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以太坊钱包开发:账户keystore文件导入导出
以太坊去中心化网络钱包开发系列将从零开始开发一款可以实际使用的钱包。 本系列文章理论与实践相结合。 这是第二篇文章。 主要介绍钱包账户的导出和导入。 文件生成原理介绍。
如何导入Geth创建的账号?
在上一篇文章中,我介绍了如何使用私钥和助记词创建账户。 如果使用已有的私钥和助记词,这其实就是账户导入的过程。
有同学会问,我的账户是Geth生成的,怎么导入到钱包里? 使用Geth的同学应该都知道以太坊私钥格式,Geth在创建账户的时候会生成对应的keystore JSON文件。 Keystore文件中存放的是加密后的私钥信息,所以我们需要做的就是导入这个Keystore文件,这个Keystore文件通常用于同步区块数据。 在keystore文件夹(如:~/.ethereum/keystore)目录下。
虽然在ethers.js中,可以通过一个简单的函数来完成keystore文件的导入,但是还是有必要了解一下Keystore文件的作用和原理。 当然,如果你不感兴趣以太坊私钥格式,可以直接跳到本文最后一节:使用ethers.js实现账户导出导入。
详细解释为什么Keystore文件需要Keystore文件
通过本文,我们了解了HD钱包开发中涉及的BIP32、BIP44、BIP39。 私钥实际上代表一个账户。 最简单的账户保存方式就是直接保存私钥。 如果私钥文件被盗,我们的数字资产将被洗劫一空。
Keystore 文件是以加密方式存储密钥的文件。 在发起这样的交易时,首先用密码从Keystore文件中解密出私钥,然后对交易进行签名。 这样做之后就安全多了,因为只有同时窃取keystore文件和密码的黑客才能窃取我们的数字资产。
Keystore文件是如何生成的
以太坊采用对称加密算法对私钥进行加密生成Keystore文件,因此对称加密密钥的选择(注意实际上是发起交易时需要的解密密钥)非常关键。 此密钥是使用 KDF 算法派生的。 出去。 因此,在全面介绍Keystore文件是如何生成之前,有必要先介绍一下KDF。
使用 KDF 生成秘钥
密码学KDF(key derivation functions),其作用是通过密码推导出一个或多个秘钥,即从密码中生成用于加密的密钥。
其实在理解HD钱包开发涉及的BIP32、BIP44、BIP39时,引入助记词推导种子的PBKDF2算法是一个KDF函数,其原理是加盐,增加哈希迭代次数。
在Keystore中,使用了Scrypt算法。 如果用公式表示,则导出的Key生成方程为:
1
DK = Scrypt(salt, dk_len, n, r, p)
salt是随机盐,dk_len是输出哈希值的长度。 n为CPU/Memory overhead值,overhead值越大,计算难度越大。 r 表示块大小,p 表示并行度。
莱特币使用 scrypt 作为其 POW 算法
实际使用中会加密码进行计算,可以用一张图来表示这个过程:
对称加密私钥
上面已经用KDF算法生成了秘钥,作为后续对称加密的秘钥。 这里使用的对称加密算法是aes-128-ctr,aes-128-ctr加密算法还需要用到一个参数初始化向量iv。
密钥库文件
好了,现在我们可以结合具体的Keystore文件的内容,轻松理解Keystore文件是如何生成的。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
{ "address":"856e604698f79cef417aab...", "crypto":{ "cipher":"aes-128-ctr", "ciphertext":"13a3ad2135bef1ff228e399dfc8d7757eb4bb1a81d1b31....", "cipherparams":{ "iv":"92e7468e8625653f85322fb3c..." }, "kdf":"scrypt", "kdfparams":{ "dklen":32, "n":262144, "p":1, "r":8, "salt":"3ca198ce53513ce01bd651aee54b16b6a...." }, "mac":"10423d837830594c18a91097d09b7f2316..." }, "id":"5346bac5-0a6f-4ac6-baba-e2f3ad464f3f", "version":3 }
让我们阅读每个字段:
我们完整的看一下Keystore文件的生成:
使用scrypt函数(根据密码和对应参数)生成秘钥使用上一步生成的秘钥+账户私钥+参数进行对称加密。 将相关参数和输出密文保存为上述格式的JSON文件。 如何保证密码正确?
我们在使用Keystore文件还原私钥时,仍然是使用kdf生成秘钥,然后使用秘钥解密密文。 过程如下:
这时候细心的同学会发现,无论如何使用指令密码执行这个操作,都会生成一个私钥,只是不知道最终计算出的以太坊私钥是否正确。
这就是密钥库文件中的 mac 值的作用。 mac值是kdf输出与密文密文进行SHA3-256计算的结果。 很明显,不同的密码计算出的mac值是不同的,所以可以用来校验密码的正确性。 检查过程用图表示如下:
现在我们从解密的角度完整梳理一下这个过程,可以得到下图:
使用ethers.js实现账户导出导入
ethers.js直接提供方法加载keystore JSON来创建钱包对象和加密生成keystore文件。 方法如下:
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// 导入keystore Json ethers.Wallet.fromEncryptedJson(json, password, [progressCallback]).then(function(wallet) { // wallet }); // 使用钱包对象 导出keystore Json wallet.encrypt(pwd, [progressCallback].then(function(json) { // 保存json });
现在结合界面完全实现账号导出和导入,先看导出,UI图如下:
HTML代码如下:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
KeyStore 导出:
密码: | |
---|---|
导出
|
上面主要定义了一个密码输入框和一个导出按钮。 点击“导出”后,处理逻辑代码如下:
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// "导出" 按钮,执行exportKeystore函数 $('#save-keystore').click(exportKeystore); exportKeystore: function() { // 获取密码 var pwd = $('#save-keystore-file-pwd'); // wallet 是上一篇文章中生成的钱包对象 wallet.encrypt(pwd.val()).then(function(json) { var blob = new Blob([json], {type: "text/plain;charset=utf-8"}); // 使用了FileSaver.js 进行文件保存 saveAs(blob, "keystore.json"); }); }
FileSaver.js 是一个可用于在页面上保存文件的库。
我们来看看导入keystore文件,UI图如下:
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加载账号Keystore文件
Keystore: | 把Json文件拖动到这里 |
---|---|
密码: | |
解密
|
上面主要定义了一个文件输入框,一个密码输入框和一个“解密”按钮,所以处理逻辑包括两部分,一是读取文件,二是解析加载账号。 关键代码如下:
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// 使用FileReader读取文件, var fileReader = new FileReader(); fileReader.onload = function(e) { var json = e.target.result; // 从加载 ethers.Wallet.fromEncryptedJson(json, password).then(function(wallet) { }, function(error) { }); }; fileReader.readAsText(inputFile.files[0]);
参考文件
什么是以太坊密钥库文件
深入浅出地讲解区块链——系统学习区块链,打造最好的区块链技术博客。