就像我们在银行的账户密码一样，决定比特币一个账户所有权的是与账户相关的三个核心概念：私钥、公钥和比特币地址。比特币钱包和交易与它们息息相关。
（一） 私钥、公钥和钱包地址（比特币地址）之间的关系
每个比特币钱包中包含一系列的密钥对，每个密钥对包括一个私钥和一个公钥。私钥（k）是一个数字，通常是随机选出的。有了私钥，我们就可以使用椭圆曲线乘法这个单向加密函数产生一个公钥（K）。有了公钥（K），我们就可以使用一个单向加密哈希函数生成比特币地址（A）。
事实上，比特币地址可以看作一种公钥。
他们之间的关系如上图所示，私钥可以通过椭圆加密算法生成公钥，公钥可以通过哈希函数生成比特币地址。反之，无法从比特币地址推断生成公钥，也无法从公钥推断生成私钥，这是由后面要介绍的非对称加密算法所实现的。
值得一提的是，掌握私钥就能生成相应的公钥和比特币地址（钱包地址），相当于掌握了整个账户，所以我们一定要保管好自己的私钥。
（二）私钥、公钥和钱包地址（比特币地址）生成流程图：
1. 首先使用随机数发生器生成一个『私钥』。一般来说这是一个256bits的数，拥有了这串数字就可以对相应『钱包地址』中的比特币进行操作，所以必须被安全地保存起来。
2. 『私钥』经过SECP256K1算法处理生成了『公钥』。SECP256K1是一种椭圆曲线算法，通过一个已知『私钥』时可以算得『公钥』，而『公钥』已知时却无法反向计算出『私钥』。这是保障比特币安全的算法基础。
3. 同SHA256一样，RIPEMD160也是一种Hash算法，由『公钥』可以计算得到『公钥哈希』，而反过来是行不通的。
4. 将一个字节的地址版本号连接到『公钥哈希』头部（对于比特币网络的pubkey地址，这一字节为“0”），然后对其进行两次SHA256运算，将结果的前4字节作为『公钥哈希』的校验值，连接在其尾部。
5. 将上一步结果使用BASE58进行编码(比特币定制版本)，就得到了『钱包地址』。
比如, 1A1zP1eP5QGefi2DMPTfTL5SLmv7DivfNa
（三）加密算法在比特币钱包和交易中的应用场景。
『私钥』用来生成『公钥』和『钱包地址』，也用来对交易进行签名。拥有了『私钥』就是拥有了对这个钱包余额的一切操作权力。
（1）使用『私钥』对交易进行签名
比特币钱包间的转账是通过交易（Transaction）实现的。交易数据是由转出钱包『私钥』的所有者生成，也就是说有了『私钥』就可以花费该钱包的比特币余额。生成交易的过程如下：
1. 交易的原始数据包括“转账数额”和“转入钱包地址”，但是仅有这些是不够的，因为无法证明交易的生成者对“转出钱包地址”余额有动用的权利。所以需要用『私钥』对原始数据进行签名。
2. 生成“转出钱包公钥”，这一过程与生成『钱包地址』的第2步是一样的。
3. 将“转出签名”和“转出公钥”添加到原始交易数据中，生成了正式的交易数据，这样它就可以被广播到比特币网络进行转账了。
（2）使用『公钥』对签名进行验证
交易数据被广播到比特币网络后，节点会对这个交易数据进行检验，其中就包括对签名的校验。如果校验正确，那么这笔余额就成功地从“转出钱包”转移到“转入钱包”了。
（四）生成私钥、公钥、比特币地址的示例代码。
椭圆加密算法使用的是 python 的 ecdsa 库，哈希算法使用的是 hashlib 。 另外没讲到的部分是 base58Checkencode , 这是在表示比特币地址时所用的方法，可以把地址压缩得更短 ，使得表示更为清晰。
（1）首先需要通过终端安装 ecdsa 包（椭圆加密算法库）。
Linux系统：sudo pip install ecdsa
Windows系统：直接下载源码安装。
（2）Python代码：（windows,python2.7 idle）
# -*- coding: UTF-8 -*-
import ecdsa
import ecdsa.der
import ecdsa.util
import hashlib
import os
import re
import struct
b58 = '123456789ABCDEFGHJKLMNPQRSTUVWXYZabcdefghijkmnopqrstuvwxyz'
def base58encode(n):
result = ''
while n > 0:
result = b58[n%58] + result
n /= 58
return result
def base256decode(s):
result = 0
for c in s:
result = result * 256 + ord(c)
return result
def countLeadingChars(s, ch):
count = 0
for c in s:
if c == ch:
count += 1
else:
break
return count
def base58CheckEncode(version, payload):
s = chr(version) + payload
checksum = hashlib.sha256(hashlib.sha256(s).digest()).digest()[0:4]
result = s + checksum
leadingZeros = countLeadingChars(result, '0')
return '1' * leadingZeros + base58encode(base256decode(result))
def privateKeyToWif(key_hex):
return base58CheckEncode(0x80, key_hex.decode('hex'))
def privateKeyToPublicKey(s):
sk = ecdsa.SigningKey.from_string(s.decode('hex'), curve=ecdsa.SECP256k1)
vk = sk.verifying_key
return ('04' + sk.verifying_key.to_string()).encode('hex')
def pubKeyToAddr(s):
ripemd160 = hashlib.new('ripemd160')
ripemd160.update(hashlib.sha256(s.decode('hex')).digest())
return base58CheckEncode(0, ripemd160.digest())
def keyToAddr(s):
return pubKeyToAddr(privateKeyToPublicKey(s))
#Generate a random private key
private_key = os.urandom(32).encode('hex')
print "Secret Exponent (Uncompressed) : %s " % private_key
print "Public Key : %s" % privateKeyToPublicKey(private_key)
print "Private Key : %s " % privateKeyToWif(private_key)
print "Address : %s " % keyToAddr(private_key)
（3）输出：
