基于Bitcoinj实现简易区块链钱包

推荐： 精通比特币 <http://8btc.com/article-1781-1.html>

比特币原理通俗读本
<http://wenku.baidu.com/link?url=jgJniXZL58tg2A_2EufzKwMCktAO2i67SLPiue79lhw8DqublPNdvUkuD-Dkzm8rjukJ0Idlz8e-SzGIoYpyVejpiyR3Hua_kkqHLgHpdYq>
， 比特币：运行原理、典型特性与前景展望
<http://wenku.baidu.com/view/cbe8aa16915f804d2b16c16c.html?re=view>

区块链中的公钥地址私钥 <http://8btc.com/article-1742-1.html>， 区块链中公钥、私钥、地址之间的关系
<http://www.bitcoin86.com/teach/6494.html>

比特币官方的开发者文档 <https://bitcoin.org/en/developer-guide#block-chain>

区块链中的数据结构 <http://8btc.com/article-1915-1.html>

比特币交易中的脚本 <http://www.8btc.com/understand-bitcoin-script>， 比特币系统的脚本
<http://www.8btc.com/bitcoin_script-concept>

实践

开源库bitcoinj相关文档 <https://bitcoinj.github.io/getting-started-java>，   
比特币官网的开发者样例 <https://bitcoin.org/en/developer-examples#regtest-mode>

 

 

<>1.    技术选择

<>1.1 开源框架

Bitcoinj    主页：https://bitcoinj.github.io/#introduction
<https://bitcoinj.github.io/#introduction>

 

<>1.1.1 网络参数NetworkParameters

此类用于选择比特币所属网络。
NetworkParameters params;  // 网络参数声明 params = TestNet3Params.get(); // 公共测试网络
params = RegTestParams.get(); // 私有测试网络 params = MainNetParams.get(); // 生产网络
 

<>1.1.2 Andiod数据存储

简单数据存储： SharePreference
<http://blog.csdn.net/crazyman2010/article/details/8454471>

复杂数据存储：sqlite

<>2 新用户注册

<>2.1功能

产生区块链确认个人账户的私钥、公钥、地址。

<>2.2技术点

<>2.2.1 身份证与地址对应

地址可以与身份信息多对一对应， 在中央数据库落地。

 

<>2.2.2 私钥生成算法

* 生成256 bit随机数, 私钥负载。
* 对私钥添加版本号，压缩标识，校验码，最后进行base58编码生成私钥。
bitcoinj实现方案：
ECKey ceKey = new ECKey(); NetworkParameters params = TestNet3Params.get();
ceKey.getPrivKey() // 私钥， BigInteger ceKey.getPrivateKeyAsHex() // 私钥， Hex
ceKey.getPrivateKeyAsWiF(params) // 私钥， WIF(Wallet Import Format)
ceKey.getPrivKeyBytes() // 私钥 byte[]
<>2.2.3 公钥生成算法

使用私钥， 通过椭圆曲线算法生成公钥。

bitcoinj实现方案：
ECKey ceKey = new ECKey(); NetworkParameters params = TestNet3Params.get();
ceKey.getPublicKeyAsHex(); // 公钥Hex ceKey.getPubKey() // 公钥原始字节数组byte[]
<>2.2.4 地址生成算法

Address  =  RIPEMD160(SHA256(公钥))

bitcoinj实现方案:
ECKey ceKey = new ECKey(); NetworkParameters params = TestNet3Params.get();
ceKey.toAddress(params).toBase58() // base58编码后的地址
2.3 实现方案

使用BitCoinJ的ECKey, Address两个模块。

生成的账户信息（地址，私钥，公钥）使用SharedPreferences存储。

 

<>3. 余额展示

<>3.1 功能

（1）展示用户的当前余额

（2）列出和用户相关的交易明细

<>3.2 技术点

3.2.1 UTXO的存储

从网络Node请求存储载有UTXO的Tx, 并存储于本地的SQlite中。

 

数据表结构[表名tx_utxo]：

Data   二进制数据, output所在的transaction，

index  output所在transaction的下表位置。

credit  可信度。 所在区块与尾部的距离。 如果不存在于区块， 值为0。

available 可用金额

hash    交易的hash码， 标识交易

 

建表语句：
CREATE TABLE IF NOT EXISTS tx_utxo( id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
data BLOB, credit INTEGER, available INTEGER, hash VARCHAR )
3.2.2 余额计算

分两步实现

（1）向Node请求与UTXOs相关的Tx列表， 并存储于数据库。

（2）获取Tx列表数据， 反序列化， 取得相关UTXO, 将金额相加。

<>4. 转账

<>4.1 功能

金额从当前账户转到指定账户

<>4.2 技术点

<>4.2.1 生成交易报文。

* 根据要花费的钱， 计算出使用哪些UTXO （文档Mastering Bitcoin的116页， 贪心算法实现）。
* 构造交易报文，大致流程如图。
bitcoinj实现方案：

* 构造input为空的交易。 String ownerPrivInBigIntegerStr =
"114975678953706493006078253903895427663346921000308885839647313125562885805365";
BigInteger ownerPrivInBigInteger =new BigInteger(ownerPrivInBigIntegerStr);
NetworkParameters params = TestNet3Params.get(); // 构造初始拥有者key ECKey ownerKey =
ECKey.fromPrivate(ownerPrivInBigInteger); Address ownerAddress =
ownerKey.toAddress(params); Transaction tx =new Transaction(params); Coin
initCoin = Coin.valueOf(1000L); tx.addOutput(initCoin, ownerAddress);
* 交易序列化， 转为bytes[] tx.bitcoinSerialize()
* 交易持久化， 二进制格式写入文件 FileOutputStream fo = new FileOutputStream("d:/tx.data");
tx.bitcoinSerialize(fo); fo.close();
* 从二进制文件中恢复，byte[]转交易对象 File rf = new File("d:/tx.data"); FileInputStream
fis= new FileInputStream(rf);byte[] buf = new byte[1000000]; fis.read(buf);
Transaction txx =new Transaction(params, buf);
* 构造花费utxo的交易。 Coin valueNeeded = Coin.parseCoin("0.09"); // 转账金额 //
转账地址、转账金额 SendRequest request = SendRequest.to(recieverAddress, valueNeeded);
request.changeAddress = ownerAddress; List<ECKey> ownerKeys =new
ArrayList<ECKey>(); // 设置当前用户的key ownerKeys.add(ownerKey); Wallet wallet =
Wallet.fromKeys(params, ownerKeys); WalletTransaction wtx = new
WalletTransaction(WalletTransaction.Pool.UNSPENT, unspend); // 将当前用户拥有的utxo
所在的交易加入列表 wallet.addWalletTransaction(wtx); // 生成交易 Transaction tx =
wallet.sendCoinsOffline(request);
<>4.2.2 交易合法性验证
// 将交易tx2的某个Trasanction的input与交易tx1相连
tx2.getInput(0).connect(tx1,TransactionInput.ConnectMode.ABORT_ON_CONFLICT);
tx2.verify();// 交易的基本数据校验 tx2.getInput(0).verify();// 交易的验签合法
<>4.2.3 确认交易成功。

交易成功分为以下几个级别。

* 转账已受理。Node受理成功。与Node通信获得。
* 转账成功。查询到转账记录所在的区块后已经有六个后继区块。与Node通信获得。
 

<>4.2.4 生成/扫描二维码

转账时需要以二维码的形式呈现地址。使用开源ZXing库实现。

完全参考博文：http://blog.csdn.net/bear_huangzhen/article/details/46053327
<http://blog.csdn.net/bear_huangzhen/article/details/46053327>

 

4.2.5 数据存储

使用Sqlite存储相关数据

[表名 tx_local]：用户本地发起的交易

 

_id    自增ID

data   二进制数据，tx序列化数据

credit  可信度。 所在区块与尾部的距离。 如果不存在于区块， 值为0。

amount 交易金额

fee     手续费

hash    交易的hash码， 标识交易

 

建表语句：
CREATE TABLE IF NOT EXISTS tx_local ( _id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
data BLOB, credit INTEGER, amount INTEGER, fee INTEGER, hash VARCHAR )
[表名 tx_net]：从网络获取的和用户相关的交易

 

data   二进制数据

credit  可信度。 所在区块与尾部的距离。 如果不存在于区块， 值为0。

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