分层确定性钱包开发的代码实现（HD钱包服务）
HD Wallets的全称是Hierachical Deterministic Wallets， 对应中文是 分层确定性钱包。
这种钱包能够使用一组助记词来管理所有的账户的所有币种，在比特币的BIP32提案中提出,通过种子来生成主私钥，然后派生海量的子私钥和地址。种子很长，为了方便记录，转换为一组单词记录，这是BIP39提出的。
生成钱包地址的基本流程：1 生成一组助记词 2 助记词转化成种子（通过PBKDF2） 3 种子生成根私钥（通过HMAC-SHA512） 4 通过根私钥生成子私钥
本文的目的是带着读者用代码实现一个HD钱包开发。
开发过程中要用到两个第三方库，一个是Hooked-Web3-Provider，一个是LightWallet。
Hooked-Web3-Provider使用HTTP与geth通信，可以使用秘钥来签署调用交易sendTransaction的实例，因此不需要创建交易数据部分。直接调用sendTransaction完成生成交易数据，发送交易，广播给全网。
LightWallet是一个实现BIP32、BIP39和BIP44的HD钱包。
LightWallet提供API来创建和签署交易，或者使用LightWallet生成的地址和密钥加密和解密数据。它的主要目的是为Hooked-Web3-Provider提供一个签名提供方。它的命名空间有四个，即keystore、signing、encryption和txutils。
signing、encryption和txutils三个命名空间分别用来签名，非对称加密，生成交易，它们的名字大概能反应出各自的功能。keystore命名空间用来生成种子，keystor，这是一个存储加密种子和秘钥的对象。keystore对于其中发现的地址可以自动签名。
HD 钱包中的密钥是用"路径"命名的，且每个级别之间用斜杠（/）字符来表示。由主私钥衍生出的私钥起始以"m"打头。因此，第一个母密钥生成的子私钥是 m/0。第一个公共钥匙是 M/0。第一个子密钥的子密钥就是 m/0/1，以此类推。
密钥的"祖先"是从右向左读，直到你达到了衍生出的它的主密钥。举个例 子，标识符 m/x/y/z 描述的是子密钥 m/x/y 的第 z 个子密钥。而子密钥 m/x/y 又是 m/x 的第 y 个子密钥。m/x 又是 m 的第 x 个子密钥。
代码实现
1. 启动geth网络
假设已经安装好geth。使用命令启动geth网络：
geth --networkid --dev --dev.period --rpc --rpcapi "db,eth,net,web3,miner,personal" --rpccorsdomain "*" --rpcaddr "0.0.0.0" --rpcport "" console >>log
这个命令指定了networkid是15，当然这是随便取的。 --dev --dev.period 1 --dev是开发网络，但是geth后面的版本中为了方便开发，如果不加--dev.period 1 不会自动挖矿。 --rpcaddr "0.0.0.0" 这样设置是为了让所有的网络都能连上geth。 指定端口8545. console表明启动玩登录到控制台。
2.构建前端
项目代码结构（参考《区块链项目开发指南》）：
app.js内容如下：
var express = require("express");
var app = express();
app.use(express.static("public"));
app.get("/", function(req, res){
res.sendFile(__dirname + "/public/html/index.html");
})
app.listen(8080);
构建前端的一个node服务。
index.html 页面：
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="utf-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1, shrink-to-fit=no">
<meta http-equiv="x-ua-compatible" content="ie=edge">
<link rel="stylesheet" href="/css/bootstrap.min.css">
</head>
<body>
<div class="container">
<div class="row">
<div class="col-md-6 offset-md-3">
<br>
<div class="alert alert-info" id="info" role="alert">
Create or use your existing wallet.
</div>
<form>
<div class="form-group">
<label for="seed">Enter 12-word seed</label>
<input type="text" class="form-control" id="seed">
</div>
<button type="button" class="btn btn-primary" onclick="generate_addresses()">Generate Details</button>
<button type="button" class="btn btn-primary" onclick="generate_seed()">Generate New Seed</button>
</form>
<hr>
<h2 class="text-xs-center">Address, Keys and Balances of the seed</h2>
<ol id="list">
</ol>
<hr>
<h2 class="text-xs-center">Send ether</h2>
<form>
<div class="form-group">
<label for="address1">From address</label>
<input type="text" class="form-control" id="address1">
</div>
<div class="form-group">
<label for="address2">To address</label>
<input type="text" class="form-control" id="address2">
</div>
<div class="form-group">
<label for="ether">Ether</label>
<input type="text" class="form-control" id="ether">
</div>
<button type="button" class="btn btn-primary" onclick="send_ether()">Send Ether</button>
</form>
</div>
</div>
</div> <script src="/js/web3.min.js"></script>
<script src="/js/hooked-web3-provider.min.js"></script>
<script src="/js/lightwallet.min.js"></script>
<script src="/js/main.js"></script>
</body>
</html>
重点在main.js
generate_seed函数：
function generate_seed()
{
var new_seed = lightwallet.keystore.generateRandomSeed(); //生成一个随机的种子 document.getElementById("seed").value = new_seed; //放到页面 generate_addresses(new_seed);
} var totalAddresses = 0; function generate_addresses(seed)
{
if(seed == undefined)
{
seed = document.getElementById("seed").value;
} if(!lightwallet.keystore.isSeedValid(seed)) //判断种子是否是有效的种子
{
document.getElementById("info").innerHTML = "Please enter a valid seed";
return;
} totalAddresses = prompt("How many addresses do you want to generate"); //用户输入想生成的账户的个数 if(!Number.isInteger(parseInt(totalAddresses))) //确保输入是一个数字
{
document.getElementById("info").innerHTML = "Please enter valid number of addresses";
return;
} var password = Math.random().toString(); //随机生成一个密码 这个密码可以由用户输入，也可以自动生成。这里为了方便，提升体验，自动生成一个。 lightwallet.keystore.createVault({
// 使用createVault方法创建keystore实例。createVault用一个对象和
// 一个回调函数作为参数。对象可以有4种属性：password、seedPharse、
// salt和hdPathString。password是必选项，其他的都是可选项。如果不提
// 供seedPharse，它会生成和使用一个随机seed。拼接salt与password，以
// 提高对称密钥加密技术的安全性，因为攻击者不仅要找到password还得
// 找到salt。如果不提供salt，它就会随机生成。keystore命名空间存储未加
// 密的salt。hdPathString用于为keystore命名空间提供默认衍生路径，即生
// 成地址、签署交易等。如果不提供衍生路径，则使用该衍生路径。如果
// 不提供hdPathString，则默认值为m/0'/0'/0'。这个衍生路径的默认目的是
// 签名。可以创建新的衍生路径或者使用keystore实例的
// addHdDerivationPath（）方法重写当前衍生路径的purpose。还可以使用
// keystore实例的setDefaultHdDerivationPath（）方法改变默认衍生路径。
// 最后，一旦keystore命名空间被创建，就通过回调函数返回实例。所
// 以，这里仅用keyword和seed创建了一个keystore。
password: password,
seedPhrase: seed
}, function (err, ks) {
ks.keyFromPassword(password, function (err, pwDerivedKey) { //使用这个方法生成对应数量的地址和秘钥
if(err)
{
document.getElementById("info").innerHTML = err;
}
else
{
ks.generateNewAddress(pwDerivedKey, totalAddresses);
var addresses = ks.getAddresses();
var web3 = new Web3(new Web3.providers.HttpProvider("http://localhost:8545")); //创建web3和本地的连接，如果是远程把localhost改成对应的ip即可。
var html = "";
for(var count = 0; count < addresses.length; count++)
{
var address = addresses[count];
var private_key = ks.exportPrivateKey(address, pwDerivedKey); //使用该方法解码和检索地址私钥。
var balance = web3.eth.getBalance("0x" + address);
html = html + "<li>";
html = html + "<p><b>Address: </b>0x" + address + "</p>";
html = html + "<p><b>Private Key: </b>0x" + private_key + "</p>";
html = html + "<p><b>Balance: </b>" + web3.fromWei(balance, "ether") + " ether</p>";
html = html + "</li>";
}
document.getElementById("list").innerHTML = html;
}
});
});
}
发送eth：
function send_ether()
{
var seed = document.getElementById("seed").value; if(!lightwallet.keystore.isSeedValid(seed))
{
document.getElementById("info").innerHTML = "Please enter a valid seed";
return;
} var password = Math.random().toString(); lightwallet.keystore.createVault({
password: password,
seedPhrase: seed
}, function (err, ks) {
ks.keyFromPassword(password, function (err, pwDerivedKey) {
if(err)
{
document.getElementById("info").innerHTML = err;
}
else
{
ks.generateNewAddress(pwDerivedKey, totalAddresses); ks.passwordProvider = function (callback) {
callback(null, password);
}; var provider = new HookedWeb3Provider({
host: "http://localhost:8545",
transaction_signer: ks
}); //利用ks做交易的签署者。它调用ks的hasAddress方法和signTransactions方法
var web3 = new Web3(provider);
var from = document.getElementById("address1").value;
var to = document.getElementById("address2").value;
var value = web3.toWei(document.getElementById("ether").value, "ether");
web3.eth.sendTransaction({
from: from,
to: to,
value: value,
gas: 21000
}, function(error, result){
if(error)
{
document.getElementById("info").innerHTML = error;
}
else
{
document.getElementById("info").innerHTML = "Txn hash: " + result;
}
})
}
});
});
}
测试：
到项目根目录，执行 npm install 加载相关库。
执行 node app.js 启动前端服务。端口8080. 访问 localhost:8080
点击 generate new seed ，输入2，生成两个账户。
然后进入到一开始打开的geth客户端，通过 eth.accounts 查看geth下的账号。复制地址，通过eth.getBalance("XX") 来获取地址余额。
转入一部分余额到上面生成的地址中，例如0xb4c7cf322956f0345b613f246d5d2f4ba03028f6.
eth.sendTransaction({from: "0x8d1c1dd6f48c33c97924e5f310905e1822a6cbd0", to: "0xb4c7cf322956f0345b613f246d5d2f4ba03028f6", value: web3.toWei(100, "ether")})
点击页面的 generate details 刷新，同样的seed会生成同样的账户。
这个时候会发现账户多出100eth。然后可以测试钱包内地址，钱包对钱包外地址转账。
项目giithub地址：https://github.com/figo050518/wallet
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