解析比特币钱包工作原理

现实生活中的钱包是用来放钱的，但是比特币钱包不是用来存放“比特币”的，为什么这么说？

比特币的所有权是通过数字密钥、比特币地址和数字签名来确立的。数字密钥实际上并不是存储在网络中，而是由用户生成并存储在一个文件或简单的数据库中，称为钱包。

在比特币系统中，我们用公钥加密创建一个密钥对，用于控制比特币的获取。密钥对包括一个私钥，和由其衍生出的唯一的公钥。公钥用于接收比特币，而私钥用于比特币支付时的交易签名。

支付比特币时，比特币的当前所有者需要在交易中提交其公钥和签名（每次交易的签名都不同，但均从同一个私钥生成）。比特币网络中的所有人都可以通过所提交的公钥和签名进行验证，并确认该交易是否有效，即确认支付者在该时刻对所交易的比特币拥有所有权。

比特币钱包是私钥的容器，只包含私钥而不是比特币。每一个用户有一个包含多个私钥的钱包，钱包中包含成对的私钥和公钥。用户用这些私钥来签名交易，从而证明它们拥有交易的输出（也就是其中的比特币）。

根据私钥的存放方式，将钱包种类划分如下：

1、冷钱包

冷钱包是非常安全的，但是成本较高，易用性差。像传统的Armory，一般要找一台不联网的电脑专门用于安装Armory离线端，成本不小，如果要发送交易，则需要用优盘在离线电脑和在线电脑之间来回导交易信息、签名数据，很是麻烦，而且U盘还存在传播木马病毒的风险。

冷钱包也不是绝对安全的，硬件损坏、丢失，都可能造成比特币的损失，要做好备份。

2、本地钱包和在线钱包

本地钱包的是装在自己的电脑或手机上，在线钱包则是将私钥加密后放在服务器上。

个人的电脑有可能被植入木马，黑客可能盗取你的钱包文件，记录你的钱包口令；而钱包服务器也有可能被黑客攻陷，加密私钥存在被破解的风险。服务器安全防护做的比个人电脑要好一些，但也更容易引起黑客的注意。从安全性上来讲，这两类钱包差不多。

在线钱包原理是，钱包在浏览器端使用用户的口令对私钥进行加密，加密之后传到服务器上保存，当需要使用时，从服务器上下载下来，在浏览器端进行解密。服务器上保存的是加密后的私钥，这就是在线钱包“不保存用户私钥”的由来，准确地说，应该是“不保存用户明文私钥”。

要加强本地钱包和在线钱包的安全性，最好设置一个较复杂的密码，并且，千万不要忘记。

本地钱包和在线钱包使用都比较方便，易用性强，在线钱包由于不受客户端限制，易用性比本地钱包好一点。

3、多重签名钱包

多重签名钱包原理是这样的：取一个多重签名地址作为钱包地址，如果要动用这个地址上的币，必须有2个（或多个）私钥同时签名才可以。打个比方，就是一把锁，需要2把不同的钥匙一起用，才能打开。这样一来，我一把钥匙自己掌握（也可能是加密后托服务器保管，参看在线钱包），另一把交给服务器，如果只有一把钥匙被盗，黑客没有我本地的私钥。这样应该是多了一重安全。

多重签名机制看起来是更安全，但易用性受到很大的影响，用户需要理解一些技术细节，还要保护好本地私钥和未来地址的私钥，学习和使用成本高了不少。另外，Armory也做了纯客户端的多重签名钱包。

4、链下钱包

链下钱包有点像交易所的账号，你把币存到交易所，交易所给你记上帐，当你给其他用户发送，收币发币是在交易所的账簿上加加减减，并没有真正写入比特币区块链。只有用户存币和提币的时候，才会发生链上交易。

链下钱包是纯粹中心化的钱包，用户是没有自己钱包的私钥的。

很多人去中心化思想影响比较深，认为什么都要去中心化，对中心化交易以及挖矿算力集中等比较排斥。实际上，链下钱包效率很高，可以实时到账，方便对接购物平台，国外很多商家就是对接coinbase的，国内的币付宝也有。链下钱包将私钥保管的责任交给钱包公司，用户不必过多地考虑私钥安全。

需要说明的是，链下钱包里的币，并不是比特币，而是信用币。钱包里的数字，并不表示你拥有这么多币，只是说明别人欠你这么多的比特币而已。

5、纸钱包和脑钱包

额外说说纸钱包和脑钱包。纸钱包和脑钱包并不是完整意义上的比特币钱包，因为使用纸钱包或脑钱包，你无法使用上面的比特币，发币时还得借助其他钱包导入私钥。纸钱包和脑钱包仅仅是保存比特币私钥的两种方式。

纸钱包，就是把比特币的私钥打印在纸上，然后保存起来，一般用于冷藏比特币，也可以作为本地钱包或在线钱包的私钥备份。如果生成、打印私钥的环境是安全的，那么纸钱包安全性是比较高的，成本也很低。但是要注意防火防水防盗，如果是热敏纸打印的，还要注意热敏纸字迹容易褪掉。

此外，私钥也可以备份在磁介质中。像U盘、SD卡的寿命都很长，质量好的保存几十年没问题，移动硬盘当然也可以，就是有些浪费。光盘最便宜，但是容易氧化，质量普遍不高，可能几年就坏掉了。

其实，比特币是私钥就是一串数字和大小写字母的组合，50来个字符，如果记忆力强，硬硬地把它记住，也算是一种保存方式。不过，如果你忘了，比特币就永远找不回来了，变成了“脑残包”。

钱包首要的要求是安全，但是世界上没有绝对的安全。至于怎么“存”，就要看比特币拥有者自己的考量了。

来源：《区块链杂谈》电子杂志第十期

编辑：陶婧婕

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