錢包的 根私鑰 vs 子私鑰
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錢包的 根私鑰 vs 子私鑰

Date
Sep 25, 2024
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In progress
Tags
crypto
wallet
在區塊鏈錢包的生成中，根私鑰（Root Private Key） 和 派生私鑰（Derived Private Key） 是基於分層確定性錢包（Hierarchical Deterministic Wallet, HD Wallet）標準（如 BIP-32）的兩個重要概念。

根私鑰（Root Private Key）

概念

  • 根私鑰是 HD 錢包的起點，是基於種子（Seed）生成的。
  • 它是一個固定長度的私鑰，可以通過分層派生生成多個子私鑰。

作用

  • 根私鑰作為整個錢包的核心，派生出所有的子私鑰和地址。
  • 一個根私鑰對應整個錢包，所有子私鑰都可以通過根私鑰重新生成。

子私鑰（派生私鑰，Derived Private Key）

概念

  • 子私鑰是通過根私鑰和特定路徑（如 BIP-44）派生出的私鑰。
  • 子私鑰可以對應一個地址，每個地址有自己唯一的子私鑰。

作用

  • 子私鑰用於控制單個地址資產的所有權。
  • HD 錢包中的每個地址都由唯一的子私鑰生成。

根私鑰和派生私鑰的關係

  1. 根私鑰 → 派生私鑰
      • 根私鑰是生成派生私鑰的起點。
      • 通過不同的路徑（如 m/44'/195'/0'/0/0），可以派生出多個子私鑰。
  1. 不可逆性
      • 根私鑰可以派生子私鑰，但子私鑰無法反推出根私鑰。
  1. 路徑的影響
      • 不同的派生路徑對應不同的子私鑰，即使使用相同的根私鑰，改變路徑也會生成不同的子私鑰。

BIP-32 分層結構

BIP-32 定義了分層確定性錢包的結構，使用路徑來派生私鑰。

路徑結構

典型的路徑格式為：m / purpose' / coin_type' / account' / change / address_index
路徑部分
含義
示例
m
根密鑰（根私鑰）
m
purpose'
用途（如 BIP-44 標準）
44'
coin_type'
幣種代碼
195'（TRON）
account'
賬戶號
0'
change
是否為找零地址
0（非找零地址）
address_index
地址索引
0（第一個地址）

實際示例

import * as bip39 from 'bip39';
import { BIP32Factory } from 'bip32';
import * as tinysecp from 'tiny-secp256k1';
import { Buffer } from 'buffer';

// 初始化 BIP32 工廠
const bip32 = BIP32Factory(tinysecp);

// 定義 BIP-44 路徑
const BIP44_PATH = "m/44'/195'/0'/0";

// 助記詞生成私鑰和地址
(async () => {
  // 1. 生成助記詞
  const mnemonic = bip39.generateMnemonic();
  console.log('助記詞:', mnemonic);

  // 2. 助記詞轉種子
  const seed = await bip39.mnemonicToSeed(mnemonic);
  console.log('種子 (Hex):', seed.toString('hex'));

  // 3. 種子生成根私鑰
  const root = bip32.fromSeed(seed);
  console.log('根私鑰 (Hex):', root.privateKey!.toString('hex'));

  // 4. 派生第一個子私鑰（地址索引 0）
  const child0 = root.derivePath(`${BIP44_PATH}/0`);
  console.log('子私鑰 (索引 0):', child0.privateKey!.toString('hex'));

  // 5. 派生第二個子私鑰（地址索引 1）
  const child1 = root.derivePath(`${BIP44_PATH}/1`);
  console.log('子私鑰 (索引 1):', child1.privateKey!.toString('hex'));
})();
 
執行後的輸出可能是：
助記詞: abandon abandon abandon abandon abandon abandon abandon abandon abandon abandon abandon about
種子 (Hex): 5eb00bbddcf069084889a8ab9155568165f5c89f59db4c9a2d9aaae24f087f94a1e897b8c82e9dfed715a2e13f8f8f071d6b4fd07c46c11a6b227d1ddfac8f21
根私鑰 (Hex): 0c28fca386c7a2279b89cdb245631b75ecb241ce39169778d3efcdc3c9f05db3
子私鑰 (索引 0): 6d8b7dff9e75c5d10a756846b2fa5aa3e85a38c9c20b8e6c7e0c96b19c4ba1d6
子私鑰 (索引 1): 3e3c547c87b6c5098cc8cc89a3f09b847bcc7f120d3adfd1b7055b1c4d2ddf80
 

根私鑰與派生私鑰的關鍵

  • 根私鑰唯一性
    • 根私鑰是基於種子生成的，同一種子永遠對應同一根私鑰。
  • 路徑決定子私鑰
    • 不同的派生路徑會生成不同的子私鑰。
  • 安全性
    • 根私鑰是整個錢包的核心，應妥善保管。
    • 子私鑰控制單個地址的資產，如果某個子私鑰丟失，只會影響對應的地址。
  • 不可逆性
    • 無法通過子私鑰推導出根私鑰，這是基於單向加密的安全設計
 

根私鑰與子私鑰的應用場景

  • 根私鑰：恢復整個錢包（包括所有地址和私鑰）。
  • 子私鑰：控制單個地址的資產，適合分帳或多地址管理。