比特币源码研读之公钥篇

这是我的第六篇研读记录,每天挤一点时间边学边写,欢迎大家拍砖。

公钥

1、公钥的生成

公钥通过私钥与椭圆曲线相乘而得,公式为

K=k*G

k:是私钥

G:称为生成点的常数点(坐标点)

K:所得的公钥

上述公式并不是一个简单的乘法运算,而是一个几何运算,涉及到一个椭圆曲线运算

2、椭圆曲线

椭圆曲线源于椭圆弧长的,椭圆积分的反函数。比特币中的椭圆曲线是用美国国家标准与技术研究院(NIST)设立的secp256K1标准。公式:y²modp=(X³+7)modp

其坐标范围(0,1.158x10^77-1),与之前的私钥空间范围相同。

3、椭圆曲线坐标

由于x、y限定范围非常大,导致整个数值也非常大,又因为它是离散的,所以要找到相同点非常难。在secp256k1的标准下它的坐标值非常大,无法用我们所知的个十百千万来描述,它的源码位于src/secp256k1,包含了私钥与地址相关的函数,主要功能是实现比特币密钥与地址的计算,包括:签名、验证、密钥的生成等

4、椭圆曲线几何算法

K=k*G并不是一个简单的乘法运算,而是一个几何运算。简单介绍一下两种情况的坐标值:

1)两个不同点坐标值:P+Q=R

P+Q表示为P和Q的连线,R表示连线与整个椭圆曲线的焦点,然后对焦点进行X取反得“-R”,得到一个坐标值,即公钥值。K=k*G,k*G表示k个G在椭圆曲线上的相加,G是常量,要想得到不同的公钥,只有k(私钥)不同才能保证公钥的不同

2)两个相同点坐标值:P+P=2P

P+P表示为两个点在同一位置,那如何计算呢?以P点作椭圆曲线的切线,对曲线的焦点进行x取反,得到相应的坐标值,即公钥值。

综上所述,以G为起点做相加处理,以切线计算与椭圆曲线交点取反,再加上下一个G,循环往复计算形成一种无序的状态,从而得到需要的公钥值(x.y)坐标。

5、压缩公钥

当我们得到相应的坐标值,我们就能得到我们需要的公钥值。首先把x.y进行组合,并在组合后的公钥前加上04作为前缀,这样就形成了“04xy”公钥值(称为未压缩公钥),由于未压缩公钥值占比内存较大(512位),需要对其进行压缩、以减少存储压力。那怎么实现呢?

一方面由于y的坐标值可以通过x推导出来,所以y值的信息没必要存储,可以节省一半的信息量。

另一方面y值有正负数,所以当y为正数时,公钥前加02,如:02x;反之在公钥前加03,如:03x。

当公钥需要的储存空间变小,这样就有利于比特币交易更加完善。

              区块链研习社源码研读班方建强

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 214,588评论 6 496
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 91,456评论 3 389
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 160,146评论 0 350
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 57,387评论 1 288
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 66,481评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,510评论 1 293
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,522评论 3 414
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,296评论 0 270
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,745评论 1 307
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,039评论 2 330
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,202评论 1 343
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,901评论 5 338
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,538评论 3 322
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,165评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,415评论 1 268
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,081评论 2 365
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,085评论 2 352

推荐阅读更多精彩内容