创建数字钱包（三）助记词
BIP39解释
定义
BIP39[1]定义了一种将计算机产生的随机数翻译成人类可读的方式，初衷很简单：结合BIP32[2]，辅助人类记忆产生主密钥的种子。
主要概念
- initial entropy (ENT)
- check sum (CS)
- mnemonic sentence (MS)
- wordlists
这三者的长度关系如下：
CS = ENT/32
MS = (ENT + CS)/11 化简成 MS = 3 * CS举个例子，如果初始熵长度为 128，ENT/CS/MS组成的关系表格填充如下：
ENT | CS | MS |
|---|---|---|
128 | 4 | 12 |
初始熵 initial entropy
初始熵可以通过随机数生成器生成，允许的大小在 128-256 bits 范围之内。
校验码 check sum
校验码利用初始熵经过哈希得出，而且长度必须是
。
助记词 mnemonic sentence
助记词需要将初始熵和校验码拼接，然后切分成每11位为一组，每一组二进制数转换成十进制数作为索引wordlists的下标，以便提取对应的词汇。以128位的ENT为例，它最终会产生12个词汇。
词汇表 wordlists
词汇表的构成是有原则可遵守的，其一，词汇之间可辨识性强，英文的词汇在前4个词汇就能有很快速的区分；其二，避免相似的词语，人毕竟是健忘的；其三，词汇应该排过序，便于二分查找。
代码解释
下面利用Nodejs版本的BIP39[3]解释
function generateMnemonic (strength, rng, wordlist) {
strength = strength || 128
if (strength % 32 !== 0) throw new TypeError(INVALID_ENTROPY)
rng = rng || randomBytes
return entropyToMnemonic(rng(strength / 8), wordlist)
}generateMnemonic(...)函数的参数rng全称是random number generator，即随机数发生器，默认是randomBytes。此处，ENT的默认长度是128位，运行randomBytes(128/8)将产生了16字节的随机数。然后调用entropyToMnemonic(...)函数生成助记词。
function entropyToMnemonic (entropy, wordlist) {
if (!Buffer.isBuffer(entropy)) entropy = Buffer.from(entropy, 'hex')
wordlist = wordlist || DEFAULT_WORDLIST
// 128 <= ENT <= 256
if (entropy.length < 16) throw new TypeError(INVALID_ENTROPY)
if (entropy.length > 32) throw new TypeError(INVALID_ENTROPY)
if (entropy.length % 4 !== 0) throw new TypeError(INVALID_ENTROPY)
var entropyBits = bytesToBinary([].slice.call(entropy))
var checksumBits = deriveChecksumBits(entropy)
var bits = entropyBits + checksumBits
var chunks = bits.match(/(.{1,11})/g)
var words = chunks.map(function (binary) {
var index = binaryToByte(binary)
return wordlist[index]
})
return wordlist === JAPANESE_WORDLIST ? words.join('\u3000') : words.join(' ')
}entropyBits是entropy的二进制表示；checksumBits是entropy经由SHA256计算得到的哈希值再截断到CS的长度得来的，调用deriveChecksumBits(...)函数产生checksumBits的逻辑如下：
function deriveChecksumBits (entropyBuffer) {
var ENT = entropyBuffer.length * 8
var CS = ENT / 32
var hash = createHash('sha256').update(entropyBuffer).digest()
return bytesToBinary([].slice.call(hash)).slice(0, CS)
}这里的计算和前面长度关系规则完全吻合，checksumBits通过slice(0, CS)截断得到4位的二进制数。
计算得到entropyBits和checksumBits之后，把它们拼接到一起，得到一组bits，然后按每组11bits分隔，这里使用了正则表达式 bits.match(/(.{1,11})/g)，正则表达式(.{1,11})表示对任意1-11个bit进行分组，由于正则默认是最长匹配，所以每11位就被分成了一组。最终，每组二进制数都会被转成十进制数，进而作为词汇表的下标索引对应的词汇，详细见上文的chunks.map(function (binary) ... 过程。
中文词汇表
BIP39其实并没有定义词汇表，所以不同的自然语言都可以自行实现自己的词汇表。NodeJS版本的BIP39[3]就支持中文的词汇表。
var mnemonic = bip39.generateMnemonic(160, null, bip39.wordlists.chinese_simplified)
->
'定 过 丘 搭 斥 紫 遍 官 寿 穿 贯 别 讯 卵 符'除了中文的词汇表，它还支持下列词汇，如：繁体中文等。
export const wordlists: {
EN: string[];
JA: string[];
chinese_simplified: string[];
chinese_traditional: string[];
english: string[];
french: string[];
italian: string[];
japanese: string[];
spanish: string[];
};生成BIP32种子
拿到助记词之后，就可以从助记词生成种子。这里其实使用了pbkdf2算法，不过有趣的是，参数mnemonic反而是pdkdf2算法中的password参数：
function mnemonicToSeed (mnemonic, password) {
var mnemonicBuffer = Buffer.from(unorm.nfkd(mnemonic), 'utf8')
var saltBuffer = Buffer.from(salt(unorm.nfkd(password)), 'utf8')
return pbkdf2(mnemonicBuffer, saltBuffer, 2048, 64, 'sha512')
}腾讯云开发者
