讓我們通過學習比特幣（Bitcoin）如何實施該技術的各個方面來工作，好嗎？該技術包括以下幾個方面：

• 交易transaction是比特幣從一個地址轉移到另一個地址。
• 幾個交易被分組成一個區塊block。一個區塊被處理，因此它可以被提交到比特幣網路中。這個過程被稱為挖礦mining。
• 區塊被收集在區塊鏈blockchain中，並由網路中的節點共享。

警告的提示——這裡的程式碼僅用於學習。如果你試圖將比特幣傳送到由該程式碼生成的地址，你可能會損失金錢。

什麼是比特幣地址？

比特幣地址是一個隨機查詢的十六進位制字串，在比特幣網路中用於傳送和接收比特幣。它是公私不對稱ECDSA金鑰的公共部分。相應的私鑰用於簽署比特幣交易，作為交易時來自你的確認和證明。

從技術上講，比特幣地址是從ECDSA金鑰的公共部分生成的，使用SHA-256和RIPEMD-160進行hash，如下文所述，處理得到的結果hash，最後使用Base58校驗編碼對金鑰進行編碼。

生成ECDSA金鑰對

我們之前已經介紹過生成RSA公鑰和私鑰。比特幣使用ECDSA代替RSA作為關鍵演算法。它生成如下：

為Elliptic Curve演算法建立KeyPairGenerator。

KeyPairGenerator keyGen = KeyPairGenerator.getInstance("EC");

使用指定橢圓曲線是secp256k1。

ECGenParameterSpec ecSpec = new ECGenParameterSpec("secp256k1");
keyGen.initialize(ecSpec);
 

一旦獲得KeyPairGenerator後，你可以建立KeyPair即金鑰對，從中可以獲取公鑰和私鑰。

KeyPair kp = keyGen.generateKeyPair();
PublicKey pub = kp.getPublic();
PrivateKey pvt = kp.getPrivate();

ECDSA私鑰

你可以只儲存金鑰的私有部分，因為公鑰可以從私鑰派生。

ECPrivateKey epvt = (ECPrivateKey)pvt;
String sepvt = adjustTo64(epvt.getS().toString(16)).toUpperCase();
System.out.println("s[" + sepvt.length() + "]: " + sepvt);
 

靜態方法adjustTo64()僅填充帶有前導0的十六進位制字串，因此總長度為64個字元。

static private String adjustTo64(String s) {
    switch(s.length()) {
    case 62: return "00" + s;
    case 63: return "0" + s;
    case 64: return s;
    default:
        throw new IllegalArgumentException("not a valid key: " + s);
    }
}

這是由上面的程式碼生成的示例私鑰。

s[64]: 024C8E05018319CED4BB04E184C307BFF115976A05F974C7D945B5151E490ADE

這個值通常是由數字錢包儲存的值。

ECDSA公鑰

上面生成的金鑰的公共部分被編碼為比特幣地址。首先，ECDSA金鑰由橢圓曲線上的點表示。該點的X和Y座標包括公鑰。它們在開頭與“04”連線在一起代表公鑰。

ECPublicKey epub = (ECPublicKey)pub;
ECPoint pt = epub.getW();
String sx = adjustTo64(pt.getAffineX().toString(16)).toUpperCase();
String sy = adjustTo64(pt.getAffineY().toString(16)).toUpperCase();
String bcPub = "04" + sx + sy;
System.out.println("bcPub: " + bcPub);
# prints
bcPub: 04CAAA5C0BDDAA22C9D3C0DDAEC8550791891BB2C2FB0F9084D02F927537DE4F443ACED7DEB488E9BFE60D6C68596E6C78D95E20622CC05474FD962392BDC6AF29

執行SHA-256和RIPEMD-160雜湊

我們現在需要在公鑰上執行SHA-256，然後是RIPEMD-160。

MessageDigest sha = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
byte[] s1 = sha.digest(bcPub.getBytes("UTF-8"));
System.out.println("  sha: " + bytesToHex(s1).toUpperCase());
# prints
  sha: 7524DC35AEB4B62A0F1C90425ADC6732A7C5DF51A72E8B90983629A7AEC656A0

我們使用Bouncy Castle提供程式來執行RIPEMD-160，因為JCE沒有實現此演算法。

MessageDigest rmd = MessageDigest.getInstance("RipeMD160", "BC");
byte[] r1 = rmd.digest(s1);

接下來，我們需要在雜湊開頭新增一個0x00的版本位元組。

byte[] r2 = new byte[r1.length + 1];
r2[0] = 0;
for (int i = 0 ; i < r1.length ; i++) r2[i+1] = r1[i];
System.out.println("  rmd: " + bytesToHex(r2).toUpperCase());
# prints
  rmd: 00C5FAE41AB21FA56CFBAFA3AE7FB5784441D11CEC

重複SHA-256雜湊兩次

我們現在需要對上面的結果執行兩次SHA-256雜湊。

byte[] s2 = sha.digest(r2);
System.out.println("  sha: " + bytesToHex(s2).toUpperCase());
byte[] s3 = sha.digest(s2);
System.out.println("  sha: " + bytesToHex(s3).toUpperCase());

第二次雜湊結果的前4個位元組用作地址校驗和。它附加到上面的RIPEMD160雜湊。這是25位元組的比特幣地址。

byte[] a1 = new byte[25];
for (int i = 0 ; i < r2.length ; i++) a1[i] = r2[i];
for (int i = 0 ; i < 5 ; i++) a1[20 + i] = s3[i];

使用Base58對地址進行編碼

我們現在使用bitcoinj庫中的Base58.encode()方法來獲得最終的比特幣地址。

System.out.println("  adr: " + Base58.encode(a1));
# prints
  adr: 1K3pg1JFPtW7NvKNA77YCVghZRq2s1LwVF

這是比特幣應在交易中傳送到的地址。

這是一個如何在java中生成比特幣地址的簡報。我們生成一個ECDSA金鑰對，使用SHA256和RIPEMD160雜湊金鑰的公共部分。最後，我們通過執行SHA256兩次並選取前4個位元組來計算校驗和，該位元組附加到上面的RIPEMD160雜湊。結果使用Base58編碼進行編碼。

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