以太坊:比特幣、以太坊地址類型及其生成機制全解析

1、前言

我們將推出名為“Foundations”的新系列。這個新系列將以淺顯易懂的方式介紹區塊鏈技術的各“技術”維度。本文，我們會從地址概念出發。首先我們將進行地址的基本介紹，然后深入研究以太坊和比特幣地址的詳細內容。公鑰--私鑰、EOA、智能合約，以及“notyourkeys,notyourcrypto”都將在本文得到詳盡解釋。像往常一樣，我們將使用鏈上數據來突出關鍵概念，并提供重要背景幫助你更好理解。

2、加密貨幣地址

地址的概念可能是加密貨幣世界最基本的概念。不管是哪個區塊鏈，地址都是區塊鏈上的“身份”單位，所有的交互都以地址開始，以地址結束。無論是執行簡單的轉賬還是使用DeFi協議進行復雜的交易，地址都是至關重要的。雖然不同鏈之間的地址存在著細微差異，但它們都可以用于鏈上資產唯一標識和分組。

接下來，我們將詳細討論以太坊地址。以太坊地址有哪些不同的類型，它們是如何生成的，如何使用的。然后我們將闡述比特幣地址和比特幣網絡上最重要的四種地址類型。

但首先要搞清楚，“擁有”地址的是誰？

我們先來澄清一些模糊的認知：單個地址并不一定意味著單個用戶。一個地址背后可能有一群人，一個人也可能有多個地址。一個地址甚至可以是一個智能合約，不被任何單個用戶“擁有”。然而，地址是區塊鏈中身份的原子單位，與地址所有者或操作者無關。但我們很快就會知道，真正的所有權屬于地址私鑰的管理者。

報告：比特幣的主導地位下降表明有資金流入不同用例的項目:金色財經報道，CoinDesk Research將放棄其第三季度的季度回顧，該報告指出，9 月份比特幣的主導地位即原始加密貨幣在加密貨幣總市值中的份額為 42%。這是過去四年中任何一年中該時間點的最低水平。CoinDesk Research 分析師 George Kaloudis 和 Teddy Oosterbaan表示，這是由于其他網絡的爆炸式增長，而不是比特幣的力量下降。BTC 失去主導地位并不意味著它正在失敗，尤其是當它繼續鞏固自己作為一個健全的貨幣和全球貨幣網絡的地位時。比特幣的主導地位下降更準確地表明，有資金流入具有不同用例的其他項目，這通常發生在數字資產樂觀時期。（coindesk）[2021/10/4 17:22:52]

3、以太坊地址

以太坊地址是一個20字節的唯一序列，1字節為8bit，所以以太坊有28*20=2160種可能的地址。雖然地址長度只有20個字節，但以太坊的地址空間比IPv62128大得多，當然，“猜測”某個現有賬戶的私鑰的成功概率是非常小的。通常，地址顯示為以“0x”開頭的字符串，后面是40個十六進制字符。在以太坊系統中，每個地址都對應著相關的原生加密貨幣余額。余額多少不等，從略高于0ETH到最大超過1900萬ETH。然而，除了最大的地址余額之外，ETH分布在數百萬個地址上，如下所示。在下圖，我們可以看到，在總共1.2億個ETH中，有近1億個被余額至少為100ETH的地址所持有。

比特幣Taproot升級已經開始，礦工有3個月的時間遷移:據CoinDesk消息，今天的難度調整啟動了比特幣Taproot升級激活的第一階段。 從今天開始，希望采用升級的礦工可以通過在自己開采的稱為“信號位”的數據塊中包含特殊數據來表示支持。如果在此困難時期（或從現在到8月11日超時之間發生的任何其他大約兩周的困難時期）中開采了90％的區塊，則升級將“鎖定”在今年11月激活。如果網絡在超時前仍未達到90％的閾值，則升級將失敗，將返回圖紙。之前消息，用于Taproot升級的Speedy Trial已合并到比特幣核心源代碼中。[2021/5/2 21:17:16]

以太坊地址有兩類：外部擁有賬戶和智能合約賬戶。二者區別在于EOA關聯私鑰，而智能合約則關聯合約代碼。這意味著只有EOA可以簽署交易并在以太坊系統內啟動計算，而智能合約必須由源自EOA的交易“激活”。

例如，0xd8dA6BF26964aF9D7eEd9e03E53415D37aA96045是V神的已知個人EOA賬戶，而0xA0b86991c6218b36c1d19D4a2e9Eb0cE3606eB48是穩定幣USDC的智能合約地址。對于像V神這樣的EOA賬戶來說，私鑰通常由商業化“錢包”管理，如MetaMask。但也可以使用其他方法進行管理，比如Python腳本或硬件錢包等。

觀點：加密礦業股可能會繼續在“現代數字淘金熱”中擊敗比特幣:據CoinDesk消息，根據FundStrata的研究，在過去的一年中，加密貨幣礦業股票的表現超過了比特幣。FundStrat指出，比特幣和更廣泛的加密市場是“現代數字淘金熱”，這意味著加密礦業股票可能會進一步上漲。因為礦工在確保比特幣網絡正常運行方面發揮著至關重要的作用，所以投資者一直在尋找機會接觸礦業公司，礦業公司以挖掘比特幣的形式產生收入。另外，FundStrata表示，投資者也需要注意，礦業公司股票可能是比特幣的高風險投資。當加密貨幣進入熊市周期時，預計礦業股票的下行波動性將大于比特幣。[2021/3/20 19:02:29]

以太坊地址從何而來？

外部擁有賬戶地址和智能合約地址都有不同的生成方式，涉及到一系列加密操作。事實上，這就是加密貨幣之所以叫做“加密貨幣”的一個關鍵原因。

EOA地址

帳戶生成過程首先是生成私鑰，這是一組256bit的隨機數。這組隨機數必須保密，因為僅私鑰自身就可以完全控制地址了。這個隨機數就是“notyourkeys,notyourcrypto”這句話的根源。因為如果沒有這組隨機數，或者如果其他人得到了這組隨機數，他們就可以訪問你的地址，獲取與你的地址綁定的身份信息，甚至竊取你留在那里的全部的錢和藏品。

接下來，私鑰用于橢圓曲線數字簽名算法的輸入。顧名思義，該算法使用橢圓曲線生成另一組長度為512bit的數字，稱為公鑰。這兩組數字統稱為公鑰/私鑰對。

行情 | 比特幣期貨9月份跌超5%，第三季度則漲超12%:CME比特幣期貨BTC 11月合約收漲25美元，漲幅大約0.38%，報6670美元，本周跌約0.97%，9月份跌約5.26%，據統計，6月29日以5865美元創前月合約收盤紀錄最低，前月合約第三季度累漲約13.73%。CBOE比特幣期貨XBT 11月合約收跌65美元，跌約0.97%，報6640美元，本周跌超1.30%，9月份跌超5.78%，6月29日以5897.50美元創CBOE比特幣期貨前月合約收盤紀錄最低，前月合約第三季度累漲逾12.59%。[2018/9/29]

最后，使用Keccak256函數計算公鑰的哈希值，產生另一個256bit序列。然后截取保留該序列的最后20字節或160bit，這就是以太坊使用的地址。下圖圖解了這個過程。

這個過程可以通過多種方式完成，但是，大多數用戶選擇廣泛適用的“錢包軟件”或開源軟件來生成和管理他們的私鑰。從技術上講，除了生成和管理私鑰和地址之外，EOA通常由一個人、一群人或具有關聯私鑰訪問權限的專業保管人控制。該私鑰用于簽署交易，這是將ETH發送到另一個EOA賬戶或智能合約的關鍵步驟，私鑰必須保密并進行高度安全的妥善保管。我們在下文講到冷錢包時會進行更多相關探討。

智能合約地址

比特幣、以太坊交易量持續下降:數據顯示，BTC交易量與價格下跌趨勢一致，并于2月26日降至兩年低點，僅18萬筆確認交易。去年12月，BTC交易量一度超過45萬筆。無獨有偶，以太坊的交易水平也有所下降，近期低至64萬，與去年12月相近。盡管交易量下降，但以太坊的費用卻增加至14美分。[2018/3/6]

EOA是在以太坊上使用區塊鏈的第一步，無論是在簡單的轉賬交易中發送ETH，還是與智能合約進行交互。然而，EOA還執行一個特殊功能，那就是智能合約部署。在智能合約的部署過程中，產生了第二種以太坊地址類型。

該過程首先將一些編譯后的EVM兼容字節碼插入到一個交易中，該交易被發送到“特殊”部署地址0x0。然后，以太坊協議本身使用一種結合EOA部署公鑰及其nonce的算法。

更具體地說，將地址和nonce連接起來，然后將遞歸長度前綴序列化。生成的字節序列再通過Keccak256計算得出哈希值，取最后的20個字節作為智能合約地址。

智能合約地址是非常重要的信息，因為它們是交易與合約交互的入口。例如，如果想要在UniswapV2上進行代幣互換，那么工廠合約地址將非常重要，0x5C69bEe701ef814a2B6a3EDD4B1652CB9cc5aA6f。

量化以太坊地址

如上所述，以太坊有2160種可能的地址總數，下圖顯示了這些地址中目前鏈上所見數量。圖中，地址按類型分組，顯示了近1億個EOA賬戶的ETH余額非零，智能合約賬戶超過3000萬個。雖然這些都是相當大的數字，但與可能的總數相比，是微不足道的，這對以太坊用戶來說是個好消息，可以放心，我們離耗盡地址還遠著呢。

4、比特幣地址

相較以太坊，比特幣地址有更多的細節需要解決。首先來看地址類型，比特地地址類型其實主要有四種：Legacy、Pay-to-Script-Hash、Segwit和Taproot。盡管比特幣使用不同的會計方法——未消費交易輸出模型——來跟蹤鏈上的加密貨幣，但我們將重點關注下面幾種不同的地址類型。

Legacy地址

這些地址包括比特幣系統原始部署中使用的地址，并且很容易識別，這些地址是以“1”開頭的。它們的生成方式與以太坊地址的生成方式非常相似，從公鑰/私鑰對的生成開始。

然后像以太坊一樣，計算公鑰的哈希值，但使用的是SHA-256算法。所得的256bit序列隨后使用RACE原始完整性校驗消息摘要再次計算哈希值，得到20字節的序列。回過頭看，這個過程與以太坊非常相似，但是，顯示為文本形式時，比特幣通常使用的是Base58CheckEncoding。這意味著20字節序列使用58個字符編碼，而非十六進制編碼中使用的16個字符。基本上，存儲在計算機內存中的相同的160bit的0、1序列會通過一組16字符或58字符呈現到屏幕上。當然還有很多其他編碼，但這是特別為比特幣選擇的編碼。

Pay-to-Script-Hash地址

P2SH地址以“3”開頭，從技術上來說屬于腳本，可用于要求多重簽名的轉賬事宜等。比特幣的“Pay-to-Script-Hash”的真實性質超出了我們的探討范圍，但簡單來說，P2SH地址是使用Base58Check對腳本代碼哈希進行編碼。因此，可以將P2SH地址概念化為腳本的20個字節哈希的編碼，類似于公鑰的20個字節哈希的編碼。

SegWit和Taproot地址

為了提高區塊空間的效率并改善費用，SegWit在地址的構造方式上引入了一些變化。具體的算法細節計較乏味，因此我們在這里跳過細節，但是人們可以輕松地一眼看到這些以“bc1”開頭的新地址。除了SegWit之外，以“bc1p”開頭的Taproot地址進一步提高了交易效率，并提供了更好的隱私性。

與以太坊類似，下圖顯示了按地址的總余額大小匯總的比特幣總余額。與以太坊類似，絕大多數比特幣由價值最高的那些地址持有。然而，仔細檢查數據以更好地理解分布結構是非常重要的。

5、關于加密地址的更多內容

除了地址生成機制外，還有一些關于地址的其他概念我們應該理解，包括：熱/冷錢包，以及VanityAddress和ENS。

熱錢包和冷錢包

加密貨幣資產“存活”在區塊鏈本身上，或被存儲為原生第一層貨幣，或被存儲于智能合約余額賬本。區塊鏈本身可以被視為存儲在各自網絡節點中的分布式數據庫。這意味著用戶并不托管加密貨幣，而是托管與各個區塊鏈上各自地址關聯的私鑰。因此，真正的私有信息必須保證安全，因為這些私有信息就是與地址相對應的私鑰。

在加密世界中，存儲私鑰的方法主要有兩種：熱錢包和冷錢包。二者很容易區別：熱錢包是連接互聯網的私鑰存儲系統，而冷錢包是沒有連接互聯網的系統。完全斷開與互聯網的連接使私鑰得到更安全的保護。想要獲取私鑰，必須先獲取冷錢包設備。總而言之，存儲在錢包中的不是加密貨幣本身，而是與區塊鏈上余額地址相關聯的私鑰。私鑰管理越來越復雜，現在越來越流行一種數字資產安全方法，那就是多方計算，多方計算將私鑰分解為加密共享數據分配給多個參與者。

VanityAddress和ENS

VanityAddress和其他地址一樣，但是，該地址的某部分將超出意料中的隨機性。前幾個字符可能會拼出一個英文單詞、短語或名稱，比如Legacy比特幣地址：1googLemzFVj8ALj6mfBsbifRoD4miY36v。這些地址可用于更輕松地識別交易對手方，并可用于品牌宣傳和營銷。這些地址的生成過程得到了幾個開源項目的支持，例如Vanitygen。然而，應該注意的是，這個過程可能需要非常密集的計算資源，因為它需要一個“guess-and-check”類型的算法。謹慎的做法是，不要輕信在線工具去獲取vanityaddress，因為它們也會獲取你的私鑰副本，正如那句話所說的，“Notyourkeys,notyourcrypto.”。事實上，去年在“Profanity”以太坊vanityaddress地址生成器中就有一個漏洞被利用了。

作為一個正式的系統，為了不必須生成容易記憶的vanityaddress，以太坊有一個叫做以太坊域名服務的應用程序，就像域名系統簡化了傳統互聯網的訪問一樣。與URL非常相似，用戶可以購買以“.eth”結尾的自定義名稱，智能合約創建這些標簽的記錄，這些記錄在鏈上公開可用。借用上文提到的V神的例子，我們可以看到他的ENS名稱是vtalik.eth。ENS名稱，就像URL一樣，讓以太坊區塊鏈更加用戶友好，因為字母數字組合比20字節序列更容易記住，這增強了網絡的便利性和安全性。

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