:[${sha2.toString(`hex`)}]`);
  // 6. Perform SHA-256 hash on the result of the previous SHA-256 hash
  var sha3 = crypto.createHash(`sha256`).update(sha2).digest();
  console.log(`SHA-256:[${sha3.toString(`hex`)}]`);
  // 7. Take the first 4 bytes of the second SHA-256 hash. This is the address checksum
  var checksum = Buffer.alloc(4);
  sha3.copy(checksum, 0, 0, checksum.length);
  console.log(`Checksum:[${checksum.toString(`hex`)}]`);
  // 8. Add the 4 checksum bytes from stage 7 at the end of extended RIPEMD-160 hash from stage 4. 
  // This is the 25-byte binary Bitcoin Address.
  var btcAddress = Buffer.alloc(extendedPriKey.length + checksum.length);
  btcAddress = Buffer.concat([extendedPriKey, checksum], btcAddress.length);
  console.log(`25-byte binary bitcoin address:[${btcAddress.toString(`hex`)}]`);
  // 9. Convert the result from a byte string into a base58 string using Base58Check encoding. 
  // This is the most commonly used Bitcoin Address format
  var address = bs58.encode(btcAddress);
  console.log(`Address:[${address}]`);
  this.success(address);
}

二、 校验流程

根据生成流程来实现校验方式。

  1. 把地址base58解码成字节数组
  2. 把数组分成两个字节数组，字节数组（一）是后4字节数组，字节数组（二）是减去后4字节的数组
  3. 把字节数组（二）两次Sha256 Hash
  4. 取字节数组（二）hash后的前4位，跟字节数组（一）比较。如果相同校验通过。
  5. 校验通过的解码字节数组取第一个字节（0xff），得到版本号
  6. 检验版本号的合法性（根据主网参数校验）

参考代码：

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async isAddress(address) {
  try{
    // 1.把地址base58解码成字节数组
    const arr = bs58.decode(address);
    const buf = new Buffer(arr);

    // 2.把数组分成两个字节数组，字节数组（一）是后4字节数组，字节数组（二）是减去后4字节的数组
    const checksum = buf.slice(-4);
    const bytes = buf.slice(0, buf.length. 4);

    // 3.把字节数组（二）两次Sha256 Hash
    const shax1 = createHash('sha256').update(bytes).digest();
    const shax2 = createHash('sha256').update(shax1).digest();
    // 4.取字节数组（二）hash后的前4位，跟字节数组（一）比较。如果相同校验通过。
    const newChecksum = shax2.slice(0, 4);
    if (checksum.toString('hex') !== newChecksum.toString('hex')) {
      throw new Error('Invalid checksum');
    }
    // 5.校验通过的解码字节数组取第一个字节（0xff），得到版本号
    const version = buf.toString('hex').slice(0,2);
    // 6.检验版本号的合法性（根据主网参数校验）00 为普通地址，05为脚本地址，注意大小写。
    if(version !== '00' && version !== '05'){
      throw new Error('Invalid version');
    }
    
  }catch(e){
    return false;
  }
  return true;
}

三、 参考文档

https://en.bitcoin.it/wiki/Technical_background_of_version_1_Bitcoin_addresses

四、 网络判断码

Crypto Coin Public Address Private Wallet Import Format Script Hash
BTC 0x00 0x80 0x05
BTC-TEST 0x6F 0xEF 0xC4
DOGE 0x1E 0x9E 0x16
DOGE-TEST 0x71 0xF1 0xC4
LTC 0x30 0xB0 0x05
LTC-TEST 0x6F 0xEF 0xC4
NMC 0x34 0xB4 0x05
PPC 0x37 0xB7 0x75
URO 0x44 0xC4 0x05

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