區(qū)塊鏈科普:什么是以太坊私鑰儲(chǔ)存(Keystore)文件?
進(jìn)入keystore管理以太坊私鑰的障礙很大，主要是因?yàn)橐蕴豢蛻舳嗽谥苯拥拿钚谢驁D形界面下隱藏了大部分的密碼復(fù)雜性。
例如，用geth:
$ geth account new
Your new account is locked with a password. Please give a password. Do not forget this password.
Passphrase:
Repeat passphrase:
Address: {008aeeda4d805471df9b2a5b0f38a0c3bcba786b}
$ geth account list
Account #0: {8a1c4d573cc29a96547816522cfe0b266e88abac} keystore:~/.ethereum/keystore/UTC--<created_date_time>-- 008aeeda4d805471df9b2a5b0f38a0c3bcba786b
我只需要輸入3個(gè)單詞就能創(chuàng)建一個(gè)新賬戶。然后輸入兩遍密碼，就這么簡(jiǎn)單！我的以太坊keystore文件就創(chuàng)建了。
你需要把那些非常珍貴的keystore文件備份、存儲(chǔ)在一個(gè)或多個(gè)隱秘的位置，這樣就只有你能獲取這些文件并取到資金。
從經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，當(dāng)我沒有完全理解一個(gè)新概念的微妙之處，并且過分依賴抽象層和現(xiàn)有工具來(lái)讓我的生活更輕松時(shí)，我很有可能忘記一些事情，采取不必要的捷徑并且搞砸它。搞砸的時(shí)候，可能就是會(huì)以我辛苦掙來(lái)的以太幣被永久鎖定而告終（幸好它還沒有發(fā)生?。?。
幸運(yùn)的是，作為一個(gè)以太坊用戶，你能搞砸的方式并不多：
- 你丟失了你的keystore文件
- 你忘記了和文件關(guān)聯(lián)的密碼
- 或者以上兩者你都搞砸了。
在本文中，我們將為你介紹以太坊私鑰是如何從 keystore 文件中算出來(lái)的。我們將討論加密函數(shù)（對(duì)稱加密，密鑰生成函數(shù)，SHA3 哈希算法），但我們會(huì)盡可能的保證簡(jiǎn)明直接地來(lái)解釋上述問題。
什么是keystore文件？
以太坊的 keystore 文件（Linux 系統(tǒng)存儲(chǔ)在 ~/.ethereum/keystore 或者 Windows 系統(tǒng)存儲(chǔ)在 C:\Users<User>\Appdata/Roaming/Ethereum/keystore）是你獨(dú)有的、用于簽署交易的以太坊私鑰的加密文件。如果你丟失了這個(gè)文件，你就丟失了私鑰，意味著你失去了簽署交易的能力，意味著你的資金被永久的鎖定在了你的賬戶里。
當(dāng)然，你可以直接把你的以太坊私鑰存儲(chǔ)在一個(gè)加密文件里，但是這樣你的私鑰容易受到攻擊，攻擊者簡(jiǎn)單的讀取你的文件、用你的私鑰簽署交易，把錢轉(zhuǎn)到他們的賬戶中。你的幣會(huì)在你意識(shí)到發(fā)生什么了之前的短時(shí)間內(nèi)丟失。
這就是以太坊 keystore 文件被創(chuàng)建的原因：它允許你以加密的方式存儲(chǔ)密鑰。這是安全性（一個(gè)攻擊者需要 keystore 文件和你的密碼才能盜取你的資金）和可用性（你只需要keystore文件和密碼就能用你的錢了）兩者之間完美的權(quán)衡。
為了讓你發(fā)送一些以太幣，大多數(shù)的以太坊客戶端會(huì)讓你輸入密碼（與創(chuàng)建賬戶時(shí)密碼相同）以解密你的以太坊私鑰。一旦解密，客戶端程序就得到私鑰簽署交易，允許你移動(dòng)資金。
Keystore文件是什么樣子的？
如果你打開一個(gè)你的賬戶文件，它看起來(lái)像這樣（取自這里）：
ount’s file, it would look like this (taken from here):
$ cat ~/.ethereum/keystore/UTC--<created_date_time>-- 008aeeda4d805471df9b2a5b0f38a0c3bcba786b
{
"crypto" : {
"cipher" : "aes-128-ctr",
"cipherparams" : {
"iv" : "83dbcc02d8ccb40e466191a123791e0e"
},
"ciphertext" : "d172bf743a674da9cdad04534d56926ef8358534d458fffccd4e6ad2fbde479c",
"kdf" : "scrypt",
"kdfparams" : {
"dklen" : 32,
"n" : 262144,
"r" : 1,
"p" : 8,
"salt" : "ab0c7876052600dd703518d6fc3fe8984592145b591fc8fb5c6d43190334ba19"
},
"mac" : "2103ac29920d71da29f15d75b4a16dbe95cfd7ff8faea1056c33131d846e3097"
},
"id" : "3198bc9c-6672-5ab3-d995-4942343ae5b6",
"version" : 3
}
一個(gè)有許多神奇的參數(shù)的粗笨的 JSON 文件，似乎與復(fù)雜的加密操作相關(guān)。這絕不吸引人。
讓我們深入理解一下
如果你看這個(gè) keystore 文件的結(jié)構(gòu)，你會(huì)看到大部分內(nèi)容都是在“crypto”中的：
"crypto" : {
"cipher" : "aes-128-ctr",
"cipherparams" : {
"iv" : "83dbcc02d8ccb40e466191a123791e0e"
},
"ciphertext" : "d172bf743a674da9cdad04534d56926ef8358534d458fffccd4e6ad2fbde479c",
"kdf" : "scrypt",
"kdfparams" : {
"dklen" : 32,
"n" : 262144,
"r" : 1,
"p" : 8,
"salt" : "ab0c7876052600dd703518d6fc3fe8984592145b591fc8fb5c6d43190334ba19"
},
"mac" : "2103ac29920d71da29f15d75b4a16dbe95cfd7ff8faea1056c33131d846e3097"
},
這包括：
cipher：對(duì)稱 AES 算法的名稱;
cipherparams：上述 cipher 算法需要的參數(shù);
ciphertext：你的以太坊私鑰使用上述 cipher 算法進(jìn)行加密;
kdf：密鑰生成函數(shù)，用于讓你用密碼加密 keystore 文件;
kdfparams：上述 kdf 算法需要的參數(shù);
Mac：用于驗(yàn)證密碼的代碼。
讓我們看看他們是如何協(xié)同工作的，如何在你的密碼下保護(hù) keystore 文件。
1. 加密你的私鑰
就像之前提到的，一個(gè)以太坊賬戶就是用于加密簽署交易的一個(gè)私鑰?—公鑰對(duì)。為了確保你的私鑰沒有在文件中明文存儲(chǔ)（即任何人只要能得到這個(gè)文件就能讀），使用強(qiáng)對(duì)稱算法（cipher）對(duì)其加密至關(guān)重要。
這些對(duì)稱算法使用密鑰來(lái)加密數(shù)據(jù)。加密后的數(shù)據(jù)可以使用相同的方法和同樣的密鑰來(lái)解密，因此算法命名為對(duì)稱算法。在本文中，我們稱這個(gè)對(duì)稱密鑰為解密密鑰，因?yàn)樗鼘⒂糜趯?duì)我們的以太坊私鑰進(jìn)行解密。
以下是 cipher，cipherparams 和 ciphertext 對(duì)應(yīng)的概念：
- Cipher 是用于加密以太坊私鑰的對(duì)稱加密算法。此處cipher用的是 aes-128-ctr 加密模式。
- Cipherparams 是 aes-128-ctr 加密算法需要的參數(shù)。在這里，用到的唯一的參數(shù) iv，是aes-128-ctr加密算法需要的初始化向量。
- Ciphertext 密文是 aes-128-ctr 函數(shù)的加密輸入。
所以，在這里，你已經(jīng)有了進(jìn)行解密以太坊私鑰計(jì)算所需要的一切...等等。你需要首先取回你的解密密鑰。
-ciphertex 密文的對(duì)稱解密-
2. 用你的密碼來(lái)保護(hù)它
要確保解鎖你的賬戶很容易，你不需要記住你的每一個(gè)又長(zhǎng)又非用戶友好型的用于解密 ciphertext 密文解密密鑰。相反，以太坊開發(fā)者選擇了基于密碼的保護(hù)，也就是說你只需要輸入密碼就能拿回解密密鑰。
為了能做到這一點(diǎn)，以太坊用了一個(gè)密鑰生成函數(shù)，輸入密碼和一系列參數(shù)就能計(jì)算解密密鑰。
這就是 kdf 和 kdfparams 的用途：
- kdf 是一個(gè)密鑰生成函數(shù)，根據(jù)你的密碼計(jì)算（或者取回）解密密鑰。在這里，kdf 用的是scrypt算法。
- kdfparams 是scrypt函數(shù)需要的參數(shù)。在這里，簡(jiǎn)單來(lái)說，dklen、n、r、p 和 salt 是 kdf 函數(shù)的參數(shù)。更多關(guān)于 scrypt 函數(shù)的信息可以在這里找到。
在這里，用 kdfparams 參數(shù)對(duì) scrypt 函數(shù)進(jìn)行調(diào)整，反饋到我們的密碼中，你就會(huì)得到解密密鑰也就是密鑰生成函數(shù)的輸出。
-用密碼生成密鑰-
3. 確保你的密碼是對(duì)的
我們描述了用密碼和 keystore 文件生成以太坊私鑰所需要的所有東西。然而，如果解鎖賬戶的密碼錯(cuò)誤會(huì)發(fā)生什么？
根據(jù)迄今為止我們所看到的，所有操作（密碼派生和解密）都會(huì)成功，但是最終計(jì)算的以太坊私鑰不是正確的，這首先違背了密鑰文件的使用初衷！
我們要保證輸入解鎖賬戶的密碼是正確的，和最初創(chuàng)建 keystore 文件時(shí)一樣（回想一下 geth 下創(chuàng)建新賬戶時(shí)兩次輸入的密碼）。
這就是 keystore 文件中 mac 值起作用的地方。在密鑰生成函數(shù)執(zhí)行之后，它的輸出（解密密鑰）和 ciphertext 密文就被處理【注1】，并且和 mac（就像一種認(rèn)可的印章）作比較。如果結(jié)果和 mac 相同，那么密碼就是正確的，并且解密就可以開始了。
【注1】這里有點(diǎn)簡(jiǎn)略了。在和 mac 進(jìn)行比較之前，解密密鑰（左起第二字節(jié)開始的16字節(jié)）要和 ciphertext 密文連接在一起，并進(jìn)行哈希散列（用SHA3-256的方法）。
把所有的都放到一起考慮
??！如果你已經(jīng)做到了這一點(diǎn)，那么恭喜你！
讓我們回顧一下我們描述的3個(gè)函數(shù)。
首先，你輸入了密碼，這個(gè)密碼作為 kdf 密鑰生成函數(shù)的輸入，來(lái)計(jì)算解密密鑰。然后，剛剛計(jì)算出的解密密鑰和 ciphertext 密文連接并進(jìn)行處理，和 mac 比較來(lái)確保密碼是正確的。最后，通過 cipher 對(duì)稱函數(shù)用解密密鑰對(duì) ciphertext 密文解密。
瞧！解密的結(jié)果是你的以太坊私鑰。 你可以在這里看看整個(gè)過程：
就像你從圖中可以看到的，整個(gè)過程可以看做一個(gè)黑盒（不過，圖中是個(gè)灰盒），你的密碼是惟一的輸入，你的以太坊私鑰是惟一的輸出。所需的其他信息都可以在你的以太坊賬戶創(chuàng)建時(shí)生成的keystore文件中獲得。
由于這個(gè)原因，請(qǐng)確保你的密碼足夠強(qiáng)（并且無(wú)論如何你要記住它?。┎拍鼙ＷC即使攻擊者偷到了你的keystore文件也不能輕易得到你的私鑰。
以上就是區(qū)塊鏈科普:什么是以太坊私鑰儲(chǔ)存(Keystore)文件?的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于以太坊私鑰儲(chǔ)存(Keystore)文件的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
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