目錄
- 1. 橢圓曲線是什麼？
- 2. 私鑰的簡單介紹
- 3. 助記詞
- 使用 Go 語言生成私鑰、公鑰、地址
- 總結
於是乎，我決定自己寫一個系列文章。記錄我的學習研究成果。
我認為，用代碼一步步生成一個私鑰、公鑰、地址，是更好的學習方式，接下來就使用 Go 語言來做到這一點。
寫代碼之前，先補充一些必備知識。
1. 橢圓曲線是什麼？
以太坊和比特幣使用完全相同的橢圓曲線：secp256k1，公鑰就是這個橢圓曲線上的(x, y)坐標，x，y 數值通過私鑰唯一確定。
x、y 各 32 字節，故公鑰為 64 字節。你可能會看到 65 字節表示的公鑰，這是由 SECG 發佈的行業標準的一種序列化編碼方式，在最前面加一個字節的前綴，04 表示公鑰為非壓縮格式，即完整存儲瞭 x 和 y 的坐標各 32 字節。
為什麼要分為 壓縮公鑰 和 非壓縮公鑰 呢？
因為在secp256k1的橢圓曲線方程裡，隻要知道其中一個坐標值，另一個坐標值可以通過解方程得出，因此可以隻存儲其中一個坐標，這樣就可以節約 32 個字節，從而引入瞭壓縮格式的公鑰，前綴為 02 或 03。
故非壓縮格式的公鑰 65 字節（前綴 04 + 64 字節的實際公鑰），壓縮格式的公鑰 33 字節（前綴 02 或 03 + 32 字節的一個坐標值）。
推薦閱讀：吳軍《數學之美》第 31 章 橢圓曲線加密原理
2. 私鑰的簡單介紹
以太坊私鑰隻是一個隨機生成的數字。這個數字是 256 位的，且必須是完全隨機的，你可以投擲硬幣 256 次，得到一個二進制數字作為私鑰。隻要不可預測且不可重復，具體怎麼得到這個 256 位的隨機數字並不重要。
大多數情況下，我們都是寫代碼生成私鑰，這時候最重要的就是找到密碼學安全的隨機源，千萬不要自己生成隨機數或使用編程語言自帶的簡單隨機數，你使用的隨機數一定要是密碼學安全的，這一點至關重要。
私鑰的重要性不言而喻。需要強調的是，私鑰絕對不可以丟失，和銀行卡密碼不一樣，私鑰如果丟失無法像找回密碼那樣還能恢復，這是去中心化的特點。
在中心化世界裡，我們用銀行卡不擔心密碼丟失，因為可以找回，但是消費記錄、數據隱私無法保證，好比在互聯網上裸奔。
在去中心化世界，數據倒是可以做到隱私（雖然目前來看，大傢並不關心隱私），但是很不方便，比如保存私鑰就是個很麻煩的問題。
我不是想談數據隱私、保存私鑰的話題，因為目前沒什麼好的解決方案。而是想引出我一直以來的想法，就是任何事物都具有兩面性。正所謂 "禍兮福所倚，福兮禍所伏"，當你學習有負面情緒，堅持不下去的時候，想一想負面情緒的好處。我認為正是因為有瞭負面情緒的存在，才擋住瞭很多比我們更聰明的人的腳步，讓我們得以有機會超越他們。如果學習沒有負面情緒，那所有人都堅持學習瞭，那大傢隻能看誰最聰明瞭，這樣哪還有普通人的機會。從這個角度，我們需要感謝負面情緒。
3. 助記詞
助記詞涉及到錢包的行業標準瞭，我會在本系列第三篇進一步講解。現在，簡單瞭解一下，前面說瞭，私鑰是隨機生成的一個數字，那如果需要 10 個賬戶？100 個賬戶？甚至 1000000 個賬戶呢？就要隨機生成 1000000 個私鑰嗎？這麼多私鑰怎麼管理？怎麼保存？基於此，助記詞誕生瞭。
助記詞可以管理成千上萬個私鑰，這就需要瞭解以太坊的 2 種錢包瞭，從下一篇文章開始，我將連續介紹錢包及開發一個錢包。
使用 Go 語言生成私鑰、公鑰、地址
下圖是生成私鑰、公鑰、地址的基本原理，現在根據這個原理圖，寫出相應的代碼。
需要引入的包
import (
"crypto/elliptic"
"crypto/rand"
"encoding/hex"
"github.com/ethereum/go-ethereum/common"
"github.com/ethereum/go-ethereum/crypto"
"github.com/ethereum/go-ethereum/crypto/secp256k1"
)
生成一個橢圓曲線。
curve := secp256k1.S256()
生成私鑰（32byte）
b := make([]byte, curve.Params().N.BitLen()/8)
io.ReadFull(rand.Reader, b)
key := new(big.Int).SetBytes(b) // key就是私鑰
// 打印私鑰
fmt.Println("key:", len(key.Bytes()))
fmt.Println("key:", hex.EncodeToString(key.Bytes()))
生成公鑰：對私鑰進行橢圓曲線加密，生成公鑰（64byte）
X, Y := curve.ScalarBaseMult(key.Bytes())
pubKey := elliptic.Marshal(curve, X, Y)
fmt.Println("pubKey:", pubKey)
生成地址：去掉公鑰第一個字節 04，再使用 keccak256 算法壓縮公鑰，最後的 20byte 就是地址
compressPubKey := crypto.Keccak256(pubKey[1:])
addr := common.BytesToAddress(compressPubKey[12:])
fmt.Println("addr:", addr.String())
驗證私鑰和地址匹配
將第 3 步產生的私鑰導入 metamask
查看 metamask 生成的地址，和第 5 步計算出的地址是否匹配
總結
記住上面的基本原理流程圖，就算是學會瞭本文最重要的內容。
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