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Web3 密钥存储定义

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为了让应用程序在以太坊上运行，你可以使用 web3.js 程序库提供的 web3 对象。 它在底层通过远程过程调用与本地节点通信。 web3(opens in a new tab) 可以与任何公开远程过程调用层的以太坊节点互动。

web3 包含 eth 对象 web3.eth。

1var fs = require("fs")
2var recognizer = require("ethereum-keyfile-recognizer")
3

4fs.readFile("keyfile.json", (err, data) => {
5  var json = JSON.parse(data)
6  var result = recognizer(json)
7})
8

9/** result
10 *               [ 'web3', 3 ]   web3 (v3) keyfile
11 *  [ 'ethersale', undefined ]   Ethersale keyfile
12 *                        null     invalid keyfile
13 */
14

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本文介绍 Web3 密钥存储定义的第 3 版。

定义

文件的实际编码和解码与第 1 版相比基本没有变化，只是加密算法不再固定为 AES-128-CBC（AES-128-CTR 目前是最低要求）。 大部分的含义/算法与第 1 版相似，除了 mac，它由派生密钥的最左边第二组 16 个字节与完整 ciphertext 拼接后的 SHA3(Keccak-256) 给出。

密钥文件直接存储在 ~/.web3/keystore（类似 Unix 的系统）和 ~/AppData/Web3/keystore（Windows 系统）中。 它们可被任意命名，但 <uuid>.json 可作为适当的命名约定，其中 <uuid> 是提供给密钥（密钥地址的隐私保护代理）的 128 位 UUID。

所有这些文件都有一个关联的密码。 为了派生给定 .json 文件的密钥，首先派生该文件的加密密钥；可通过获取该文件的密码并传送给 kdf 密钥描述的密钥派生函数来实现。 KDF 函数中依赖于 KDF 的静态和动态参数在 kdfparams 密钥中描述。

PBKDF2 必须得到所有符合最低标准的实现的支持，表示为：

  • kdf：pbkdf2

对于 PBKDF2，kdfparams 包括：

  • prf：必须是 hmac-sha256（将来可能会扩展）；
  • c：迭代次数；
  • salt：传递给 PBKDF 的盐；
  • dklen：派生密钥的长度。 必须 >= 32。

派生出文件的密钥后，应该通过派生 MAC 来验证它。 MAC 应该通过派生密钥的最左边第二组 16 字节与 ciphertext 密钥内容拼接而成的字节数组的 SHA3 (keccak-256) 的哈希值计算得出，即：

1KECCAK(DK[16..31] ++ <ciphertext>)
2

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（其中，++ 代表拼接运算符）

该值需要与 mac 密钥的内容进行比较；如果不同，则需要请求另外一个密码（否则操作被取消）。

在文件的密钥得到验证后，密文（文件中的 ciphertext 密钥）可通过 cipher 密钥指定的对称加密算法进行解密，并通过 cipherparams 密钥参数化。 如果派生密钥的大小和算法密钥的大小不匹配，则用零来填充。派生密钥的最右边字节应该作为算法的密钥。

所有符合最低标准的实现必须支持 AES-128-CTR 算法，表示为：

  • cipher: aes-128-ctr

该密码需要以下参数，作为 cipherparams 密钥的密钥：

  • iv：密码的 128 位初始化向量。

密码的密钥是派生密钥的最左边 16 个字节，即 DK[0..15]

密钥的创建/加密本质上应是这些指令的逆向操作。 确保 uuid、salt 和 iv 实际上是随机的。

除了作为版本“硬”标识符的 version 字段外，实现还可能会使用 minorversion 跟踪格式的较小、不重要的变更。

测试向量

详细信息：

  • Address: 008aeeda4d805471df9b2a5b0f38a0c3bcba786b
  • ICAP: XE542A5PZHH8PYIZUBEJEO0MFWRAPPIL67
  • UUID: 3198bc9c-6672-5ab3-d9954942343ae5b6
  • Password: 测试密码
  • Secret: 7a28b5ba57c53603b0b07b56bba752f7784bf506fa95edc395f5cf6c7514fe9d

PBKDF2-SHA-256

使用 AES-128-CTR 和 PBKDF2-SHA-256 的测试向量：

~/.web3/keystore/3198bc9c-6672-5ab3-d9954942343ae5b6.json 文件的内容：

1{
2  "crypto": {
3    "cipher": "aes-128-ctr",
4    "cipherparams": {
5      "iv": "6087dab2f9fdbbfaddc31a909735c1e6"
6    },
7    "ciphertext": "5318b4d5bcd28de64ee5559e671353e16f075ecae9f99c7a79a38af5f869aa46",
8    "kdf": "pbkdf2",
9    "kdfparams": {
10      "c": 262144,
11      "dklen": 32,
12      "prf": "hmac-sha256",
13      "salt": "ae3cd4e7013836a3df6bd7241b12db061dbe2c6785853cce422d148a624ce0bd"
14    },
15    "mac": "517ead924a9d0dc3124507e3393d175ce3ff7c1e96529c6c555ce9e51205e9b2"
16  },
17  "id": "3198bc9c-6672-5ab3-d995-4942343ae5b6",
18  "version": 3
19}
20

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中间计算结果：

Derived key: f06d69cdc7da0faffb1008270bca38f5e31891a3a773950e6d0fea48a7188551 MAC Body: e31891a3a773950e6d0fea48a71885515318b4d5bcd28de64ee5559e671353e16f075ecae9f99c7a79a38af5f869aa46 MAC: 517ead924a9d0dc3124507e3393d175ce3ff7c1e96529c6c555ce9e51205e9b2 Cipher key: f06d69cdc7da0faffb1008270bca38f5

Scrypt

使用 AES-128-CTR 和 Scrypt 的测试向量：

1{
2  "crypto": {
3    "cipher": "aes-128-ctr",
4    "cipherparams": {
5      "iv": "83dbcc02d8ccb40e466191a123791e0e"
6    },
7    "ciphertext": "d172bf743a674da9cdad04534d56926ef8358534d458fffccd4e6ad2fbde479c",
8    "kdf": "scrypt",
9    "kdfparams": {
10      "dklen": 32,
11      "n": 262144,
12      "p": 8,
13      "r": 1,
14      "salt": "ab0c7876052600dd703518d6fc3fe8984592145b591fc8fb5c6d43190334ba19"
15    },
16    "mac": "2103ac29920d71da29f15d75b4a16dbe95cfd7ff8faea1056c33131d846e3097"
17  },
18  "id": "3198bc9c-6672-5ab3-d995-4942343ae5b6",
19  "version": 3
20}
21

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中间计算结果：

Derived key: fac192ceb5fd772906bea3e118a69e8bbb5cc24229e20d8766fd298291bba6bd MAC Body: bb5cc24229e20d8766fd298291bba6bdd172bf743a674da9cdad04534d56926ef8358534d458fffccd4e6ad2fbde479c MAC: 2103ac29920d71da29f15d75b4a16dbe95cfd7ff8faea1056c33131d846e3097 Cipher key: fac192ceb5fd772906bea3e118a69e8b

第 1 版的改动

本版本修复了与此处(opens in a new tab)发布的第 1 版不一致的几个地方。 简短来说，它们是：

  • 大小写不合理和不一致（scrypt 小写，Kdf 大小写混合，MAC 大写）。
  • 地址不必要并损害了隐私。
  • Salt 本质上是一个密钥派生函数的参数，一般来说应该与该函数而不是加密关联。
  • SaltLen 不必要（从 Salt 派生即可）。
  • 给出了密钥派生函数，但加密算法是硬性指定的。
  • Version 本质上是一个数字，然而却是一个字符串（结构化版本管理可以用一个字符串来实现，但对于一个很少变化的配置文件格式来说，可以认为是超出了范围）。
  • KDF 和 cipher 在名义上是同级别的概念，但组织方式却有所不同。
  • MAC 是通过一段与空格无关的数据计算的 (!)

我们对格式进行了修改，得到了以下文件，其功能和之前链接页面上的示例一样：

1{
2  "crypto": {
3    "cipher": "aes-128-cbc",
4    "ciphertext": "07533e172414bfa50e99dba4a0ce603f654ebfa1ff46277c3e0c577fdc87f6bb4e4fe16c5a94ce6ce14cfa069821ef9b",
5    "cipherparams": {
6      "iv": "16d67ba0ce5a339ff2f07951253e6ba8"
7    },
8    "kdf": "scrypt",
9    "kdfparams": {
10      "dklen": 32,
11      "n": 262144,
12      "p": 1,
13      "r": 8,
14      "salt": "06870e5e6a24e183a5c807bd1c43afd86d573f7db303ff4853d135cd0fd3fe91"
15    },
16    "mac": "8ccded24da2e99a11d48cda146f9cc8213eb423e2ea0d8427f41c3be414424dd",
17    "version": 1
18  },
19  "id": "0498f19a-59db-4d54-ac95-33901b4f1870",
20  "version": 2
21}
22

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第 2 版的改动

第 2 版是早期 C++ 实现的版本，有很多漏洞。 所有重要内容保持不变。

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