March 26, 2020

重新创造比特币5:公钥和私钥

作者：何岩，由 recreating.org发行。

1.公钥和私钥 #

那么用户的公钥和私钥又是如何生成的呢？

这里正是采用非对称加密真正精髓之处，用户的公钥是由私钥计算得来，而用户的私钥则反直觉的由用户自己生成。

用户如何自己生成一个私钥呢？
（备注：公钥私钥更加详细的技术讲解可以阅读aaron67的文章：[学习笔记] 比特币的私钥和公钥）

私钥的本质是一个数字，公钥的本质也是一个数字，如果把任何数字当成私钥，都可以利用椭圆曲线加密算法生成这个数字对应的公钥，即，Function椭圆曲线加密算法(私钥)=公钥

椭圆曲线加密算法

如果让用户随机生成数字，并且数字的随机范围足够大，就可以避免两个用户生成了相同的私钥，即，私钥冲突。

多大的数字够用呢？

答案是2的256次方。

创建私钥本质上是“取得一个1到2的256次方之间的数字”。

你可以通过投256次骰子，并且用铅笔和纸张将结果记录下来。

结果看起来是这样：

111110010111110010001
00110101010101011001
111000011010000000
000000000000000
000000000000000
000000000000000
000000000000000
000000000000000
000000000000000
000000000000000
000000000000000
000000000000000
000000000000000
000000000000000
0000000000000000
0000000000000000

一共256个二进制的字符。为了让它看起来短点，我们将其转换成十六进制，这样就减少到了64个字符，每位代表4个bit。

(备注：一个二进制的数字就代表着1bit。再进一步解释bit的定义是：可以让50%概率的事情变为100%的确定性的信息，这个信息所等价的能量就是1bit。例如：在二进制中，下一个我要写的数字只能在0或1中选择，这时候下一个数字的概率就是50%，如果我写出来了1，那么这个1就是将50%的不确定性，变成了100%的确定性，这个1代表的就是1bit的能量，同理如果我选择的是0，这个0同样代表着1bit的能量，也就是说将不确定性变为确定性，需要信息，而信息的形成需要能量，1bit就是表示能量的大小)

转换成十六进制看起来是这样：

f97c89aaacf0cd2e47d
dbacc97dae1f88bec49
106ac37716c451dcdd0
08a4b62

公钥是根据私钥计算得来，所以公钥也是一个很长的数字，用十六进制表示是这个样子：

b4327ae841ca6cfd120
3cc6e135a48d893cbfb
2c388c0f64a79694199
cc9b4cb

为了方便使用，如果想再短些，我们还可以将其转换成64进制（base64）看起来是这个样子：

1BJhat1AMGYbT9HYJxV
ekoCaPaqB9ZyTyF

2进制：1个字符对应的范围是0～1，有2个选择。

16进制：1个字符对应的范围是0～15，有16个选择。它由0-9，A-F组成。

64进制：1个字符对应的范围是0～63，有64个选择。64进制几乎用上了我
们键盘上的所有按钮。

理论上，如果我们制造一个按钮超多的键盘，什么星星，三角，方块，菱形，各种新符号，如果能凑齐128个，我们就可以实现128进制。只不过因为我们全球共识的通用字符也就比64多一点，所以就到64进制为止了。

（备注：现实世界的比特币系统用的是base58，是基于base64的改良版，技术细节推荐阅读：aaron67的文章[学习笔记] 比特币的地址）

2的256次方是一个难以想象的大数，以十进制表示，它大概是10的77次方，而宇宙的可见部分，其组成也就大概10的80次方个原子。所以，通过随机碰撞出相同私钥的概率可以小到忽略不计。

正是由于用户不通过服务端生成自己的私钥和公钥，服务端不会预先知道任何用户的存在，所以才可以舍弃账户模型，从根本上去掉了用户注册。
舍弃了用户注册和账户模型，服务端就变得难以限制用户的使用自由。

用户以公钥示人，如果你不说没人知道某个公钥是谁的，除非你俩之间发生了交易，这种交易易名的方式实现了对个人隐私的保护。

就这样，Bitcoin朝着交易的更加自由，迈出了它的第一步！

（备注：这里要注意，Bitcoin的隐私保护是通过易名而非匿名，关于这个概念可以阅读邱少贤的《比特币重生-比特币隐私模型》
）

夕阳透过窗子洒进了咖啡馆，它将屋子里的人都镀成了金色。

中本聪还在全神贯注的盯着屏幕，敏捷的敲击着键盘。

Gilfoyle在一次又一次的投掷着硬币，每次硬币落到桌子上，他就用铅笔记录一次结果。

中本聪一边盯着屏幕，一边问道：“你在干什么？”

Gilfoyle：“我在生成我自己的私钥”。

中本聪：“用计算机的随机算法生成，一秒钟就能搞定！”。

Gilfoyle：“我不相信计算机，我只相信硬币”。

生成私钥

参考： #

aaron67‘blog：[学习笔记] 比特币的地址

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