区块链科普:什么是以太坊私钥储存(Keystore)文件?

"crypto" : {
    "cipher" : "aes-128-ctr",
    "cipherparams" : {
     "iv" : "83dbcc02d8ccb40e466191a123791e0e"
    },
    "ciphertext" : "d172bf743a674da9cdad04534d56926ef8358534d458fffccd4e6ad2fbde479c",
    "kdf" : "scrypt",
    "kdfparams" : {
     "dklen" : 32,
     "n" : 262144,
     "r" : 1,
     "p" : 8,
     "salt" : "ab0c7876052600dd703518d6fc3fe8984592145b591fc8fb5c6d43190334ba19"
    },
    "mac" : "2103ac29920d71da29f15d75b4a16dbe95cfd7ff8faea1056c33131d846e3097"
   },

这包括：

cipher：对称 AES 算法的名称;

cipherparams：上述 cipher 算法需要的参数;

ciphertext：你的以太坊私钥使用上述 cipher 算法进行加密;

kdf：密钥生成函数，用于让你用密码加密 keystore 文件;

kdfparams：上述 kdf 算法需要的参数;

Mac：用于验证密码的代码。

让我们看看他们是如何协同工作的，如何在你的密码下保护 keystore 文件。

1. 加密你的私钥

就像之前提到的，一个以太坊账户就是用于加密签署交易的一个私钥 —公钥对。为了确保你的私钥没有在文件中明文存储（即任何人只要能得到这个文件就能读），使用强对称算法（cipher）对其加密至关重要。

这些对称算法使用密钥来加密数据。加密后的数据可以使用相同的方法和同样的密钥来解密，因此算法命名为对称算法。在本文中，我们称这个对称密钥为解密密钥，因为它将用于对我们的以太坊私钥进行解密。

以下是 cipher，cipherparams 和 ciphertext 对应的概念：

• Cipher 是用于加密以太坊私钥的对称加密算法。此处cipher用的是 aes-128-ctr 加密模式。
• Cipherparams 是 aes-128-ctr 加密算法需要的参数。在这里，用到的唯一的参数 iv，是aes-128-ctr加密算法需要的初始化向量。
• Ciphertext 密文是 aes-128-ctr 函数的加密输入。

所以，在这里，你已经有了进行解密以太坊私钥计算所需要的一切...等等。你需要首先取回你的解密密钥。

-ciphertex 密文的对称解密-

2. 用你的密码来保护它

要确保解锁你的账户很容易，你不需要记住你的每一个又长又非用户友好型的用于解密 ciphertext 密文解密密钥。相反，以太坊开发者选择了基于密码的保护，也就是说你只需要输入密码就能拿回解密密钥。

为了能做到这一点，以太坊用了一个密钥生成函数，输入密码和一系列参数就能计算解密密钥。

这就是 kdf 和 kdfparams 的用途：

• kdf 是一个密钥生成函数，根据你的密码计算（或者取回）解密密钥。在这里，kdf 用的是scrypt算法。
• kdfparams 是scrypt函数需要的参数。在这里，简单来说，dklen、n、r、p 和 salt 是 kdf 函数的参数。更多关于 scrypt 函数的信息可以在这里找到。

在这里，用 kdfparams 参数对 scrypt 函数进行调整，反馈到我们的密码中，你就会得到解密密钥也就是密钥生成函数的输出。

-用密码生成密钥-

3. 确保你的密码是对的

我们描述了用密码和 keystore 文件生成以太坊私钥所需要的所有东西。然而，如果解锁账户的密码错误会发生什么？

根据迄今为止我们所看到的，所有操作（密码派生和解密）都会成功，但是最终计算的以太坊私钥不是正确的，这首先违背了密钥文件的使用初衷！

我们要保证输入解锁账户的密码是正确的，和最初创建 keystore 文件时一样（回想一下 geth 下创建新账户时两次输入的密码）。

这就是 keystore 文件中 mac 值起作用的地方。在密钥生成函数执行之后，它的输出（解密密钥）和 ciphertext 密文就被处理【注1】，并且和 mac（就像一种认可的印章）作比较。如果结果和 mac 相同，那么密码就是正确的，并且解密就可以开始了。

【注1】这里有点简略了。在和 mac 进行比较之前，解密密钥（左起第二字节开始的16字节）要和 ciphertext 密文连接在一起，并进行哈希散列（用SHA3-256的方法）。

把所有的都放到一起考虑

唷！如果你已经做到了这一点，那么恭喜你！

让我们回顾一下我们描述的3个函数。

首先，你输入了密码，这个密码作为 kdf 密钥生成函数的输入，来计算解密密钥。然后，刚刚计算出的解密密钥和 ciphertext 密文连接并进行处理，和 mac 比较来确保密码是正确的。最后，通过 cipher 对称函数用解密密钥对 ciphertext 密文解密。

瞧！解密的结果是你的以太坊私钥。 你可以在这里看看整个过程：

就像你从图中可以看到的，整个过程可以看做一个黑盒（不过，图中是个灰盒），你的密码是惟一的输入，你的以太坊私钥是惟一的输出。所需的其他信息都可以在你的以太坊账户创建时生成的keystore文件中获得。

由于这个原因，请确保你的密码足够强（并且无论如何你要记住它！）才能保证即使攻击者偷到了你的keystore文件也不能轻易得到你的私钥。