加密货币钱包是什么?加密货币钱包运作原理、冷热钱包差别一次搞懂!
目录
- 加密货币钱包是什么?
- 加密货币钱包运作原理
- 私钥、公钥、地址
- 私钥和公钥之间的关系
- 加密货币钱包转帐实例:一笔转帐,两次加密
- 加密货币钱包种子与助记词
- 种子是什么?
- 助记词是什么?
- 加密货币钱包、虚拟货币钱包、数位钱包有什么差别?
- 加密货币钱包分类
- 交易所钱包
- 热钱包(Hot Wallet)
- 冷钱包(Cold Wallets)
- 加密货币如何存放才安全?
- 我适合哪一种加密货币钱包?
加密货币是一种新型态的数位资产,可以把它想像成新台币、美元。我们平常将现金(法定货币)放在银行帐户,而像比特币、以太币、美元稳定币(例如USDT、USDC)这种加密货币也需要储存在加密货币钱包(Cryptocurrency Wallet)里。
这篇文章会告诉你,关于「加密货币钱包」你所需要知道的ㄧ切,包括了加密货币钱包是什么?加密货币钱包的构成元件、运作方式与分类。在开始交易加密货币之前,必须先学会如何安全地保护你的加密货币。
加密货币钱包是什么?
加密货币钱包是用来储存、发送、接收加密货币的数位钱包,是加密金融设施中最基础的部分,用户凭此参与区块链技术的各种应用,例如参与DeFi、NFT、GameFi⋯⋯交易。
时间回朔到2008 年中本聪(Satoshi Nakamoto)发明比特币时,他在论文里就告诉大家,比特币协议是一种「点对点」(Peer-to-Peer)的去中心化电子现金系统,你可以把「点对点」理解为「人对人」不假第三方之手。换言之,中本聪勾勒的愿景,是人人自己持有自己的资产,而不是把资产放在第三方中心化机构里被托管。
为了更清楚地了解什么是「自己持有自己的资产」,我们必须先厘清加密货币钱包的运作方式,认识加密货币钱包的构成元件。
加密货币钱包运作原理
私钥、公钥、地址
在加密货币的世界里,私钥(Private Key)、公钥(Public Key)和地址(Address)是不可或缺的元素,它们是一切的开端,共同奠定了加密货币钱包的安全性和功能性基石。
- 三者之间的关系是「私钥→公钥→ 地址」单向不可逆。
- 私钥和公钥,无论是何者,皆具备加密和解密的双重用途(稍后解释)。
- 地址就是转帐时,用来接收加密货币的目的地,类似银行帐号。
让我们进一步详述。
密码学小教室
私钥经过椭圆曲线密码学(Elliptic Curve Cryptography)加密之后,会产生公钥,公钥再经过杂凑函式(Hash Function)的打乱重组,产生了加密货币的地址(有时也会以QR 码呈现)。
最重要的是,这个过程是不可逆的,所以拥有地址的人无法推导出私钥和公钥,这也是加密货币成立的重要原因。
私钥和公钥之间的关系
引用技术开发人员Panayotis Vryonis 一篇名为《Public-key cryptography for non-geeks》的文章,让我们对「私钥与公钥之间的关系」做进一步说明。
请想像脑哥有一种「装有特殊锁」的保险箱,钥匙可以在三个位置上转动。其中,转到位置A 和位置C 会将保险箱锁上,转至位置B 时则能将锁打开;这种保险箱有「两把」不同的钥匙。第一把私钥只能顺时针转动(从A → B → C),第二把公钥只能逆时针转动(从C → B → A)。
图片来源:《public-key cryptography for non-geeks》CC-BY-SA-3.0
在上述比喻中共提到了一个保险箱、两把不同的钥匙,这三个物品的对应概念如下:
- 保险箱:保险箱代表使用「非对称式密码学」加密技术(Asymmetric cryptography),在下方的实际应用案例解释中,将机密文件放入保险箱,就好比使用加密技术针对该文件进行加密。
- 只能顺时针转动的钥匙:脑哥的「私钥」,只有脑哥本人拥有它,不对外公开。
- 只能逆时钟转动的钥匙:脑哥的「公钥」,任何人都可以取得脑哥的「公钥」,可对外公开。
也就是说「脑哥私钥」可以从A 转到B 再转到C ,而「脑哥公钥」可以从C 转到B 再转到A。现在,我们可以看到一些有趣的用途。
【用途一:资讯加密】
确保资料传输过程安全无虞
假设小明想向脑哥发送一份机密文件,小明将文件放入特殊保险箱中,并使用脑哥公开的「公钥」把保险箱(从C 转到B 再转到A)锁住。
此时,全世界只有脑哥一人有办法打开保险箱,使用他一人独自拥有的「私钥」(从A 转到B)才能解锁,确保了资料传输过程中的安全性。
这就是所谓的「公钥密码学」技术,透过「公钥加密,私钥解密」保护被传送的资讯本身,只有私钥拥有者才可以阅读。
用途一:资讯加密防护
【用途二:数位签章】
佐证这份文件是由小明本人寄出的
另外一个我们好奇的点,脑哥如何确认机密文件真的是由小明寄出的?
要证明机密文件确实由小明寄出很简单!只要将用脑哥公钥上锁的保险箱,放入另一个保险箱中(箱中箱),并用小明自己拥有的「私钥」(从A 转到B 再转到C)锁住外层保险箱。
由于用小明的「私钥」上锁的保险箱,只有小明的公钥才能打开,因此当脑哥收到保险箱时,只需要先用小明可公开的「公钥」,将钥匙向左转(从C → B ),如果外层保险箱能打开,就可以确认这一份文件是由小明本人所寄出的,因为外层保险箱只有小明本人能上锁(私钥)。
这样的举动被称作「数位签章」(Digital Signature)。这是「公钥密码学」技术的另一种用例,透过「私钥加密,公钥解密」证明讯息发布者的正当性,验证数位签章的签署者,就是签署者本人。
用途二:数位签章
回顾以上概念,在区块链世界里,使用公钥加密有如把资金投入保险箱,如果要打开保险箱,这个动作就是私钥解密,谁持有私钥谁就是保险箱的主人,谁就有资格动用这笔钱;另一方面,使用私钥加密则是在资金传递之前,发送人先进行签名,以确保交易发起者的身份。
- 私钥(不可公开)私钥加密= 交易发起者数位签章
- 私钥解密= 加密货币钱包控制权
- 妥善保管,不得公开
- 公钥(可以公开)公钥解密= 确认是由付款方本人发起交易
- 公钥加密= 确保资金只有收款方能使用
- 地址(Address)犹如银行帐号,用来接收别人转帐
- 可以公开
加密货币钱包转帐实例:一笔转帐,两次加密
我们以「小明发送1 个稳定币给脑哥」来说明加密货币钱包转帐。
- 首先,小明必须填写脑哥的钱包地址,钱包地址是由脑哥公钥所产生,所以将资金发送到脑哥钱包地址等于使用了「脑哥公钥」加密这笔交易,确保资金送达后,因为只有脑哥有「脑哥私钥」,确保了只有脑哥才有权动用这笔钱。
- 与此同时,小明也用了「小明私钥」进行数位签章(加密)确认,传达了这笔转帐是小明由发出。接下来,区块链上面的矿工们将验证这笔交易,会利用「小明公钥」来检查,检查到底是不是小明发起的交易、是不是小明利用数位签章签的名,以此来得知交易的真实性与正当性。如果验证正确,这笔交易将成立并且被写入区块内。
也就是说,小明先把要传递的资金,先用小明私钥加密一次(数位签章),然后再使用脑哥公钥加密一次(资讯加密),经过这两次加密,才把资金传送给脑哥。
小明发送1 个稳定币给脑哥
加密货币钱包种子与助记词
如果你有过使用像是MetaMask 小狐狸钱包的经验,此刻你可能会产生一些困惑:「怎么还没有介绍到助记词」、「助记词是什么,跟私钥是一样的东西吗」、「为什么MetaMask 一个钱包就可以产生一大堆钱包地址」⋯⋯以下依序说分明。
接下来,让我们从「私钥」做进一步延伸讨论,完善加密货币钱包的发展回顾。
种子是什么?
种子(Seed)是一段随机生成的字串序列,用来生成加密货币钱包的公私钥对(Keypairs)。一颗种子就能产生许多私钥。
种子示意图
在使用加密货币的过程中,你可能因为专款专用、安全考量等原因,希望在不同情况下使用不同的钱包地址。然而,如果每个地址都需要对应不同的私钥,这会导致管理私钥的麻烦。
于是比特币社区32 号提案出现了,它定义了现今主流采用的「阶层式确定性钱包」(Hierachical Deterministic Wallets, HD Wallet)架构,让单一种子产生树状结构储存一系列的公私钥对,再进一步生成一系列的钱包地址。
阶层式确定性钱包由比特币社区32 号提案提出,旨在建立一套分层钱包标准。透过一颗共同的种子,就可以导出任意组私钥,私钥推导采用不可逆算法,只能由高层级推导低层级。
BIP32:Hierarchical Deterministic Wallets
BIP32:Hierarchical Deterministic Wallets
这么做的好处是,用户只需备份一组助记词种子,就可以轻松恢复整个钱包,而无需单独备份每个私钥。
助记词是什么?
助记词是私钥的另一种表现形式。
刚刚提到的私钥,最原始的样貌是256 位元(256 个0 或1),相当占据空间,如果以16 进位制来表达,可缩短为64 个字串,其中每一个字串都是由组字0-9 和大小写英文字母AF 随机生成。
想要记住这一长串不规则的私钥是非常困难的。因此,有人开始探索以更便利的方式来备份和记住私钥。后来有人提出使用「协议定义过的单词表」来推导私钥,这样子我们只需要记下几组简单的英文单词,就等于记下一串不规则的私钥,这就是助记词(mnemonic phrase、recovery phrase、seed phrase)的由来。
协议定义过的单词表加密货币的起源——比特币——2009 年诞生之初是没有助记词一说的。 直到2013 年,比特币社区39 号提案提出使用随机演算法生成的2048 个单词,采用PBKDF2(Password-Based Key Derivation Function)方法转换成种子(Seed),种子再依据32 号提案定义的方式建构钱包和推导私钥。 这些单词一般由12 或24 个英文单字组成,这就是助记词的由来。
助记词是私钥的另一种表现形式
加密货币钱包都会提供备用份的助记词,通常是12 或24 个单词,请照顺序手写在纸上(建议不要截图、拍照或存在云端,以避免外泄)并妥善保管。在装置遗失或故障时,助记词可以帮你找回钱包和数位资产。
建议使用纸本抄写助记词
回顾以上讨论,我们可以厘清一个重要观念:助记词、种子和私钥之间虽然是类似的表现方式,但严格来说,它们彼此之间不能划上等号,意即:
助记词≠ 种子≠ 私钥助记词→ 种子→ 私钥→公钥→ 地址
示意图|助记词→ 种子→ 私钥→公钥→ 地址
总的来说,基于比特币社区39 号提案,我们可以用「助记词」来生成「种子」,再透过32 号提案,就可以推导出大量「公私钥对」与「钱包地址」。
注:除了以上提及以外,还有一个44 号提案,让同一个种子推导出来的地址,支援「多币种、多帐户」等功能,进一步优化了加密货币钱包的发展。本文仅简单带过,有兴趣的读者可以自行深究。
有了以上背景知识,我们就可以在「Mnemonic Code Converter」助记词生成网站来体验一下这流程,可清楚观察到,助记词不只是帮「助记」私钥,事实上它们是推导出私钥的「源头」。
加密货币钱包、虚拟货币钱包、数位钱包有什么差别?
加密货币钱包、虚拟货币钱包和数位钱包是一般报章杂志内容常会用到的术语,用于描述储存和管理代币的工具或平台。虽然这些术语常被拿来互换使用,但它们之间有细微的差异,以下说分明:
- 加密货币钱包(Cryptocurrency Wallet)加密货币钱包专指用于储存和管理「加密货币」的软体工具,保存了用户的私钥和公钥,以便在区块链网路上进行各种交互;并允许用户查看余额、发送和接收加密货币。
- 虚拟货币钱包(Virtual Currency Wallet)虚拟货币钱包用来储存和管理「虚拟货币」指的是任何非实体的货币。除了基于区块链技术、去中心化的加密货币以外,坊间透过大型企业发行、并保留最终决定权的点数、积分(例如虾币、街口币、Line Point、Open Point 等),都可以被称为虚拟货币。
- 数位钱包(Digital Wallet)数位钱包又名「电子钱包」,提供数位支付功能,为用户提供「非现金」的消费结帐付款方式。是一种能整合银行帐户、信用卡、签帐卡、金融卡、电子票证的手机平台或是行动App;常见的数位钱包有Apple Pay、Google Pay、LINE Pay、街口支付、Samsung Pay、PayPal、台湾Pay、Pi 拍钱包等。
总结来说,加密货币钱包专门用来储存和管理「加密货币」,而虚拟货币钱包的范围更广,任何储存、管理非实体货币的钱包都可算作此类;数位钱包则是提供数位支付功能,为用户提供「非现金」消费结帐付款工具。
加密货币钱包分类
理解完加密货币钱包的背景知识——私钥(助记词生成种子,种子生成私钥)、公钥、地址——后,我们循着「私钥控制权」的脉络为加密货币钱包做了以下分类:
交易所钱包
交易所钱包的私钥(助记词)是被中心化机构所掌控。
一般新手加入币圈时,通常会在币安、OKX 这种「中心化」加密货币交易所注册一个帐户。在这种情况下,虽然交易所会为你生成一个加密货币钱包并提供钱包地址,但你并不持有该钱包的私钥,因为这个私钥由交易所代为保管。
因此,你的资产实际上是被托管在交易所内,你只拥有「登入并查看」钱包余额的权限,并未真正取得钱包的所有权。这与在传统金融圈买卖股票时,资金被托管在证券交割户的概念相似。
把资产放在第三方「中心化」机构里被托管,平时操作管理方便,和网路下单买卖股票的体验差不多;却也将资产曝露在「平台方出事」的风险里,轻则资金暂时性冻结,重则交易所永久倒闭,例如不久前2022 年底的FTX 交易所暴雷风波,以及更早期2014 年的Mt. Gox 交易所遭骇事件⋯⋯切记,Not Your Keys, Not Your Coins。
热钱包(Hot Wallet)
热钱包允许你自行保管你的私钥(助记词),私钥被储存在线上软体内,使用时需连接网路。
当你在币圈中积累了一些经验,脱离了新手阶段,你可能会听说过像Metamask 小狐狸之类的热钱包。热钱包是一种运行在「电脑、手机等连网设备」上的加密货币钱包,可以是电脑浏览器的外挂插件,也可以是手机上的App 应用程式。
热钱包安装完成后,我们可以透过它进行转帐、收款以及与各种去中心化应用程式(dApps)进行连接和互动。当前的情况是,私钥储存在你的软体内,你可以随时查看并把它抄写下来备份,这样私钥就由你自行保管;这样一来,我们完全掌控自己的钱包,自己保管了自己的资产。
不过需要注意的是,由于热钱包的私钥生成、储存和使用都与网路相连,因此遭到网路骇客攻击的风险较高,并不是绝对安全的解决方案。
例如MetaMask、Phantom Wallet、OKX Web3 Wallet、Trust Wallet、Coinbase Wallet 都是加密货币领域中,常见且受欢迎的热钱包。
冷钱包(Cold Wallets)
冷钱包允许你自行保管你的私钥(助记词),私钥被储存在实体硬体内,使用时不会连接网路。
更进阶的用户开始慎重考虑入手一款冷钱包,它的外型长得像随身碟、信用卡或什至是一张纸。冷钱包与热钱包最大差别,在于私钥的生成、储存与使用都不会连接网路,而是在一个由你保管的「与网路隔绝」实体硬体内,自然不会有私钥被骇走的可能。
实际使用冷钱包,执行任何交易需要授权时,都需要我们「掏出」实体冷钱包才能进行操作,这种感觉就像把私钥转变成一把真正的实体钥匙,操作起来有实在的「手感」。
另外需要澄清的观念是,冷钱包里不储存代币,而是保管着你的私钥,你的加密货币资产始终都记录在区块链上;当你要使用这些资金时,进行数位签章(Digital Signature)的动作是在「与网路隔离」的冷钱包上进行。你的授权许可透过USB 或蓝牙传输——不连网——发送到到区块链上,完成该笔交易。
币圈常见的冷钱包品牌包括了CoolWallet、Ledger、SafePal S1、Trezor 和ELLIPAL 等,链习生有一篇专门的文章,从CP 值、国际知名度、价格实惠等角度来分析与推荐这些冷钱包。
加密货币如何存放才安全?
说了这么多,你可能会好奇三种钱包的主要差异,以及各自存在的风险为何?
我们为大家汇整了一张表格,回顾这篇文章所讨论的,比较了交易所钱包vs 热钱包vs 冷钱包三种加密货币保存方式的特色,与彼此面临的风险来源:
交易所钱包vs 热钱包vs 冷钱包
承先前的讨论,我们已经明白所谓的「自己保管自己的资产」就是指「自己保管私钥」。
不讳言,虽然使用热钱包/冷钱包保管加密货币的方式,能够避免平台方(因为破产、跑路、被骇)倒闭的风险,但这并不意味着万无一失从此没有风险,只是风险换了一个形式存在。风险从平台方转移到自己身上,从「倒闭」化为「助记词遗失、被骇」的风险。
不过这样的转变,让风险从不可控变得可控,这一点已经非常有价值了。
我适合哪一种加密货币钱包?
其实我们可以把自己的资金做分类:
- 日常用来「频繁交易」的加密货币,可以存放在功能多且使用上较为方便的交易所钱包。
- 其它用来「长期持有」不常动用的加密货币,则建议储存在自己的热钱包/冷钱包中较为稳妥。
曾听过有人提出一个务实的做法,跟银行租一个保险箱,把自己的助记词锁进去,以防丢失。但回过头来,不是说要「自己保管自己的资产」吗,怎么又转向第三方机构求助了?
也许正如同全球最大加密货币交易所创办人赵长鹏(CZ)所下的注解:
中心化与去中心化不是二元对立,自由与安全齐头并进才是追求。
到此这篇关于加密货币钱包是什么?加密货币钱包运作原理、冷热钱包差别一次搞懂!的文章就介绍到这了,更多相关加密货币钱包是什么内容请搜索币圈项目网(cnsite.cc)以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持币圈项目网(cnsite.cc)!
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