以太坊钱包1-Android-创建钱包

2018年09月19日 18:24:13 勤奋的懒惰阅读数 1557

前言

会按照如下顺序写代码

1.简单创建钱包
   a.导出助记词、keystore、私钥。
   b.导入助记词、keystore、私钥。
2.转账（以太币）
   a.账号直接互转以太币
   b.查询余额
3.以太坊链上代币(Token)互转
   a.在以太坊测试链上部署Token的智能合约
   b.账号直接互转代币
4.开发pc端控制台钱包程序

简单创建钱包

1.简单的概念

a.什么是区块链
分布式数据库，用于存储数据。存储的数据放在一个个区块中，下一个区块总是指向上一个区块，就像项链一个圈着一个，所以把这个由区块圈起来的链撑作区块链。

b.什么是区块
区块里面存储具体数据，包含区块头和区块体。
区块头包含上一个区块的hash值等等
区块体包含具体的交易数据

c.钱包
钱包用来存储和使用数字货币的工具。
钱包地址：类似银行卡卡号。由钱包公钥推导出来
钱包公钥：钱包私钥推导出来的。
钱包私钥：类似银行卡密码。
私钥===推导》===公钥===推导》钱包地址（整个过程不可逆，也就是说拿到钱包地址并不能推导出公钥）

d.bip32，bip39,bip44
  bip(Bitcoin Improvement Proposals：比特币改进建议)
  bip32：定义了分层确定性钱包（HD Wallet），通过一个种子（seed）可以生成多个keypairs（公钥和私钥）树状结构
  bip39：用简单易记的单词代替seed,单词总列表为2048个单词组成，这些单词称之为助记词助记词列表有多中语言版本：比如英语，中文简体，中文繁体等。具体地址：
  bip44：基于 BIP32 ，通过赋予树状结构各层特殊含义，让同一个 seed 可以支援多币种、多帐户等
m / purpose' / coin_type' / account' / change / address_index
//purporse': 固定值44', 代表是BIP44
//coin_type': 这个代表的是币种, 可以兼容很多种币, 比如BTC是0', ETH是60'
    //btc一般是 m/44'/0'/0'/0
//eth一般是 m/44'/60'/0'/0

e.助记词
因为过长的seed无法让人民容易的记住，就使用助记词。是在bip39规则中提出来的。一般使用英语版本，通用。

f.keystore
keystore = 私钥 + 密码生成。本质是一段json字符串。

2.前置条件

a.需要用到两个库：
  web3j：Lightweight Java library for integration with Ethereum clients;
               主要使用它来生成助记词和seed，后续需要用此库来进行交易（转账，部署合约，加载合约等）
              bitcoinj：通过前面生成的seed生成支持bip32和bip44的私钥。(因为web3j不支持生成bip44的钱包，而市面上多使用bip32，bip39，bip44标准结合生成的钱包，所以引用此包。同时还有其他的库支持bip32和bip44.比如：Nova Crypto的系列包但是他的bip32库有些问题。这篇文章使用的就是Nova Crypto系列生成的钱包。）
               关于使用bip32，39，44去生成一个钱包的具体的算法我并没有弄懂。比如：一个种子如何生成多个钥匙对，如何生成助记词，生成keystore的算法等等我都没有具体去看，不过还是建议看看大概的流程。

2.引用库：
web3j：

implementation 'org.web3j:core:3.3.1-android'

bitcoinj:

implementation 'org.bitcoinj:bitcoinj-core:0.14.7'

3.生成bip39钱包（web3j直接有工具类支持）

a.直接调用WalletUtils.generateBip39Wallet()
生成一个bip39的钱包。方法详细代码如下：

/**
* 生成bip39 钱包
* @param password 生成keystore用的密码，也是用于助记词生成种子所加的盐。
* @param destinationDirectory keystore保存的目录
* @return
* @throws CipherException
* @throws IOException
*/
public static Bip39Wallet generateBip39Wallet(String password, File destinationDirectory)
throws CipherException, IOException {
//生成标准的128位的熵，因为1byte占8位，所需要16byte。https://www.jianshu.com/p/e6a4150eb729
byte[] initialEntropy = new byte[16];
secureRandom.nextBytes(initialEntropy);
//通过熵生成助记词
String mnemonic = MnemonicUtils.generateMnemonic(initialEntropy);
//通过助记词生成seed（种子），这里填入了password作为盐，这样会导致生成seed不够通用，
//无法再其他的钱包（imToken等）导入。所以建议设置为null。
byte[] seed = MnemonicUtils.generateSeed(mnemonic, password);
//生成公私钥对（bip32，bip44规则采用的生成方式不同）
ECKeyPair privateKey = ECKeyPair.create(sha256(seed));
//生成WalletFile，也就是keystore的实体类，把WalletFile变为json对象就是keystore
String walletFile = generateWalletFile(password, privateKey, destinationDirectory, false);
return new Bip39Wallet(walletFile, mnemonic);
}
public static String generateWalletFile(
String password, ECKeyPair ecKeyPair, File destinationDirectory, boolean useFullScrypt)
throws CipherException, IOException {
WalletFile walletFile;
if (useFullScrypt) {
//生成标准钱包（此处在android中使用一般会报oom，跟算法有关。在web3j的issus中能找到相关的内容，
//一般android中使用的是生成轻钱包，用下面方法）
walletFile = Wallet.createStandard(password, ecKeyPair);
} else {
//生成轻钱包一般android使用此生成方式
walletFile = Wallet.createLight(password, ecKeyPair);
}
//keystore文件名
String fileName = getWalletFileName(walletFile);
File destination = new File(destinationDirectory, fileName);
//将keystore写入本地文件
objectMapper.writeValue(destination, walletFile);
return fileName;
}

2.使用web3j的注意事项。

（web3j分android版本和java版本。）在使用上述生成bip39钱包的时候有几个注意的点。
  MnemonicUtils
               在使用web3j生成助记词的时候需要使用到MnemonicUtils，如果使用库里面生成助记词的MnemonicUtils.generateMnemonic()方法，则爆出下标越界的错误：java.lang.IndexOutOfBoundsException: Index: 959

               由于此工具类读取助记词列表的代码有问题，则需要替换成java版本，或者将助记词列表放置到assets里面自己读取。我选择将MnemonicUtils整个代码copy一份将读取助记词列表的代码替换成java版本，这样的做法是在web3j的issus里面找到的解决方法。具体替换MnemonicUtils方法为：

/**
* 使用java的方式读取助记词列表
* @return 助记词列表
*
* @notice 如果此处出错则将en-mnemonic-word-list.txt放入项目assets文件进行读取
*/
private static List<String> populateWordList() {
InputStream inputStream = Thread.currentThread().getContextClassLoader()
.getResourceAsStream("en-mnemonic-word-list.txt");
try {
return readAllLines(inputStream);
} catch (Exception e) {
return Collections.emptyList();
}
}
public static List<String> readAllLines(InputStream inputStream) throws IOException {
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
List<String> data = new ArrayList<>();
for (String line; (line = br.readLine()) != null; ) {
data.add(line);
}
return data;
}

WalletUtils
如果使用自己修改过的MnemonicUtils，则需要WalletUtils也替换。使用WalletUtils.generateBip39Wallet()方法时，里面用到了secureRandom，这个是SecureRandomUtils.secureRandom()生成的因为SecureRandomUtils是缺省的，所以在重写的WalletUtils无法引用，所以在使用secureRandom的地方直接使用系统的SecureRandom即可。这些代码很简单，看一眼代码一清二楚。

4.生成符合bip32、bip39、bip44的钱包

具体代码

public static BaibeiWallet generateBip44Wallet(String password)
throws CipherException, IOException {
//1.通过bip39生成助记词
byte[] initialEntropy = new byte[16];
secureRandom.nextBytes(initialEntropy);
String mnemonic = MnemonicUtils.generateMnemonic(initialEntropy);
if (BuildConfig.DEBUG) {
Log.i("TAG", "generateBip44Wallet: 助记词 = " + mnemonic);
}
//2.生成种子
byte[] seed = MnemonicUtils.generateSeed(mnemonic, null);
//3. 生成根私钥 root private key 树顶点的master key ；bip32
DeterministicKey rootPrivateKey = HDKeyDerivation.createMasterPrivateKey(seed);
if (BuildConfig.DEBUG) {
// 根私钥进行 priB58编码,得到测试网站上显示的数据 https://iancoleman.io/bip39/
NetworkParameters params = MainNetParams.get();
String priv = rootPrivateKey.serializePrivB58(params);
Log.i("TAG", "BIP32 Extended Private Key:" + priv);
}
// 4. 由根私钥生成第一个HD 钱包
DeterministicHierarchy dh = new DeterministicHierarchy(rootPrivateKey);
// 5. 定义父路径 H则是加强 imtoken中的eth钱包进过测试发现使用的是此方式生成 bip44
List<ChildNumber> parentPath = HDUtils.parsePath("M/44H/60H/0H/0");
// 6. 由父路径,派生出第一个子私钥 "new ChildNumber(0)" 表示第一个（m/44'/60'/0'/0/0）
DeterministicKey child = dh.deriveChild(parentPath, true, true, new ChildNumber(0));
byte[] privateKeyByte = child.getPrivKeyBytes();
//7.通过私钥生成公私钥对
ECKeyPair keyPair = ECKeyPair.create(privateKeyByte);
Log.i("TAG", "generateBip44Wallet: 钥匙对私钥 = " + Numeric.toHexStringNoPrefix(keyPair.getPrivateKey()));
Log.i("TAG", "generateBip44Wallet: 钥匙对公钥 = " + Numeric.toHexStringNoPrefix(keyPair.getPublicKey()));
//8.通过密码和钥匙对生成WalletFile也就是keystore的bean类
WalletFile walletFile = Wallet.createLight(password, keyPair);
//Keys.toChecksumAddress 是为了更好的显示地址降低输错概率。方法里面有eip55可以查看下
Log.i("TAG", "generateBip44Wallet: 地址 = " + Keys.toChecksumAddress(walletFile.getAddress()));
return new BaibeiWallet(walletFile, mnemonic,keyPair);
}

上面的BaibeiWallet是自己定义的一个钱包类，里面就放置了WalletFile，助记词和钥匙对。简单测试使用。

public class BaibeiWallet extends Bip39Wallet {
WalletFile walletFile;
ECKeyPair mKeyPair;
public BaibeiWallet(WalletFile walletFile,String mnemonic) {
super(null,mnemonic);
this.walletFile = walletFile;
}
public BaibeiWallet( WalletFile walletFile,String mnemonic, ECKeyPair mKeyPair) {
super(null, mnemonic);
this.walletFile = walletFile;
this.mKeyPair = mKeyPair;
}
public BaibeiWallet(String filename, String mnemonic) {
super(filename, mnemonic);
}
public ECKeyPair getKeyPair() {
return mKeyPair;
}
public void setKeyPair(ECKeyPair keyPair) {
this.mKeyPair = keyPair;
}
public WalletFile getWalletFile() {
return walletFile;
}
public void setWalletFile(WalletFile walletFile) {
this.walletFile = walletFile;
}
public String getKeyStoreJsonString(){
Gson gson = new Gson();
JSONObject j = null;
try {
j = new JSONObject(gson.toJson(walletFile));
//j.remove("address");
} catch (JSONException e) {
e.printStackTrace();
}
return j.toString();
}
}

e.导出助记词、keystore、私钥

1.导出助记词
即把前面生成mnemonic展示给用户看一下。一般在导出之前都会校验一遍密码。在Wallet里面有一个解密方法：

Wallet.decrypt(password, walletFile);

第一个参数是密码，第二个参数是walletFile。这个walletFile在前面的钱包BaibeiWallet中有存储，返回一个ECKeyPair。如果方法没有抛出CipherException异常则表示解密成功，也就是可以把钱包BaibeiWallet中的mnemonic字段展示给用户。
        2.导出keystore
同理调用Wallet.decrypt(password, walletFile);解密成功则把BaibeiWallet中的walletFile变成json字符串导出给用户。至于只是展示还是需要存储则看自己需求了，这里仅仅只是展示。
        3.导出私钥
            同理调用Wallet.decrypt(password, walletFile);解密成功则把返回的ECKeyPair中的私钥转换为16进制导出

 String privateKey = Numeric.toHexStringNoPrefix(ecKeyPair.getPrivateKey());

f.导入助记词、keystore、私钥

1.导入助记词
即根据助记词重新生成一个钱包。也就是前面第4点（生成符合bip32、bip39、bip44的钱包）。方法generateBip44Wallet()里面第1步由你导入的助记词代替了，后续的代码都不需要更改。而密码可以是你之前的密码也可以是新密码，反正由seed生成私钥的时候不需要使用到密码，只有在生成一个keystore的时候使用密码。
        2.导入keystore
导入keystore需要输入的密码为生成该keystore时的密码。将keystore字符串变成walletFile实例再通过Wallet.decrypt(password, walletFile);解密，成功则可以导入，否则不能导入。
        3.导入私钥
           即根据私钥重新生成一个钱包。密码也可以随意设置，跟导入助记词一样。使用的也是前面d.生成符合bip32、bip39、bip44的钱包。方法generateBip44Wallet()里面第1-6步由你导入的私钥代替了，后续的代码都不需要更改。因为私钥在到处去的时候是转换为了16进制，所以需要将导入进来的私钥由16进制转换为byte数组

BigInteger pk = Numeric.toBigIntNoPrefix(privateKey);
byte[] privateKeyByte = pk.toByteArray();

后续跟随第7步。

DemoApk下载地址

github代码地址

18.11.22更新

问题：如果在有的手机上无法安装请在app目录下的build.grade文件android节点下添加以下代码
//去除 bitcoinj里面使用的scrpt引用库，因为没有arm的so文件会造成在arm架构的手机上无法运行
packagingOptions {
exclude 'lib/x86_64/darwin/libscrypt.dylib'
exclude 'lib/x86_64/freebsd/libscrypt.so'
exclude 'lib/x86_64/linux/libscrypt.so'
}