深入理解比特币钱包——从重量级到轻量级的演进

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来源：爱因斯坦一撇

说到钱包，大家一定都非常熟悉。现在让我们将比特币钱包与微信钱包或支付宝相比较。它们都具有存储数字货币的功能，可以实现转账和付款等操作，同时还能查看交易记录并管理钱包账户。然而，随着比特币交易的发展，钱包也随之发生了演变，从重量级逐渐转向轻量级。

最初的比特币钱包是与比特币客户端绑定在一起的。正如我们所知，比特币客户端中包含了大量区块信息，随着交易数量的增长，这些信息的体积也会不断增大，占用了越来越多的空间。如果钱包也要包含这些信息，它就会变得非常庞大，几乎不可能出现在一般的移动设备上，只能用于桌面端。这种需要配合完整区块信息才能使用的钱包，被称为比特币核心钱包。

大多数情况下，用户使用钱包时，如通过支付宝钱包进行银行转账，只需发起交易并等待银行或支付宝服务器确认即可。普通用户无需了解整个过程，验证工作交由核心服务器完成。同样地，在比特币交易中，验证交易数据的过程可以交给核心节点完成，这就产生了一种轻量级的比特币钱包，即轻钱包。

当我们发起比特币转账时，需要输入一个比特币地址，就像银行卡转账所需的银行卡号码或支付宝账号。不过，比特币地址更为复杂。

那么，比特币地址是如何生成的呢？首先我们需要理清私钥、公钥和比特币地址这三个概念。

如果您对数据加密有所了解，这些概念您应该就不会感到陌生。当前主流的加密算法主要分为对称加密和非对称加密两类。

对称加密的安全性相对较低，例如将abc替换为edf，规则明确且较易破解。

为了克服对称加密的缺点，非对称加密应运而生。非对称加密拥有一个公钥和一个私钥，两者协同使用。

1. 私钥：私钥是私人保管的，需要妥善保存。公钥加密的数据可用私钥解密。

2. 公钥：公钥是公开的，可以展示给他人。私钥加密的数据可用公钥解密。私钥可通过算法生成公钥，但公钥无法逆向生成私钥，这就是为什么公钥可以公开的原因。私钥和公钥配合作用，可以提高数据的加密安全性。

3. 比特币地址：比特币地址的生成过程首先要随机生成一个私钥，然后通过私钥加密生成公钥，再通过哈希算法等手段，最后得到一个比特币地址。这个过程较为复杂。简单地说，就是私钥转化为公钥，公钥转化为公钥哈希，哈希地址再转变为比特币地址。

比特币地址的生成最终来源于私钥，公钥是公开的，公钥无法生成私钥，所以我们必须保管好私钥。私钥就像支付宝钱包的密码，且无法通过手机号、邮箱等方式找回!

比特币核心钱包是一个完整的客户端，包含了完整的账本信息，功能齐全，能够创建钱包地址、接收和发送比特币、加密以及备份钱包等功能。发起交易时可以进行全面验证。总之，功能多样且安全可靠，这是其优点。

但是，既然包含了完整的交易信息，功能强大，自然会占用大量空间，携带不方便。

此外，我们从比特币地址的生成过程中也知道，每个比特币地址都会有一个对应的私钥生成，且每个私钥都是独一无二的。还有一点需要注意的是，核心钱包可以无限创建比特币地址。这就像是您的支付宝上可以添加无数张银行卡，但每次使用时支付密码都不一样，或者就像您去的餐厅不同，地址也不同，一旦丢失就无法进入这家餐厅，这样会非常麻烦。

比特币轻钱包如SPV钱包，SPV实际上是将比特币核心钱包的部分功能独立出来，将交易验证的任务交给核心节点，只下载区块头数据而非完整的区块链数据，以便进行简单的支付发起验证。从这一点来看，轻钱包更加轻便，但也牺牲了一定的安全性和可靠性。

再比如分层确定性钱包（Hierarchical Deterministic Wallets），其目的是管理多个钱包私钥。具体过程是先生成一个私钥，然后使用该私钥生成子私钥。主公钥可以生成子公钥，私钥和公钥相互独立。只要备份某个主私钥，就可以查看下属子私钥，还可以设置不同的权限，如交易权限或查看交易权限，或者两者兼备。这种方式可以大大简化私钥管理。然而，由于主私钥和私钥之间存在一定的固定关系，这也会降低安全性能。

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