什么是私钥？ 它与您的加密资产有何关系？

私钥是加密货币中最敏感和最重要的东西。 我们建议所有有经验的用户了解私钥的来源、推理和功能。 在本文中，我们将解释私钥是如何生成的，以及它与加密货币资产的关系。

私钥对加密货币意味着什么

归根结底，持有加密货币就是持有私钥。 在现实世界中，拥有实物财产通常意味着拥有印有您名字的契约或收据，但在密码学和金钱的世界中，拥有资产意味着拥有信息。 简而言之，持有私钥就相当于拥有了私钥可以控制的加密资产。

- 在密码学的货币世界里，“所知道的就是你得到的”是绝对真理-

所有资产都可以通过交易来操纵。 在现实世界中，交易往往需要签名授权。 然而，在加密货币世界中，所有交易都必须使用相关的私钥进行授权。 私钥的作用是通过密码算法生成交易的数字签名。 已签名的交易意味着私钥的持有者已授予另一个人对自己资产的许可。 虽然任何人都可以生成与您的数字资产相关的交易，但只有持有相应私钥的人才能签署该交易。

虽然伪造签名在现实世界中是一个问题，但加密货币世界的安全性受到其加密性质的保护。 到目前为止，我们还没有听说黑客在没有私钥的情况下成功签署交易。

- 币界有句名言“没有私钥，币不属于你”。 这是因为签署交易和转移资产的能力完全取决于私钥。 拿到私钥后，无论是谁，都可以转移私钥对应的资产——

什么是私钥？

从实用的角度来看，私钥就是一个数字（数字的大小在一定范围内），可以用来花钱（这就是为什么我们要保管好私钥）。 从数学的角度来看，私钥是一个随机生成的正整数。 下面是从技术角度更准确的描述：

私钥是通过随机数发生器在特定的正数范围内得到的一个数，在密码学意义上具有很强的随机性。

在大多数情况下，计算机使用伪随机数生成器 (PRNG) 来生成这些随机正整数（很难找到真正的随机数生成器）。 这些发生器通常需要专门的硬件并使用物理源，例如电路中的热噪声或盖革计数器的精确计时。 PRNG 是一种加密增强函数，它将具有足够熵的值作为随机种子作为输入。

熵是一个复杂的概念，但它的目的很简单：给函数带来不可预测性。 通过使用安全的熵源，PRNG 可以生成具有可忽略的非随机概率（在某个可接受范围内）的伪随机数。

- Linux系统中的“/dev/urandom”和Microsoft Windows系统中的“Rand”经常被用作PRNG的熵源来生成安全的随机数。 上图中，“范围”不仅是数学概念中的范围，也是计算机用来产生随机数的字节大小。 （从图中可以看出，rpng的作用是获取大范围的取值，熵保证了这个过程足够随机。）——

创建以太坊或比特币私钥时，PRNG 的值介于 1 到 2256-1 之间（想象一把由数字 0 到 9 组成的 78 位组合锁）。 就像两颗豌豆一样，生成两个相同私钥的概率低得可以忽略不计。 这就是为什么其他用户不太可能创建与您相同的私钥。 您的私钥是从一组巨大的整数中选择的——几乎是宇宙中可见原子的总数。

– 比特币和以太坊都使用 1 到 2256-1 的范围，这在这两个链的公钥生成算法下是可行的。 例如，以太坊使用椭圆曲线（特别是 secp-256k1）来生成公钥。 在最初的黄皮书中，Gavin Wood 博士将私钥定义为 [1,secp256k1n−1]（大端格式的 32 字节数组）范围内随机选择的正整数。 请参阅黄皮书了解所有正式定义。 -

私钥、公钥和地址

由于私钥必须保密，我们还需要一种机制来签署帐户的目的地。 因此，所有区块链都引入了地址的概念（从私钥计算出的唯一数字串）。 该地址是您的加密资产存储的地方，可以与任何人共享（如果需要）比特币的私钥是什么，以便他们知道您的加密资产的余额。

区块链地址是使用公钥创建的，以确保您是地址的所有者。 之后，公钥由私钥生成。 这个过程是单向的，即你可以通过私钥计算出账户地址，但是你不能通过账户地址倒过来计算出私钥（即使你自己做不到）。

私钥可以推导出公钥，公钥可以推导出区块链地址。 但是区块链地址不能用来推送公钥，公钥也不能用来推送私钥。

这一单向过程是通过密码陷门功能实现的。 陷门函数是一种单向函数，一个输入值只能产生一个唯一的输出值，不能从输出值推导出原始输入值。 不同的区块链生态系统使用不同的单向函数。 例如，最流行的区块链系统使用基于椭圆曲线的代数结构来生成公钥。 不管这些代数结构的特性如何，结果始终是确定性的：公钥与私钥一一对应，同一个私钥永远只能生成同一个公钥。

- 虽然比特币或以太坊等流行的区块链使用 ECDSA 算法，但公钥是通过椭圆曲线 secp256k1 上的一个不动点乘以私钥得到的。 其他区块链项目使用类似的方法。 比如门罗使用eddsa算法和curve25519曲线，Polkadot和Substrate使用sr25519算法和ed25519曲线。 所有这些区块链都根据从 1 到 2256-1 的私钥生成公钥。 -

区块链地址也通过单向函数计算，即所谓的散列函数。 比特币和以太坊地址是由一个或多个基于公钥的加密增强哈希函数创建的，但不同的区块链将采用不同的算法。 鉴于这些哈希函数的工作方式，您可以完全相信与您的公钥和私钥相对应的区块链地址是唯一的。

- 以太坊账户是公钥的keccak-256哈希，但只保留计算结果最右边的20字节。 比特币的私钥使用SHA-256和ripemd-160，Polkadot和zcash使用blake2b。 这些哈希函数是防冲突的，所以两个公钥生成相同账户地址的可能性很低。 使用此地址派生私钥。 解锁钥匙的唯一方法就是暴力破解，效率极低。 我们不能保证这些散列函数不会被破坏比特币的私钥是什么，但到目前为止，没有任何区块链使用的散列函数被证明是被破坏的。 -

一点点数学可以保守秘密

加密资产的安全性来自于私钥背后的密码学和数学——只要我们保证私钥安全。 到目前为止，还没有人能够通过暴力破解找到你的区块链地址对应的私钥，因为它比太阳存储消耗的能量还多。 在 Portis，我们采取谨慎措施确保您的私钥是根据只有您知道的数据生成的（有关详细信息，请阅读我们的白皮书）。

在下一篇文章中，我们将探讨流行的区块链生态系统和公钥生成背后的数学原理。 我们将提供一些代码示例，以便您可以根据每个区块链描述的过程计算密钥，并使用一些代码库来简化生成过程。 请注意！