比特币的所有权,不由中心化机构像记录银行账户那样来记录,它完全依赖密码学技术,这是其去中心化魅力的核心所在,同时也带来了全新的资产安全挑战。

密钥对是所有权的基础

比特币的所有权基于一对密钥,这对密钥在数学上有关联,也就是公钥和私钥。私钥是个秘密数字,由256位随机数生成,它是掌控比特币的唯一凭证。公钥与私钥对应,它是通过私钥借助一种特殊的椭圆曲线数学计算推导出来的,这个推导过程具有单向性,即无法从公钥反向推出私钥。

这套机制的精妙之处在于,公钥可以安全地公开,它被用作接收资金的地址基础,而私钥必须严格保密。当你拥有一个私钥时,你就对对应公钥(地址)上的所有比特币拥有了绝对控制权。这种设计消除了对第三方机构的依赖,将资产的控制权完全交还给了个人。

私钥的生成与安全性

私钥的本质是个随机数,这个随机数极为庞大,比特币系统创造此数字时,一般会调用计算机操作系统的密码学安全随机数生成器,其可能的总数接近2的256次方,因这个数字极大,所以靠暴力猜测找到某个特定私钥的可能性近乎为零。

因此,私钥生成必须具备真随机性,这一点至关重要。因为任何微小的规律性,或者任何微小的可预测性,都会严重削弱安全性。用户使用钱包软件时,务必要选择信誉良好的产品,以此确保其使用的随机数生成源足够安全可靠。这是保护资产的第一道防线,也是最重要的一道防线。

从公钥到比特币地址

公钥不会直接当作收款地址来用,这么做是为了方便使用以及增强安全性。公钥要经过一系列密码学哈希函数处理。首先,得对公钥做SHA - 256计算。接着,还要对计算结果做RIPEMD - 160计算。最终会得到一个20字节的哈希值,我们把这个哈希值称作公钥哈希。

公钥哈希会进行Base58Check编码,最终转变成一串字母数字组合,这串组合以“1”或者“3”开头,长度大概是34个字符,这便是我们日常看到的比特币地址,这个过程让字符串长度缩短了,还添加了错误校验码,能够防止因输入错误致使资金损失。

数字签名验证所有权

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当你要花费比特币时,你需要向网络证明你拥有这些币的控制权,这个证明是数字签名,你会针对即将发生的交易信息,比如转账金额、收款方地址等,用你的私钥进行签名操作,从而生成一个独特的数字签名。

网络中的任何节点都可以用你公开的公钥来验证这个签名,要是验证通过,就有力证明签名者确实持有和公钥对应的私钥,进而确认交易的合法性,这个过程保证只有资产的主人能动用资金,而且签名不能被伪造。

私钥的存储与管理钱包

私钥十分重要,因此如何安全地存储和管理它,便成了比特币使用时的关键问题。“钱包”软件是为解决此问题而出现的工具。一个钱包本质上是一个密钥管理系统,它负责生成密钥对,负责存储密钥对,还负责使用密钥对。钱包有多种形式,有手机上的软件钱包,也有专业的硬件设备。

不同的存储方式,在安全性方面有不同选择,在便利性方面也有不同选择。在线热钱包便于进行频繁交易,然而风险较高。离线冷钱包,比如硬件钱包或者写在纸上的助记词,安全性更高,只是使用起来略微有些不方便。用户应根据自身资产规模以及交易频率,来挑选合适的方案。

密钥的编码格式

比特币的私钥和公钥存在多种编码格式,这么做是为了适应不同的应用场景 。私钥最常见的格式是钱包导入格式(WIF) ,它会将原始数字经由Base58Check编码 ,转换成易于识别且便于手工备份的字符串 ,这种格式还含有版本前缀和校验码 。

    $ bitcoind getnewaddress
    1J7mdg5rbQyUHENYdx39WVWK7fsLpEoXZy
    $ bitcoind dumpprivkey 1J7mdg5rbQyUHENYdx39WVWK7fsLpEoXZy
    KxFC1jmwwCoACiCAWZ3eXa96mBM6tb3TYzGmf6YwgdGWZgawvrtJ

公钥有压缩和未压缩两种格式,压缩公钥只保存公钥点的x坐标,还保存一个前缀,它的长度更短,能帮助节省区块链空间,目前已成为主流标准,了解这些格式能帮助用户正确理解钱包软件导出的各种密钥信息,也能帮助用户正确使用这些密钥信息。

在比特币领域,“不是你的密钥,就不是你的币”这一说法广泛流传。你是否认真思考过,将巨额资产的安全责任完全寄托于自己保管的私钥上,这种模式到底是自由的最终体现,还是一种过于沉重的负担?欢迎在评论区分享你的观点,若觉得本文有帮助,请点赞给予支持。