区块链钱包原理科普:关于钱包的基础密码学

const privateKey = crypto.randomBytes(32)

// privateKey.toString('hex'): ea4692a11d962b249f8f0439d642a9013a1a08807649311d3672886d72d1fe51

另外，在以太坊中想要获得随机数是一件不容易的事情，因为矿工需要得到同样的结果，并经过验证提交到区块链上。但如果 EVM 存在 random opcode，矿工会生成不一致随机数，无法达成共识。

目前社区也提出相应的方案，Mist 的作者 Alex van de Sande 提出使用 blockhashes 生成随机数，但由于矿工拥有操纵区块数据的能力，如果有能力且愿意放弃 5 个区块的奖励，理论上可以间接影响随机数，所以不是完全足够安全可靠。

为了解决矿工有可能作恶的问题，国内社区提出 RANDAO: A DAO working as RNG of Ethereum 项目，构建一个人人可以参与的 DAO，通过经济激励，由所有参与者共同决定一个随机数。在 RANDAO 的基础上，Vitalik Buterin 也提出 RANDAO++ 方案，感兴趣可以看看。

非对称加密

在对称密码中，由于加密和解密的密钥相同，所以必须向接收者配送密钥用于解密。但发送密钥过程中，窃听者可以窃取密钥解密，不发送密钥吧，接收者无法解密，密钥必须发送，但又不能发送，这问题称为密钥配送问题。一般采取事先共享密钥、密钥分配中心、Diffie-Hellman 密钥交换等方案来解决，但直到非对称加密方案的出现，无需向接收者配送解密密钥，密钥配送问题才完美解决。

在非对称加密中，将密钥分为加密密钥和解密密钥，也就是我们常说的公钥和私钥。公钥和私钥一一对应，由公钥加密的密文，必须使用公钥配对的私钥才可以解密。

看似有点复杂，我们祭出密码学的男女主角 Alice 和 Bob，来通俗地梳理一下：

发送者： Bob，接收者：Alice，窃听者：Eve

1. Alice 生成密钥对（私钥和公钥），私钥由 Alice 自身妥善保管

2. Alice 将自己的公钥发送给 Bob，即使被 Eve 窃取也没关系

3. Bob 使用 Alice 的公钥对消息加密，发送给 Alice

4. 密文可能被 Eve 窃取，但他无法使用公钥解密

5. Alice 使用自己的私钥解密密文

当我们调用 secp256k1.publicKeyCreate 获得公钥时，实际使用的是非对称加密中的椭圆曲线算法。通过该算法可以从私钥推导出公钥，这是一个不可逆的过程：K = k * G。给出常数点 G 时，使用已知私钥 k 求公钥 K 的问题并不困难，但反过来，已知公钥 K 求私钥 k，则非常困难。这就是椭圆曲线算法上的离散对数问题，也是为什么你可以分享地址（或公钥）给别人，但不能暴露自己的私钥。

const publicKey = secp256k1.publicKeyCreate(privateKey, false).slice(1)

// publicKey.toString('hex'): 1e3f1532e3285b02...45d91a36a8d78cb6bef8

const address = createKeccakHash("keccak256").update(publicKey).digest().slice(-20)
// address.toString("hex"): 7a48ac1bf3943b2ca7a4ca4999cbcbb0e999950c