以太坊Web钱包: 账号Keystore文件导入导出
如何导入Geth创建的账号？
如何进行导入操作呢？对于使用Geth的用户，他们可能已经了解，在Geth创建帐户时会生成一个相应的Keystore JSON文件。Keystore文件用于安全存储私钥信息，因此，我们的任务是将该Keystore文件导入。通常情况下，Keystore文件位于区块链数据同步目录的"keystore"文件夹中，例如：~/.ethereum/keystore。
详细解读 Keystore 文件
为什么需要 Keystore 文件
私钥代表了一个账号，最简单的保管账号的方式就是直接把私钥保存起来，如果私钥文件被人盗取，我们的数字资产将洗劫一空。
Keystore文件是以加密方式存储密钥的一种文件。这种方法的好处在于，当要发起交易时，首先需要使用密码解密Keystore文件以获取私钥，然后才能签署交易。这种双重安全层确保了数字资产的安全性，因为黑客必须同时获取Keystore文件和密码才能夺走我们的数字资产。
Keystore 文件如何生成的
以太坊是使用对称加密算法来加密私钥生成Keystore文件，因此对称加密秘钥(注意它其实也是发起交易时需要的解密秘钥)的选择就非常关键，这个秘钥是使用KDF算法推导派生而出。
使用 KDF 生成秘钥
密码学KDF（key derivation functions），其作用是通过一个密码派生出一个或多个秘钥，即从 password 生成加密用的 key。
而在Keystore中，是用的是Scrypt算法，用一个公式来表示的话，派生的Key生成方程为：
DK = Scrypt(salt, dk_len, n, r, p)
其中的 salt 是一段随机的盐，dk_len 是输出的哈希值的长度。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。
Litecoin 就使用 scrypt 作为它的 POW 算法
对私钥进行对称加密
上面已经用KDF算法生成了一个秘钥，这个秘钥就是接着进行对称加密的秘钥，这里使用的对称加密算法是 aes-128-ctr，aes-128-ctr 加密算法还需要用到一个参数初始化向量 iv。
Keystore文件
{
"address":"856e604698f79cef417aab...",
"crypto":{
"cipher":"aes-128-ctr",
"ciphertext":"13a3ad2135bef1ff228e399dfc8d7757eb4bb1a81d1b31....",
"cipherparams":{
"iv":"92e7468e8625653f85322fb3c..."
},
"kdf":"scrypt",
"kdfparams":{
"dklen":32,
"n":262144,
"p":1,
"r":8,
"salt":"3ca198ce53513ce01bd651aee54b16b6a...."
},
"mac":"10423d837830594c18a91097d09b7f2316..."
},
"id":"5346bac5-0a6f-4ac6-baba-e2f3ad464f3f",
"version":3
}
来解读一下各个字段：
在Keystore文件中，有以下重要字段：
- address： 这是账号的地址。
- version： Keystore文件的版本，目前为第3版，也称为V3 KeyStore。
- id： 这是一个唯一标识符（UUID），用于标记Keystore文件的唯一性。
- crypto： 这部分包括了与加密相关的配置信息。
- cipher： 它是用于加密以太坊私钥的对称加密算法，具体使用的是aes-128-ctr算法。
- cipherparams： 这包括了aes-128-ctr加密算法所需的参数，主要是初始化向量（IV）。
- ciphertext： 这是加密算法输出的密文，也是在将来解密时所需的输入。
- kdf： 该字段指定了使用的密钥派生函数（Key Derivation Function）算法，这里使用的是scrypt。
- kdfparams： 这部分包括了scrypt函数所需的参数。
- mac： 用来验证密码正确性的消息认证码（MAC），计算方式是mac = sha3(DK[16:32], ciphertext)。
这些字段共同构成了Keystore文件，确保了私钥的安全存储和保护。
总结一下Keystore 文件的产生：
- 使用scrypt函数 （根据密码 和 相应的参数） 生成秘钥
- 使用上一步生成的秘钥 + 账号私钥 + 参数 进行对称加密。
- 把相关的参数 和 输出的密文 保存为以上格式的 JSON 文件
如何确保密码是对的？
当我们在使用Keystore文件来还原私钥时，依然是使用kdf生成一个秘钥，然后用秘钥对ciphertext进行解密
正是在这一步，不论你使用什么密码，都将生成一个私钥。然而，最终生成的以太坊私钥的正确性却仍然是一个谜。
这就是Keystore文件中MAC（消息认证码）值的作用。MAC值是通过对KDF输出和密文进行SHA3-256哈希运算得到的结果。显然，不同的密码会产生不同的MAC值，因此MAC值用于验证密码的正确性。验证过程可以用下图表示：
用ethers.js 实现账号导出导入
ethers.js 直接提供了加载keystore JSON来创建钱包对象以及加密生成keystore文件的方法，方法如下：
// 导入keystore Json
ethers.Wallet.fromEncryptedJson(json, password, [progressCallback]).then(function(wallet) {
// wallet
});// 使用钱包对象 导出keystore Json
wallet.encrypt(pwd, [progressCallback].then(function(json) {
// 保存json
});
现在结合界面来完整的实现账号导出及导入，UI图如下：
HTML 代码如下：
<h3>KeyStore 导出:</h3>
<table>
<tr>
<th>密码:</th>
<td><input type="text" placeholder="(password)" id="save-keystore-file-pwd" /></td>
</tr><tr>
<td> </td>
<td>
<div id="save-keystore" class="submit">导出</div>
</td>
</tr>
</table>
上面主要定义了一个密码输入框和一个导出按钮，点击“导出”后，处理逻辑代码如下：
// "导出" 按钮，执行exportKeystore函数
$('#save-keystore').click(exportKeystore);exportKeystore: function() {
// 获取密码
var pwd = $('#save-keystore-file-pwd');// wallet 是上一篇文章中生成的钱包对象
wallet.encrypt(pwd.val()).then(function(json) {
var blob = new Blob([json], {type: "text/plain;charset=utf-8"});// 使用了FileSaver.js 进行文件保存
saveAs(blob, "keystore.json");});
}
FileSaver.js 是可以用来在页面保存文件的一个库。
再来看看导入keystore 文件, UI图如下：
<h2>加载账号Keystore文件</h2>
<table>
<tr>
<th>Keystore:</th>
<td><div class="file" id="select-wallet-drop">把Json文件拖动到这里</div><input type="file" id="select-wallet-file" /></td>
</tr>
<tr>
<th>密码:</th>
<td><input type="password" placeholder="(password)" id="select-wallet-password" /></td>
</tr>
<tr>
<td> </td>
<td>
<div id="select-submit-wallet" class="submit disable">解密</div>
</td>
</tr>
</table>
上述代码片段主要包含一个文件输入框、一个密码输入框和一个“解密”按钮。因此，它的主要逻辑分为两部分：一是文件读取，二是解析和加载账户。以下是关键代码：
// 使用FileReader读取文件，
var fileReader = new FileReader();
fileReader.onload = function(e) {
var json = e.target.result;// 从加载
ethers.Wallet.fromEncryptedJson(json, password).then(function(wallet) {}， function（error) {
});
};
fileReader.readAsText(inputFile.files[0]);
这部分就介绍到这里
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