分层确定密钥及 Golang 实现

  本文三章节分别讲述 分层确定密钥 的起源、基本原理、程序实现。前两节面向所有人科普，第三节需要阅读者掌握 Go 编程语言。阅读全文预计需要 3-5 分钟，感谢 Tinvee 帮助审阅。

  分层确定密钥(Hierarchical Deterministic keys) 是一种应用在比特币系统中的密钥管理技术，源自于 BIP32 分层确定性钱包。使用分层确定密钥可以帮助用户更加方便的备份、找回自己的密钥串。

0x1 分层确定性密钥——应运而生

  比特币钱包中保存的是一系列的 <地址, 私钥> 对；地址通过 Base58(Hash(公钥)) 算法计算得出；私钥是一个随机数，是用于控制地址上存储的比特币的唯一凭证。所以，安全便捷的管理、备份私钥尤其重要。   但是，早期的比特币钱包被称为不确定性钱包，备份私钥并不方便。其中的私钥都是随机生成的，私钥之间没有任何关联。BIP32 的贡献开发者 Eric Lombrozo 指出 Bitcoin Core 初始钱包的密钥管理非常复杂：

当新地址生成的时候，你必须不断备份钱包，以此来保证安全，这种方式非常烦人。

  如果个用户使用的是不确定性钱包，并且没有及时备份私钥，一旦私钥遗失，那他就永远失去了对应的比特币。人们迫切需要一种安全并更便捷的方案来备份自己的私钥，BIP32 协议应运而生，其核心技术便是分层确定密钥。

0x2 「道生一，一生二，二生三，三生万物」

  分层确定密钥 首先需要生成一个随机数当做种子（Seed），用于创建 确定性密钥链。然后由种子通过 单项离散方程（哈希） 算法得出 主密钥，主密钥再使用自身和子密钥索引（子密钥序号）生成 子密钥， 继而由 子密钥 生成 孙密钥，逐层生子成密钥，无穷无尽的密钥呈现出树形结构。

0x3 术

  讲完基本原理，接下来我们使用 Go 语言的 bitgoin/address 包来实现确定分层密钥。

  首先，生成随机数作为种子：   接着，使用种子生成主密钥：   然后，逐层生成子密钥（示例只生成一层）：   完整示例源代码如下：   示例运行结果如下：