聊聊钱包、私钥、公钥和地址

近来区块链技术相关的话题热度持续上升，其中大家最熟悉的应用恐怕就是比特币了。网上关于这种数字货币到底有没有价值的争论早已经吵翻了天，正反两派各有很多拥趸。

不过我不打算谈价值，只想从比特币对应的一款具体的应用软件入手，聊一些相关的专业名词和背后的逻辑。

如果你是比特币的持有者，还凑巧有windows或者mac电脑，那你应该用过一款叫Bitcoin-qt的软件。这个软件就是号称比特币钱包的工具，与此相关的还有私钥、公钥、地址等名词概念。那么这四个概念之间是什么样的关系呢？尽管网上有很多资料解释的很详细很技术，但我也费了好大功夫才大概弄明白，可能是我的理解能力差吧。

接下来我就把自己在理解这些问题时产生的疑问列出来，并一一回答。

第一，这些名词的关系是什么样的？

如果用一句话说明这几个名词的关系，那就是： 钱包生成私钥→私钥生成公钥 → 公钥生成公钥哈希 → 公钥哈希生成地址 → 地址用来接受比特币 ，简单吧，能听懂吧。

第二，这几个名词究竟是什么东西？

还是一句话概括， 除了钱包是软件以外，剩下的四个都是长度不一的字符串 ，比如私钥是52位的字符串，地址是34位的字符串。

第三，这四个字符串分别从哪里来的？

私钥 由钱包软件随机生成，随后用密码算法生成公钥和地址，如果用等式表示的话，可写成如下形式：

所以， 地址 =算法3(算法2(算法1(私钥)))

其中，算法1，算法2，算法3都是公开的算法。

第四，这几个字符串哪个必须保密，哪个可以公开？

私钥绝对不能公开 ，因为有了它本质上就取得了对应比特币的所有权。

地址可以公开 ，因为它是用来接受比特币的， 公钥和公钥哈希也可以公开 ，不过一般情况下你看不到。

第五，为什么地址和公钥可以公开？

因为 即使被别人知道了地址和公钥，对方也推算不出你的私钥，也就掌握不了你的比特币 。

为什么推算不出呢？

因为问题三中的等式，除了算法3，算法1和算法2的计算都是不可逆推的

地址=算法3(算法2(算法1(私钥)))

什么叫做计算不可逆？

先举个简单的例子。

有等式y=4x²+5x+17，这是我们中学都学过的抛物线方程，在这个简单方程里，已知x的情况下，可以快速求出y。但是在知道y的情况下，要反求x，就会发现可能的答案x有两个，但实际只有一个才是正确的。

当然真实的密码算法要比这个复杂的多，以至于，在已知y的情况下，x的可能解多达10的77次方个，所以若有台超级强大的计算机，进行暴力搜索求解，还是可以算出私钥的。不过据说宇宙所有原子的总和是10的80次方，所以暴力搜索法应该很花时间吧。

再举个例子。电影《模仿游戏》中，英军即使在得到了engima密码机(算法)后仍然无法破解德军的密码，原因就是德军每次发信息都会用一个新的口令(私钥)作为起始点。在不知道口令的前提下，进行反向暴力破解大概需要几千万年，不过最后因为刻板的德国人每次都用同一个口令作为起点，而这个口令还是自然语言，导致密码被破解。

所以，每次交易的时候才会要求生成一个新的私钥，然后得到一个新的地址，这样你的交易安全性就有了很大的保障。

第六，私钥的本质是什么

从上面的描述我们可以推出，私钥的本质是一个复杂数学问题的解，当有人向公开地址发送比特币时，其实是在向全网所有比特币客户端发出了一道数学题，而这道题目的正确解，就是你的私钥。因为那道题是用你的私钥生成的呀，所以只有你能在第一时间回答出答案，于是比特币就归你了，因此 私钥千万不能告诉别人。

如何找到私钥并妥善保管？

在bitcoin-qt软件中，进入windows debug或者调试窗口，在命令行下输入 getaddressbyaccount 命令可以查看所有已经生成的钱包地址。 选取其中一个地址，然后用 dumpprivkey “地址”命令就能看到私钥了(54位字符串)。

下图是用getaddressbyaccount “”命令查看地址列表，用dumpprivkey查看私钥的截图，注意第一张图中由于钱包是加密的，所以直接打dumpprivkey命令是看不到私钥的。

输入钱包密码后才能用dumpprivkey命令看到私钥。