解析比特幣錢包工作原理

現實生活中的錢包是用來放錢的，但是比特幣錢包不是用來存放「比特幣」的，為什麼這麼說？

比特幣的所有權是通過數字密鑰、比特幣地址和數字簽名來確立的。數字密鑰實際上並不是存儲在網路中，而是由用戶生成並存儲在一個文件或簡單的資料庫中，稱為錢包。

在比特幣系統中，我們用公鑰加密創建一個密鑰對，用於控制比特幣的獲取。密鑰對包括一個私鑰，和由其衍生出的唯一的公鑰。公鑰用於接收比特幣，而私鑰用於比特幣支付時的交易簽名。

支付比特幣時，比特幣的當前所有者需要在交易中提交其公鑰和簽名（每次交易的簽名都不同，但均從同一個私鑰生成）。比特幣網路中的所有人都可以通過所提交的公鑰和簽名進行驗證，並確認該交易是否有效，即確認支付者在該時刻對所交易的比特幣擁有所有權。

比特幣錢包是私鑰的容器，只包含私鑰而不是比特幣。每一個用戶有一個包含多個私鑰的錢包，錢包中包含成對的私鑰和公鑰。用戶用這些私鑰來簽名交易，從而證明它們擁有交易的輸出（也就是其中的比特幣）。

根據私鑰的存放方式，將錢包種類劃分如下：

1、冷錢包

冷錢包是非常安全的，但是成本較高，易用性差。像傳統的Armory，一般要找一台不聯網的電腦專門用於安裝Armory離線端，成本不小，如果要發送交易，則需要用優盤在離線電腦和在線電腦之間來回導交易信息、簽名數據，很是麻煩，而且U盤還存在傳播木馬病毒的風險。

冷錢包也不是絕對安全的，硬體損壞、丟失，都可能造成比特幣的損失，要做好備份。

2、本地錢包和在線錢包

本地錢包的是裝在自己的電腦或手機上，在線錢包則是將私鑰加密後放在伺服器上。

個人的電腦有可能被植入木馬，黑客可能盜取你的錢包文件，記錄你的錢包口令；而錢包伺服器也有可能被黑客攻陷，加密私鑰存在被破解的風險。伺服器安全防護做的比個人電腦要好一些，但也更容易引起黑客的注意。從安全性上來講，這兩類錢包差不多。

在線錢包原理是，錢包在瀏覽器端使用用戶的口令對私鑰進行加密，加密之後傳到伺服器上保存，當需要使用時，從伺服器上下載下來，在瀏覽器端進行解密。伺服器上保存的是加密後的私鑰，這就是在線錢包「不保存用戶私鑰」的由來，準確地說，應該是「不保存用戶明文私鑰」。

要加強本地錢包和在線錢包的安全性，最好設置一個較複雜的密碼，並且，千萬不要忘記。

本地錢包和在線錢包使用都比較方便，易用性強，在線錢包由於不受客戶端限制，易用性比本地錢包好一點。

3、多重簽名錢包

多重簽名錢包原理是這樣的：取一個多重簽名地址作為錢包地址，如果要動用這個地址上的幣，必須有2個（或多個）私鑰同時簽名才可以。打個比方，就是一把鎖，需要2把不同的鑰匙一起用，才能打開。這樣一來，我一把鑰匙自己掌握（也可能是加密後托伺服器保管，參看在線錢包），另一把交給伺服器，如果只有一把鑰匙被盜，黑客沒有我本地的私鑰。這樣應該是多了一重安全。

多重簽名機制看起來是更安全，但易用性受到很大的影響，用戶需要理解一些技術細節，還要保護好本地私鑰和未來地址的私鑰，學習和使用成本高了不少。另外，Armory也做了純客戶端的多重簽名錢包。

4、鏈下錢包

鏈下錢包有點像交易所的賬號，你把幣存到交易所，交易所給你記上帳，當你給其他用戶發送，收幣發幣是在交易所的賬簿上加加減減，並沒有真正寫入比特幣區塊鏈。只有用戶存幣和提幣的時候，才會發生鏈上交易。

鏈下錢包是純粹中心化的錢包，用戶是沒有自己錢包的私鑰的。

很多人去中心化思想影響比較深，認為什麼都要去中心化，對中心化交易以及挖礦算力集中等比較排斥。實際上，鏈下錢包效率很高，可以實時到賬，方便對接購物平台，國外很多商家就是對接coinbase的，國內的幣付寶也有。鏈下錢包將私鑰保管的責任交給錢包公司，用戶不必過多地考慮私鑰安全。

需要說明的是，鏈下錢包里的幣，並不是比特幣，而是信用幣。錢包里的數字，並不表示你擁有這麼多幣，只是說明別人欠你這麼多的比特幣而已。

5、紙錢包和腦錢包

額外說說紙錢包和腦錢包。紙錢包和腦錢包並不是完整意義上的比特幣錢包，因為使用紙錢包或腦錢包，你無法使用上面的比特幣，發幣時還得藉助其他錢包導入私鑰。紙錢包和腦錢包僅僅是保存比特幣私鑰的兩種方式。

紙錢包，就是把比特幣的私鑰列印在紙上，然後保存起來，一般用於冷藏比特幣，也可以作為本地錢包或在線錢包的私鑰備份。如果生成、列印私鑰的環境是安全的，那麼紙錢包安全性是比較高的，成本也很低。但是要注意防火防水防盜，如果是熱敏紙列印的，還要注意熱敏紙字跡容易褪掉。

此外，私鑰也可以備份在磁介質中。像U盤、SD卡的壽命都很長，質量好的保存幾十年沒問題，移動硬碟當然也可以，就是有些浪費。光碟最便宜，但是容易氧化，質量普遍不高，可能幾年就壞掉了。

其實，比特幣是私鑰就是一串數字和大小寫字母的組合，50來個字元，如果記憶力強，硬硬地把它記住，也算是一種保存方式。不過，如果你忘了，比特幣就永遠找不回來了，變成了「腦殘包」。

錢包首要的要求是安全，但是世界上沒有絕對的安全。至於怎麼「存」，就要看比特幣擁有者自己的考量了。

來源：《區塊鏈雜談》電子雜誌第十期

編輯：陶婧婕

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