以太坊地址是怎么来的 以太坊地址生成过程

以太坊地址是怎么来的

以私钥为原材料

　　生成私钥的过程依赖于伪随机数生成器（PRNG）和足够大的熵。关于私钥，最重要的一点是，它是从 1 到 2²⁵⁶-1 的范围内随机选出的整数。只要是在这个范围内的数，都可以用作私钥。

　　既然我们已经初步学习了私钥背后的数学知识，接下来就可以自己生成有效的私钥了（译者注：教育目的，可跟随作者的思路学习，但不推荐自己生成。）。我们不妨将私钥生成过程想象成一个长达 78 位的水平数字组合锁（其可能组合数量恰好等于 2²⁵⁶-1），然后我们把这个密码锁分成 3 排，每排有 26 位。你可以把 PRNG 函数想象成一个会随机打乱数字，打乱出一个数字组合的东西：一开始每一位都是 0，然后毫无章法地在每一位上选出一个具体的数字。假设我们使用 PRNG 函数生成乱序的数字组合，得到以下三排数字：

　　(1) 04406941321102621719184878;

　　(2) 43014596507006094171646853;

　　(3) 06780198554267270848908554;

　　- 浏览器使用 Web Cryptography API （提供 Crypto.getRandomValues(32) 之类的密码学原语，或者等价的 32 字节缓冲区）作为 PRNG。这个 PRNG 使用你的计算机熵源 作为随机种子来生成随机数。在生成随机数的时候，请一定要使用电子熵源，因为一些研究表明，人类比较不擅长选择随机数字（人自己选出来的数字是有模式的，到不到伪随机的要求） –

　　恭喜！你现在已经是私钥

　　44069413211026217191848784301459650700609417164685306780198554267270848908554 的所有者了。

　　我们可以使用这个私钥生成一个比特币或以太坊地址，或者任何以 1 至 2²⁵⁶-1 为私钥范围的区块链的地址。

　　要根据这个私钥生成一个以太坊地址，我们需要使用椭圆曲线点乘算法（需要一篇专门的文章才能讲清楚）。因此，简单起见，我们会把它交给计算机处理。为此，我们需要把这个私钥“告诉”计算机。麻烦的是，计算机不会处理十进制形式的信息，它只能理解二进制代码。目前，我们的只有十进制数形式的私钥。因此，我们先要将这个私钥从十进制数形式转换为计算机可以理解的比特（bit，也译成 “位” 或 “位元”）和字节（byte，一个字节等于 8 个比特）。

　　位和字节

　　在进行下一步操作之前，我们需要先了解什么是比特和字节。任何数字设备都只能理解由 0 和 1 组成的信息，通常被称为比特。比特就是“二进制数字”，即，仅使用 1 和 0 表示的数字。虽然我们的智能手机和电脑都可以显示汉字和图片，还能播放歌曲，它们最终都是比特来表示并处理这些信息的。位越多，表示的信息越大，但说到底无非是一堆 0 和 1 而已。

　　根据上下文，多个位可以表示字符（如，在使用 ASCII 编码时，字母 a 的定义就是 01100001）或数字（01100001 也可以用来表示十进制数 97）。在将十进制整数转换为二进制形式时，就是将其转换成以 2 为底数的幂之和，其中每个幂的指数递增。例如，我们通常采用十进制形式记数，十进制数就是以 10 为底数的幂之和。因此，在使用二进制时，在 2 的N 次幂以内的整数，我们就可以用 n 个位来表示和存储。

　　- 8 位电子游戏机最高能够表达的十进制数是 255，因为它们使用的中央处理单元（CPU）最多只能执行 8 位操作（译者注：上图的左边解释了为什么 N 个位就可以表示 2 的 N 次幂以内的数 — 因为其数字组合有 2 的 N 次幂种可能性；右边则演示了一个二进 制数意味着多大的整数，即相互转换的计算规则 –

　　虽然我们可以使用二进制形式来表达任何数字，但是二进制形式过于“繁冗”。如果要表示 97，我们需要 8 个二进制数字。二进制数对于计算机来说很容易处理，但是不方便人类阅读。因此，计算机通常会使用十六进制而非二进制来表示数据：位置数字系统以 16 为底数来表示数字。一位十六进制数可表示四位二进制数。我们可以用十六进制数 61 来表示二进制数 01100001 或十进制数 97，这样就比二进制少了 6 位数。十六进制数使用 ABCDEF 来表示 10 至 15，通常用来缩小数据。

　　私钥有多少个比特？

　　再说回私钥，我们知道私钥的范围是 1 至 2²⁵⁶-1。我们该如何用位来表示它？需要用到多少位？如上文所述，在将十进制整数转换为二进制形式时，就是将其转换成以 2 为底数的幂之和。在使用 8 位二进制数时，我们能表示的最大的数是 2⁷ + 2⁶ + 2⁵ + 2⁴ + 2³ + 2² + 2¹ + 2⁰，即，整数 255。我们可以看出，要表达 2^n 以内的数，我们就需要 n 个位。由此可推得，我们需要 256 位，或者说 32 字节（256/8），来表示我们的私钥。

　　- 十六进制数据表示旨在减少表示数字所需的位数。但是，计算机依然只能使用二进制来处理数据 –

　　如果我们一致同意需要使用 32 字节来表示我们在 [1, 2²⁵⁶-1] 范围内的私钥，那么在十六进制形式下，我们需要 64 个数来表示私钥。现在，我们可以将原始私钥

　　44069413211026217191848784301459650700609417164685306780198554267270848908554

　　转换成十六进制形式：

　　616E6769652E6A6A706572657A616775696E6167612E6574682E6C696E6B0D0A

　　看到十六进制私钥中多出的字母 A、B、C、D、E 了吗？看到这些字母，我们就可以轻易辨别出这个数是十六进制的。

　　从私钥到公钥

　　现在，我们可以把这个十六进制私钥告诉我们的计算机了。我们可以使用 JavaScript 之类的编程语言轻松导入这个十六进制私钥，以便用于之后的乘法运算。在以下代码中，之前得到的十六进制数被导入作为私钥（“sk”是 secret_key 的缩写，是密码学中的标准记法）。这个十六进制数是以 16 为底数的。

　　- 通过使用 BigNumber 库，我们可以确保转换过程中不会丢失任何小数。这些数字通常会被表达成指数（例如，4.406941321102622e+76），而且如果我们直接将其解析成十六进制，就会失去精度。如果不使用 BigNumber 库，我们得到的十六进制私钥就会变成

　　616e6769652e6c00000000000000000000000000000000000000000000000000 –

　　导入私钥之后，下一步就是创建公钥。你可能还记得，我们在第一篇文章中提到过，在获取以太坊地址之前，我们先要通过私钥来生成公钥。根据以太坊黄皮书所述，公钥生成过程遵循的是标准的 ECDSA 公钥生成算法，其中，我们将私钥乘以生成器点得到一个坐标，将该坐标的 x 值和 y 值前后拼在一起就是公钥。我们的公钥（在密码学中记为“pk”）可以用来生成我们的以太坊地址。

　　- x 和 y 是使用椭圆曲线上的点乘以我们的私钥（sk）得到的。虽然私钥可以在任意区块链中作为一个地址的唯一生成器，以 太坊专门使用椭圆曲线 secp256k1 生成公钥；因此，私钥的签名操作也跟这条曲线有关 –

　　终于到了最后一步。有了公钥，我们就执行黄皮书中的最后一个操作：

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　　给定某个私钥，以太坊地址 A 是对应 ECDSA 公钥的 Keccak 哈希值的最右边 160 位。

　　鉴于我们已经有了自己的 ECDSA 公钥，剩下的唯一一件事是在我们的公钥上执行 Keccak 哈希函数，取结果最右边的 160 位。当我们将这些操作结果存储在“缓冲区”（就好像存储信息的小盒子）时，我们可以“丢掉”（切片）前 24 个十六进制数，只留下后 40 个十六进制数，或者更准确地说，20 个字节（这就是以太坊地址的长度）。

　　- 以太坊地址被设计为 20 个字节。有人认为删掉一些字节（具体来说是 12 个字节）可能会引起碰撞，导致两个私钥生成相同的以太坊地址。不过到目前为止，还没发生过这种情况 –

　　你的个人专属钱包

　　如你所见，只要一个数（虽然很长）就可以生成一个以太坊地址来存储各类资产：从代表虚拟猫、磁带、袜子和门票等物品的 NFT 到具有增值潜力的密码学资产等等。你的以太坊地址是公开的，而且像你的家庭住址一样，但是只能通过钥匙打开。如果你不想自己来处理所有这些流程，你可以在 Portis 上注册一个账户。Portis 会自动为你创建私钥（这个私钥只有你知道，因为它采用的是端到端加密架构）以及对应的以太坊地址，供你在 100 多个 dApp 中使用。

以太坊地址生成过程

以太坊地址生成过程如下：

1、生成 256 位随机数作为私钥。

2、将私钥转化为 secp256k1 非压缩格式的公钥，即 512 位的公钥。

3、使用散列算法 Keccak256 计算公钥的哈希值，转化为十六进制字符串。

4、取十六进制字符串的后 40 个字母，开头加上 0x 作为地址。
 

以太坊地址生成实例

生成以太坊地址过程实例数据：

私钥：1f2b77e3a4b50120692912c94b204540ad44404386b10c615786a7efaa065d20

公钥：04dfa13518ff965498743f3a01439dd86bc34ff9969c7a3f0430bbf8865734252953c9884af787b2cadd45f92dff2b81e21cfdf98873e492e5fdc07e9eb67ca74d

地址：0xabcd68033A72978C1084E2d44D1Fa06DdC4A2d57
 

生成随机数作为私钥

生成 256 位随机数：

私钥生成公钥

以太坊使用的椭圆曲线算法为 secp256k1，从私钥生成对应的公钥有两种方法：比特币工具 bx 和 secp256k1-py 包。

使用 bx 工具生成公钥

Mac 用户可以使用 brew 安装 bx 工具：

以 1f2b77e3a4b50120692912c94b204540ad44404386b10c615786a7efaa065d20 作为私钥，然后使用 bx 工具将私钥转化为 secp256k1 的非压缩格式公钥：

使用 secp256k1-py 包生成公钥

使用 pip 安装：

之后将私钥转化为公钥：

计算公钥哈希值

要使用 keccak256 哈希算法，可以使用 PyCryptodome 工具，使用 pip 进行安装：

公钥开头去除 04，将剩余部分转化为字节串并使用 keccak256 算法进行哈希：

得到地址

取哈希值十六进制字符串后 40 个字母，开头加上 0x 生成最终的以太坊地址：

以太坊地址生成 Python3 实现

使用 Python3 实现以太坊地址生成：

参考资料

以太坊在线地址生成工具：可以作为以太坊靓号地址生成工具，代码开源：https://github.com/bokub/vanity-eth。

https://pycryptodome.readthedocs.io/en/latest/src/hash/keccak.html：Keccak python 工具。

https://github.com/ctz/keccak：Python2 环境下使用的 Keccak，此为源代码，需要自己 clone 在本地使用。

https://github.com/ludbb/secp256k1-py：secp256k1 的 Python 库。

以上就是以太坊地址是怎么来的 以太坊地址生成过程的详细内容，更多关于以太坊地址知识分享的资料请关注掘金网其它相关文章！

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