在看本篇之前，需要了解一個(gè)很重要的背景知識(shí)。那就是 HD錢(qián)包和 比特幣協(xié)議 BIP32。
關(guān)于HD錢(qián)包的概念，建議大家去看看<<精通比特幣>>。BIP32可以看下下面這篇翻譯:
http://blog.csdn.net/pony_maggie/article/details/76178228
開(kāi)始源碼分析。
master = bip32_master_key(safe_from_hex("000102030405060708090a0b0c0d0e0f"))
safe_from_hex把字符串形式的16進(jìn)制數(shù)字轉(zhuǎn)換成byte形式， 例如"1234"->b"\x12\x34"。
比較簡(jiǎn)單不詳述。
bip32_master_key函數(shù)是用于產(chǎn)生符合bip32的主密鑰。那邊問(wèn)題來(lái)了，什么是 bip32的主密鑰呢？
根據(jù)bip32約定，主密鑰是從一個(gè)短種子值生成的，步驟如下:
從（P）RNG生成所選長(zhǎng)度（128到512位;建議256位）的種子字節(jié)序列S。
計(jì)算I = HMAC-SHA512（Key =“Bitcoin seed”，Data = S）
將I分為兩個(gè)32字節(jié)序列，IL和IR。
使用parse256（IL）作為主密鑰，IR作為主鏈碼。
有了上面的理論支撐，再來(lái)看代碼就比較容易理解了。
def bip32_master_key(seed, vbytes=MAINNET_PRIVATE):
I = hmac.new(from_string_to_bytes("Bitcoin seed"), seed, hashlib.sha512).digest()
return bip32_serialize((vbytes, 0, b'\x00'*4, 0, I[32:], I[:32]+b'\x01'))
I是hmac-sha512算法計(jì)算得到的，用的key是"Bitcoin seed"，data是前面?zhèn)鬟^(guò)來(lái)的短種子值:
b"\x00\x01\x02\x03\x04\x05\x06\x07\x08\x09\x0a\x0b\x0c\x0d\x0e\x0f"
I[32:]就是IR， I[:32]是IL。根據(jù)規(guī)范IL就可以作為主密鑰了，那bip32_serialize是干啥的呢？
原來(lái)是為了方便表示，bip32引入序列化的概念，過(guò)程如下:
4字節(jié)：版本字節(jié)（mainnet：0x0488B21E public，0x0488ADE4 private; testnet：0x043587CF public，0x04358394 private）
1字節(jié)：深度：主節(jié)點(diǎn)為0x00，級(jí)別1派生密鑰為0x01。
4字節(jié)：父密鑰的指紋（如果主密鑰為0x00000000）
4字節(jié)：子數(shù)字。這是對(duì)于i在xi = xpar / i中的ser32（i），其中xi是鍵序列化。 （如果主密鑰為0x00000000）
32字節(jié)：鏈碼
33字節(jié)：公鑰或私鑰數(shù)據(jù)（公鑰的serP（K），私鑰的0x00 || ser256（k））
可以通過(guò)首先添加32個(gè)校驗(yàn)和位（從雙SHA-256校驗(yàn)和派生），然后轉(zhuǎn)換為Base58表示。
bip32_serialize入?yún)⒂辛鶄€(gè)，我們可以和上面一一對(duì)應(yīng)下，
vbytes是版本字節(jié)，0x0488ADE4。
0表示深度，這里是主密鑰，深度表示為0。
b'\x00'*4在python中就是b'\x00\x00\x00\x00'，對(duì)應(yīng)父密鑰的指紋。
接下來(lái)的0對(duì)應(yīng)子數(shù)字，在bip32_serialize函數(shù)里會(huì)轉(zhuǎn)為4字節(jié)。
I[32:]也叫IR，對(duì)應(yīng)鏈碼。
I[:32]+b'\x01'，33字節(jié)對(duì)應(yīng)私鑰數(shù)據(jù)(這里是私鑰)。
進(jìn)入bip32_serialize里面，
def bip32_serialize(rawtuple):
vbytes, depth, fingerprint, i, chaincode, key = rawtuple
i = encode(i, 256, 4)
keydata = b'\x00'+key[:-1] if vbytes in PRIVATE else key
bindata = vbytes + from_int_to_byte(depth % 256) + fingerprint + i + chaincode + keydata
return changebase(bindata+bin_dbl_sha256(bindata)[:4], 256, 58)
i的值是0， i = encode(i, 256, 4)把0轉(zhuǎn)換為b'\x00\x00\x00\x00'。
keydata是就是公鑰或者私鑰數(shù)據(jù)(這里是私鑰)。
最后拼接然后轉(zhuǎn)換為base58表示。
下面看看如何用主密鑰衍生出第一個(gè)子密鑰。
bip32_ckd(master, "0")
參數(shù)0是一個(gè)索引值，表示第一個(gè)子密鑰。
def bip32_ckd(data, i):
return bip32_serialize(raw_bip32_ckd(bip32_deserialize(data), i))
bip32_serialize這個(gè)之前說(shuō)過(guò)了，bip32_deserialize很明顯是相對(duì)的，反序列化。就是把主密鑰再變回元組的表示。
所以核心的函數(shù)是raw_bip32_ckd。在分析這個(gè)函數(shù)之前還是要先來(lái)點(diǎn)理論知識(shí)，看看BIP32里對(duì)于主密鑰(私鑰)衍生子密鑰是怎么說(shuō)的，
函數(shù)CKDpriv（（kpar，cpar），i）→（ki，ci）從父擴(kuò)展私鑰計(jì)算子擴(kuò)展私鑰：
-
檢查 是否 i ≥ 2^31(子私鑰)。
如果是（硬化的子密鑰）：讓I= HMAC-SHA512（Key = cpar，Data = 0x00 || ser256（kpar）|| ser32（i））。 （注意：0x00將私鑰補(bǔ)齊到33字節(jié)長(zhǎng)。）
如果不是（普通的子密鑰）：讓I= HMAC-SHA512（Key = cpar，Data = serP（point（kpar））|| ser32（i））。
- 將I分為兩個(gè)32字節(jié)序列，IL和IR。
- 返回的子密鑰ki是parse256（IL）+ kpar（mod n）。
- 返回的鏈碼ci是IR。
如果parse256（IL）≥n或ki = 0，則生成的密鑰無(wú)效，并且應(yīng)繼續(xù)下一個(gè)i值。 （注：概率低于1/2127）
def raw_bip32_ckd(rawtuple, i):
vbytes, depth, fingerprint, oldi, chaincode, key = rawtuple
i = int(i)
if vbytes in PRIVATE:
priv = key
pub = privtopub(key)
else:
pub = key
if i >= 2**31:
if vbytes in PUBLIC:
raise Exception("Can't do private derivation on public key!")
I = hmac.new(chaincode, b'\x00'+priv[:32]+encode(i, 256, 4), hashlib.sha512).digest()
else:
I = hmac.new(chaincode, pub+encode(i, 256, 4), hashlib.sha512).digest()
if vbytes in PRIVATE:
newkey = add_privkeys(I[:32]+B'\x01', priv)
fingerprint = bin_hash160(privtopub(key))[:4]
if vbytes in PUBLIC:
newkey = add_pubkeys(compress(privtopub(I[:32])), key)
fingerprint = bin_hash160(key)[:4]
return (vbytes, depth + 1, fingerprint, i, I[32:], newkey)
代碼比較簡(jiǎn)單，都是按照協(xié)議的流程編寫(xiě)的。這里只需要特別說(shuō)明密鑰指紋(fingerprint)的計(jì)算規(guī)則，
fingerprint = bin_hash160(privtopub(key))[:4]
根據(jù)BIP32,擴(kuò)展密鑰可以由序列化的ECSDA公鑰K的Hash160（SHA256之后的RIPEMD160）標(biāo)識(shí)。
