geth中UTC文件与私钥的关系

时间：2024-01-06 18:02:02

在创建了自己的本地区块链后，我们会得到一个文件夹keystore，该文件夹是用来存储你在这个区块链中创建的账户的备份钥匙文件，比如在这里我有一个账户的备份钥匙文件为：UTC--2018-07-12T06-48-30.819494813Z--91b678137f09c8b4f294a14e88c09276522618cf（json文件）

{"address":"91b678137f09c8b4f294a14e88c09276522618cf",
　　"crypto":{
　　　　"cipher":"aes-128-ctr",
　　　　"ciphertext":"ebd32eef42c403fbe6509a8b5ae5b2d7d4eb15ee1a046ae23c3383ad672f0fcd",
　　　　"cipherparams":{
　　　　　　"iv":"0406c84c7a744beb6774214f912327dd"
　　　　},
　　　　"kdf":"scrypt",
　　　　"kdfparams":{
　　　　　　"dklen":,
　　　　　　"n":,
　　　　　　"p":,
　　　　　　"r":,
　　　　　　"salt":"260bebdb9cb810a63d1060f69ebd35a479c77d5fd11a16fb496367359cb99f2a"
　　　　},
　　　　"mac":"5bb1d0ea80da66265f044f075f5fcf7c736500c75fa1a0d5d52e25f9bceea7a2"
　　},
"id":"fa03979a-f607-4de9-b32a-4952cc93ca6f",
"version":3
}
cipher：加密算法，对称加密，AES算法，用于加密以太坊私钥;

cipherparams：cipher算法需要的参数，参数iv，是aes--ctr加密算法需要的初始化向量;

ciphertext：私钥加密后的密文，你的以太坊私钥使用上述 cipher 算法进行加密，这样你的私钥不会是明文存储，aes--ctr函数的解密输入密文;
//所以将ciphertext的密文解密密钥、ciphertext加密后的私钥、cipherparams算法所需的参数 这三者输入到对称算法aes-128-ctr中后，就能够得到私钥了
//然后从上面所需的三个输入中我们就知道我们现在还不知道ciphertext的密文解密密钥是什么，那么下面就是用于生成这个解密的

kdf：秘钥生成函数，用于使用你自己设置的密码加密keystore文件，所以你要用自己的密码解密keystore文件后才能得到私钥

//用 kdfparams 参数对 scrypt 函数进行调整

kdfparams：kdf算法所需要的参数;
//kdf和kdfparams的作用就是生成ciphertext的密文解密密钥，因为我们很难记得这个长串的密钥，所以在这里我们只需要通过这个密钥生成函数scrypt、其参数kdfparams以及自己设置的密码password
//这三者我们就能够得到ciphertext的密文解密密钥，然后将其输入到上面的aes-128-ctr加密算法用于解密ciphertext，我们就能够得到自己的私钥了

//mac的作用是用做一开始输入密码password的时候来判断输入的这个密码是不是正确的，正确的才开始上面解密ciphertext的过程
//就是我们先通过输入的密码、密钥生成函数scrypt及其参数kdfparams三者得到密文解密密钥
//然后使用其左起第二个字节开始的16个字节以及ciphertext连接在一起，并进行哈希散列（用SHA3-256的方法）
//然后将得到的值hash与mac的值做比对，相同才说明输入的密码为该账户设置的密码，mac也是根据上面的步骤得到的
mac：验证密码的编码;

Remarks about toV3

The options is an optional object hash, where all the serialization parameters can be fine tuned:

  • uuid - UUID. One is randomly generated.随机生成
  • salt - Random salt for the kdf. Size must match the requirements of the KDF (key derivation function). Random number generated via crypto.getRandomBytes if nothing is supplied.kdf的随机salt。大小必须符合KDF(key派生函数)的要求。通过密码生成的随机数。如果没有提供任何内容，则为getRandomBytes。
  • iv - Initialization vector for the cipher. Size must match the requirements of the cipher. Random number generated via crypto.getRandomBytes if nothing is supplied.密码的初始化向量。大小必须符合密码的要求。通过密码生成的随机数。如果没有提供任何内容，则为getRandomBytes。
  • kdf - The key derivation function, see below.key的推导函数
  • dklen - Derived key length. For certain cipher settings, this must match the block sizes of those.派生key的长度，对于某些密码设置，这必须与这些设置的块大小匹配
  • cipher - The cipher to use. Names must match those of supported by OpenSSL, e.g. aes-128-ctr or aes-128-cbc.使用密码。名称必须与OpenSSL支持的名称匹配，例如aes-128-ctr或aes-128-cbc。

Depending on the kdf selected, the following options are available too.

For pbkdf2:

  • c - Number of iterations. Defaults to 262144.迭代次数
  • prf - The only supported (and default) value is hmac-sha256. So no point changing it.唯一支持的(也是默认的)值是hmac_sha256。所以没有必要改变它。

For scrypt:

  • n - Iteration count. Defaults to 262144.迭代次数
  • r - Block size for the underlying hash. Defaults to 8.底层哈希的块大小。默认为8。
  • p - Parallelization factor. Defaults to 1.并行化的因素。默认为1。

The following settings are favoured by the Go Ethereum implementation and we default to the same:

下面的设置是Go Ethereum实现支持的，我们默认的设置也是如此

  • kdf: scrypt
  • dklen: 32
  • n: 262144
  • r: 8
  • p: 1
  • cipher: aes-128-ctr

所以我们总结上面的过程，我们就知道该钥匙文件的使用过程为：

首先，你输入了密码password，这个密码将作为 kdf 密钥生成函数的输入，来计算密文解密密钥。

然后，将密文解密密钥和 ciphertext 密文连接并进行处理，和 mac 比较来确保密码是正确的。

最后，通过 cipher 对称函数用密文解密密钥对 ciphertext 密文解密，得到私钥

钥匙文件的文件名格式为UTC。账号列出时是按字母顺序排列，但是由于时间戳格式，实际上它是按创建顺序排列。

所以，在整个过程中你的密码是惟一的输入，你的以太坊私钥是惟一的输出。所需的其他信息都可以在你的以太坊账户创建时生成的keystore文件中获得。

所以一定要确保你的密码足够强，这样能保证即使有人得到了你的keystore文件，它也无法获得你的私钥。

想了解scrypt可看：

https://tools.ietf.org/html/rfc7914

https://zhuanlan.zhihu.com/p/32484253

私钥、公钥、地址之间的关系：

每个账户都由一对密钥来定义，包括公钥和私钥。我们通过自己设置的密码以及钥匙备份文件UTC--...能够得到自己账户的私钥，私钥通过一系列运算后能够得到公钥

比如比特币系统使用了椭圆曲线签名算法，通过私钥可以计算出公钥：

　　　　　　　　　　　　　　Hash(Hash(ECC(私钥)))  -> 公钥

要想反向从公钥得到私钥是十分困难的

在以太坊中取公钥的最后20个字节作为地址

所以，一定要将钥匙备份文件备份保存，并且要牢记你自己的密码，如果你丢失了钥匙备份文件或者忘记了密码，那么你的币将丢失，密码是无法找回的。

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