如何开发以太坊钱包——用助记词创建账户

上周，我开源了一个钱包[1]，反响非常好。 它在不到一周的时间内达到了 100 颗星。 接下来我会写一个系列文章，把开发以太坊钱包的核心点写出来，也算是对代码的解读。

写在前面

钱包基于Android平台编写，使用原生代码Java语言区块链钱包是以太坊钱包的是，基于Java 1.8版本，同时也使用了Java 1.8中一些较新的语言特性，如Lambda表达式等； 另外，ReactiveX/ RxAndroid [2] Reactive programming usage。

本系列文章重点介绍以太坊钱包账户、交易等逻辑，有时可能会假设读者已经了解Android开发等相关知识，因为这些内容不是文章的重点，所以就不多介绍了，请海涵。

钱包中包含的功能

通常一个钱包会包含以下功能：

• 支持通过生成助记词、Keystore 文件和私钥来创建钱包账户。 • 支持导出钱包账户助记词、私钥、Keystore文件。 • 支持多钱包账户管理 • 账户余额查询和转账功能（支持二维码扫描）。 • 支持ERC20代币（余额显示、转账、代币价格显示） • 支持法币（美元和人民币）实时显示币价。 • 历史交易列表显示

创建账户入门知识

先介绍第一个功能：通过生成助记词、Keystore文件、私钥创建钱包账户。 在本系列中，钱包指的是层次确定性钱包（HD Wallet Hierarchical Deterministic Wallets）。 在之前的博客中有一篇关于Hierarchical Deterministic Wallets[3]的文章对其进行了详细的介绍。 如果你不熟悉它，你可以阅读它。 为了保持本文的完整性，这里做一个总结回顾：以太坊和比特币的地址是通过椭圆曲线等算法随机生成私钥单向推翻的，为了方便私密，提出了BIP32和BIP44密钥管理。 在分层翻转方案中，BIP39定义了助记词，使得分层种子的备份更加方便。 KeyStore 文件是一种解密存储在以太坊中的私钥的方法。 您可以阅读这篇文章：Account Keystore file import and export[4] 了解更多。

实现完成后，界面如下：

这是导入钱包账户的截图（导入和创建，其实原理是一样的），界面仿照ImToken，但本文不介绍UI部分的编写。

Web3j 和比特币

为了完成账户创建功能，我们需要用到两个库：Web3j[5]和bitcoinj[6]

Web3 是一个用于与以太坊通信的包库。 Web3j是Java版的实现，比如发起交易，与智能合约交互。 下图很好的表达了它的作用。

不过本文的函数主要使用了web3j中的椭圆曲线加密以及KeyStore文件的生成和解密。

bitcoinj的功能类似于web3。 它是比特币协议的 Java 实现。 它实现了 BIP32、BIP44 和 BIP39 相关协议。

Android使用Gradle构建，直接在app/build.gradle文件中添加：

implementation 'org.web3j:core:4.1.0-android'implementation 'org.bitcoinj:bitcoinj-core:0.14.7'

复制

提示：实践中遇到的一个问题，由于bitcoinj中引入了com.lambdaworks:scrypt加密库，其包含的lib/x86_64/darwin/libscrypt.dylib文件在编译Android App Bundle时会报错（貌似是部分机型安装不上），解决方法是在build.gradle中添加声明区块链钱包是以太坊钱包的是，打包时排除该文件。 packagingOptions { exclude 'lib/x86_64/darwin/libscrypt.dylib' }

通过助记词创建账户实现普通钱包账户

这是目前钱包客户端，用户最常用的普通账户方式，这里会包含以下核心步骤：

•生成随机数种子； •通过随机数种子获取助记词； •通过种子+路径推导生成私钥； •使用KeyStore保存私钥；

您可以再次阅读分层钱包 [7] 以了解为什么这样做。

理解了以上几点，代码就很容易看懂了。 代码在代码库[8]中的app/src/pro/upchain/wallet/utils/ETHWalletUtils.java中。 关键代码逻辑如下：

    // 创建钱包对象入口函数    public static ETHWallet generateMnemonic(String walletName, String pwd) {        String[] pathArray = "m/44'/60'/0'/0/0".split("/");
        long creationTimeSeconds = System.currentTimeMillis() / 1000;
        SecureRandom secureRandom = SecureRandomUtils.secureRandom();        DeterministicSeed ds = new DeterministicSeed(secureRandom, 128, "", creationTimeSeconds);

        return generateWalletByMnemonic(walletName, ds, pathArray, pwd);    }
    /**     * @param walletName 钱包名称     * @param ds         助记词加密种子     * @param pathArray  助记词标准     * @param pwd        密码     * @return     */    @Nullable    public static ETHWallet generateWalletByMnemonic(String walletName, DeterministicSeed ds,                                                     String[] pathArray, String pwd) {        //种子        byte[] seedBytes = ds.getSeedBytes();        //助记词        List mnemonic = ds.getMnemonicCode();
        if (seedBytes == null)            return null;
        //  衍生推倒key        DeterministicKey dkKey = HDKeyDerivation.createMasterPrivateKey(seedBytes);        for (int i = 1; i < pathArray.length; i++) {            ChildNumber childNumber;            if (pathArray[i].endsWith("'")) {                int number = Integer.parseInt(pathArray[i].substring(0,                        pathArray[i].length() - 1));                childNumber = new ChildNumber(number, true);            } else {                int number = Integer.parseInt(pathArray[i]);                childNumber = new ChildNumber(number, false);            }            dkKey = HDKeyDerivation.deriveChildKey(dkKey, childNumber);        }
        ECKeyPair keyPair = ECKeyPair.create(dkKey.getPrivKeyBytes());        ETHWallet ethWallet = generateWallet(walletName, pwd, keyPair);        if (ethWallet != null) {            ethWallet.setMnemonic(convertMnemonicList(mnemonic));        }        return ethWallet;    }
    //  通过椭圆曲线秘钥对创建钱包        @Nullable    private static ETHWallet generateWallet(String walletName, String pwd, ECKeyPair ecKeyPair) {        WalletFile keyStoreFile;        try {            //最后两个参数： n 是 CPU/Memory 开销值，越高的开销值，计算就越困难。r 表示块大小，p 表示并行度            keyStoreFile = Wallet.create(pwd, ecKeyPair, 1024, 1); // WalletUtils. .generateNewWalletFile();        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();            return null;        }
        BigInteger publicKey = ecKeyPair.getPublicKey();        String s = publicKey.toString();

        String wallet_dir = AppFilePath.Wallet_DIR;
        String keystorePath = "keystore_" + walletName + ".json";        File destination = new File(wallet_dir, "keystore_" + walletName + ".json");
        //目录不存在则创建目录，创建不了则报错        if (!createParentDir(destination)) {            return null;        }        try {            objectMapper.writeValue(destination, keyStoreFile);        } catch (IOException e) {            e.printStackTrace();            return null;        }
        ETHWallet ethWallet = new ETHWallet();        ethWallet.setName(walletName);        ethWallet.setAddress(Keys.toChecksumAddress(keyStoreFile.getAddress()));        ethWallet.setKeystorePath(destination.getAbsolutePath());        ethWallet.setPassword(Md5Utils.md5(pwd));        return ethWallet;    }

复制

上述代码中，generateMnemonic()为入口函数，最终返回一个ETHWallet自定义钱包实体类。 一个实例对应一个钱包。 ETHWallet保存了钱包相关的属性，后面会详细介绍。 如果是连载保存的钱包账户和多钱包账户管理。

一些注意事项

关于助记词和私钥的保存，有几点需要特别注意，否则可能无法兼容其他钱包或导致私钥泄露。