生成 ETH 公私钥与地址 | Rust & Blockchain

李大狗
更新于 2021-02-16 18:10
阅读 7249

用 Rust实现以太坊公私钥与地址的生成

本篇是 Rust 学习笔记的第二篇。在第一篇里，我们魔改出了一个 Encoder，现在我们继续延续我们的魔改之路，挑战一个难度+1的Repo：

> Rust library for generating cryptocurrency wallets
>
> https://github.com/AleoHQ/wagyu

魔改目标 0x1：

> **抽取 Repo 中以太坊私钥、公钥、地址生成的部分，打印到控制台中。**

但在魔改之前，笔者首先要对上一篇文章稍作补充，总结一下上篇文章中所涉及的知识点。

## 上篇文章中所涉及的知识点

- 变量的赋值
- format!函数（连接字符串）
- 库的添加与使用，以wasm-logger为例
- trunk 与 yew 结合，让Rust程序 wasm 化，使其在浏览器中可访问

## 跑一遍 wagyu

首先要验证这个库符合我们的需求，所以按照 Repo 中的 Readme，采用源码的方式跑一遍。

```bash
# Download the source code
git clone https://github.com/AleoHQ/wagyu
cd wagyu

# Build in release mode
$ cargo build --release
./target/release/wagyu
```

成功：

![image-20210213091719643](https://img.learnblockchain.cn/2021/02/22_/104527698.jpg)

在这个过程里，我们学习到了 cargo 的更多用法：

```bash
$ cargo run # 直接执行
$ cargo build # build 出 debug 版本，可执行文件在 ./target/debug 目录下
$ cargo build --release # build 出 正式版本（release version)，可执行文件在 ./target/release 下
```

## 研究 wagyu 代码

首先喵一眼目录结构：

```
.
├── AUTHORS
├── Cargo.lock
├── Cargo.toml
├── LICENSE-APACHE
├── LICENSE-MIT
├── README.md
├── bitcoin
├── ethereum
├── model
├── monero
├── target
├── zcash
└── wagyu
      ├── cli
      │   ├── bitcoin.rs
      │   ├── ethereum.rs
      │   ├── mod.rs
      │   ├── monero.rs
      │   ├── parameters
      │   └── zcash.rs
      ├── lib.rs
      └── main.rs

```

我们可以看到，主入口是`wagyu`。

在`wagyu`的`main.rs`中，会对`cli`目录下的子模块进行调用，进而对和`cli`平级的子模块进行调用。

其代码如下：

```rust
fn main() -> Result<(), CLIError> {
    let arguments = App::new("wagyu")
        .version("v0.6.3")
        .about("Generate a wallet for Bitcoin, Ethereum, Monero, and Zcash")
        .author("Aleo <hello@aleo.org>")
        .settings(&[
            AppSettings::ColoredHelp,
            AppSettings::DisableHelpSubcommand,
            AppSettings::DisableVersion,
            AppSettings::SubcommandRequiredElseHelp,
        ])
        .subcommands(vec![
            BitcoinCLI::new(),
            EthereumCLI::new(),
            MoneroCLI::new(),
            ZcashCLI::new(),
        ])
        .set_term_width(0)
        .get_matches();

match arguments.subcommand() {
        ("bitcoin", Some(arguments)) => BitcoinCLI::print(BitcoinCLI::parse(arguments)?),
        ("ethereum", Some(arguments)) => EthereumCLI::print(EthereumCLI::parse(arguments)?),
        ("monero", Some(arguments)) => MoneroCLI::print(MoneroCLI::parse(arguments)?),
        ("zcash", Some(arguments)) => ZcashCLI::print(ZcashCLI::parse(arguments)?),
        _ => unreachable!(),
    }
}
```

我们再进入`wagyu > cli > ethereum.rs`目录下，发现里面有个简单的函数：

```rust
    pub fn new<R: Rng>(rng: &mut R) -> Result<Self, CLIError> {
        let private_key = EthereumPrivateKey::new(rng)?;
        let public_key = private_key.to_public_key();
        let address = public_key.to_address(&EthereumFormat::Standard)?;
        Ok(Self {
            private_key: Some(private_key.to_string()),
            public_key: Some(public_key.to_string()),
            address: Some(address.to_string()),
            ..Default::default()
        })
    }
```

很好，就拿这个改造了！

## 复制必要文件到新项目

1. 新建项目

```bash
$ cargo new hello-crypto-rust
```

或者直接把上一个项目复制一份。

2. 把`wagyu`的`Cargo.toml`中的必要内容复制过来

```rust
[dependencies]
log = "0.4"
pretty_env_logger = "0.3"

wagyu-ethereum = { path = "./ethereum", version = "0.6.3" }
wagyu-model = { path = "./model", version = "0.6.3" }

arrayvec = { version = "0.5.1" }
base58 = { version = "0.1" }
clap = { version = "~2.33.1" }
colored = { version = "1.9" }
digest = { version = "0.9.0" }
either = { version = "1.5.3" }
failure = { version = "0.1.8" }
hex = { version = "0.4.2" }
lazy_static = { version = "1.4.0" }
rand = { version = "0.7" }
rand_core = { version = "0.5.1" }
safemem = { version = "0.3.3" }
serde = { version = "1.0", features = ["derive"] }
serde_json = { version = "1.0" }
tiny-keccak = { version = "1.4" }

[profile.release]
opt-level = 3
lto = "thin"
incremental = true

[profile.bench]
opt-level = 3
debug = false
rpath = false
lto = "thin"
incremental = true
debug-assertions = false

[profile.dev]
opt-level = 0

[profile.test]
opt-level = 3
incremental = true
debug-assertions = true
debug = true
```

3. 把`ethereum`与`model`两个文件夹复制到`hello-crypto-rust`目录下

此时的文件目录是这个样子的：

```bash
.
├── Cargo.lock
├── Cargo.toml
├── ethereum
├── model
├── src
└── target
```

## 补充代码

1. 补充`lib.rs`文件

在`src`目录下新建`lib.rs`文件，内容：

```rust
pub extern crate wagyu_ethereum as ethereum;
pub extern crate wagyu_model as model;
extern crate pretty_env_logger;
```

作用是加载外部 crate，更详细的说明可见：

> https://wiki.jikexueyuan.com/project/rust-primer/module/module.html

2. 编写`main.rs`文件。

首先引用必要的外部模块：

```rust
use rand::{rngs::StdRng};
use rand_core::SeedableRng;
use hello_crypto_rust::ethereum::{EthereumPrivateKey, EthereumFormat};
use hello_crypto_rust::model::{PrivateKey, PrivateKeyError, AddressError, PublicKeyError, PublicKey};

#[macro_use] extern crate log;
```

然后我们编写主函数：

```rust
fn main(){
    pretty_env_logger::init();  // 初始化 pretty_env_logger 模块
    new(); //调用new函数
}
```

写`new()`函数：

```rust
pub fn new() -> Result<EthereumPrivateKey, CreateError> {
    let rng = &mut StdRng::from_entropy();
    let private_key = EthereumPrivateKey::new(rng)?;
    info!("priv: {}", private_key.to_string());
    let public_key = private_key.to_public_key();
    info!("pub: {}", public_key.to_string());
    let address = public_key.to_address(&EthereumFormat::Standard)?;
    info!("addr: {}", address.to_string());
    Ok(private_key)
}
```

我们这里使用了相对于`println!`更高级的输出方式，通过log输出。

这里有个关键的语法糖——`?`，用于错误处理。

> 把 result 用 match 连接起来会显得很难看；幸运的是，`?` 运算符可以把这种逻辑变得 干净漂亮。`?` 运算符用在返回值为 `Result` 的表达式后面，它等同于这样一个匹配 表达式：其中 `Err(err)` 分支展开成提前返回的 `return Err(err)`，而 `Ok(ok)` 分支展开成 `ok` 表达式。
>
> —— https://rustwiki.org/zh-CN/rust-by-example/std/result/question_mark.html

两个等价的函数，一个使用了`?`，一个没有：

```rust
fn not_use_question_mark() {
    let a = 10;                                                   // 把这里改成 9 就会报错.
    let half = halves_if_even(a);
    let half = match half {
        Ok(item) => item,
        Err(e) => panic!(e),
    };
    assert_eq!(half, 5);
}

fn use_question_mark<'a >() -> Result<i32, &'a str> {              // 这里必须要返回Result
    let a = 10;
    let half = halves_if_even(a)?;                     // 因为?要求其所在的函数必须要返回Result
    assert_eq!(half, 5);
    Ok(half)                                                                   
}
```

然后，我们定义一下枚举类型`CreateError`，里面会囊括`AddressError`、`PrivateKeyError`与`PublicKeyError`。

```rust
pub enum CreateError {
    AddressError(AddressError),
    PrivateKeyError(PrivateKeyError),
    PublicKeyError(PublicKeyError)
}

impl From<AddressError> for CreateError {
    fn from(error: AddressError) -> Self {
        CreateError::AddressError(error)
    }
}

impl From<PrivateKeyError> for CreateError {
    fn from(error: PrivateKeyError) -> Self {
        CreateError::PrivateKeyError(error)
    }
}

impl From<PublicKeyError> for CreateError {
    fn from(error: PublicKeyError) -> Self {
        CreateError::PublicKeyError(error)
    }
}
```

## Try It！

实现成功：

![image-20210213095659766](https://img.learnblockchain.cn/2021/02/22_/320988596.jpg)

## 本篇所涉及的知识点

- cargo 的更多用法
- `lib.rs`的用法
- 函数与函数返回值
- `pretty_env_logger`的用法
- 枚举类型，以`CreateError`为例

**本系列所有源码：**

https://github.com/leeduckgo/RustStudy

---

![slogan.jpeg](https://img.learnblockchain.cn/attachments/2020/05/2MLYUj8y5ec34769dcf2f.jpeg)

本篇是 Rust 学习笔记的第二篇。在第一篇里，我们魔改出了一个 Encoder，现在我们继续延续我们的魔改之路，挑战一个难度+1的Repo：

Rust library for generating cryptocurrency wallets

https://github.com/AleoHQ/wagyu

魔改目标 0x1：

抽取 Repo 中以太坊私钥、公钥、地址生成的部分，打印到控制台中。

但在魔改之前，笔者首先要对上一篇文章稍作补充，总结一下上篇文章中所涉及的知识点。

上篇文章中所涉及的知识点

变量的赋值
format!函数（连接字符串）
库的添加与使用，以wasm-logger为例
trunk 与 yew 结合，让Rust程序 wasm 化，使其在浏览器中可访问

跑一遍 wagyu

首先要验证这个库符合我们的需求，所以按照 Repo 中的 Readme，采用源码的方式跑一遍。

# Download the source code
git clone https://github.com/AleoHQ/wagyu
cd wagyu

# Build in release mode
$ cargo build --release
./target/release/wagyu

成功：

在这个过程里，我们学习到了 cargo 的更多用法：

$ cargo run # 直接执行
$ cargo build # build 出 debug 版本，可执行文件在 ./target/debug 目录下
$ cargo build --release # build 出 正式版本（release version)，可执行文件在 ./target/release 下

研究 wagyu 代码

首先喵一眼目录结构：

.
├── AUTHORS
├── Cargo.lock
├── Cargo.toml
├── LICENSE-APACHE
├── LICENSE-MIT
├── README.md
├── bitcoin
├── ethereum
├── model
├── monero
├── target
├── zcash
└── wagyu
      ├── cli
      │   ├── bitcoin.rs
      │   ├── ethereum.rs
      │   ├── mod.rs
      │   ├── monero.rs
      │   ├── parameters
      │   └── zcash.rs
      ├── lib.rs
      └── main.rs

我们可以看到，主入口是wagyu。

在wagyu的main.rs中，会对cli目录下的子模块进行调用，进而对和cli平级的子模块进行调用。

其代码如下：

fn main() -> Result&lt;(), CLIError> {
    let arguments = App::new("wagyu")
        .version("v0.6.3")
        .about("Generate a wallet for Bitcoin, Ethereum, Monero, and Zcash")
        .author("Aleo &lt;hello@aleo.org>")
        .settings(&[
            AppSettings::ColoredHelp,
            AppSettings::DisableHelpSubcommand,
            AppSettings::DisableVersion,
            AppSettings::SubcommandRequiredElseHelp,
        ])
        .subcommands(vec![
            BitcoinCLI::new(),
            EthereumCLI::new(),
            MoneroCLI::new(),
            ZcashCLI::new(),
        ])
        .set_term_width(0)
        .get_matches();

    match arguments.subcommand() {
        ("bitcoin", Some(arguments)) => BitcoinCLI::print(BitcoinCLI::parse(arguments)?),
        ("ethereum", Some(arguments)) => EthereumCLI::print(EthereumCLI::parse(arguments)?),
        ("monero", Some(arguments)) => MoneroCLI::print(MoneroCLI::parse(arguments)?),
        ("zcash", Some(arguments)) => ZcashCLI::print(ZcashCLI::parse(arguments)?),
        _ => unreachable!(),
    }
}

我们再进入wagyu > cli > ethereum.rs目录下，发现里面有个简单的函数：

    pub fn new&lt;R: Rng>(rng: &mut R) -> Result&lt;Self, CLIError> {
        let private_key = EthereumPrivateKey::new(rng)?;
        let public_key = private_key.to_public_key();
        let address = public_key.to_address(&EthereumFormat::Standard)?;
        Ok(Self {
            private_key: Some(private_key.to_string()),
            public_key: Some(public_key.to_string()),
            address: Some(address.to_string()),
            ..Default::default()
        })
    }

很好，就拿这个改造了！

复制必要文件到新项目

新建项目

$ cargo new hello-crypto-rust

或者直接把上一个项目复制一份。

把wagyu的Cargo.toml中的必要内容复制过来

[dependencies]
log = "0.4"
pretty_env_logger = "0.3"

wagyu-ethereum = { path = "./ethereum", version = "0.6.3" }
wagyu-model = { path = "./model", version = "0.6.3" }

arrayvec = { version = "0.5.1" }
base58 = { version = "0.1" }
clap = { version = "~2.33.1" }
colored = { version = "1.9" }
digest = { version = "0.9.0" }
either = { version = "1.5.3" }
failure = { version = "0.1.8" }
hex = { version = "0.4.2" }
lazy_static = { version = "1.4.0" }
rand = { version = "0.7" }
rand_core = { version = "0.5.1" }
safemem = { version = "0.3.3" }
serde = { version = "1.0", features = ["derive"] }
serde_json = { version = "1.0" }
tiny-keccak = { version = "1.4" }

[profile.release]
opt-level = 3
lto = "thin"
incremental = true

[profile.bench]
opt-level = 3
debug = false
rpath = false
lto = "thin"
incremental = true
debug-assertions = false

[profile.dev]
opt-level = 0

[profile.test]
opt-level = 3
incremental = true
debug-assertions = true
debug = true

把ethereum与model两个文件夹复制到hello-crypto-rust目录下

此时的文件目录是这个样子的：

.
├── Cargo.lock
├── Cargo.toml
├── ethereum
├── model
├── src
└── target

补充代码

补充lib.rs文件

在src目录下新建lib.rs文件，内容：

pub extern crate wagyu_ethereum as ethereum;
pub extern crate wagyu_model as model;
extern crate pretty_env_logger;

作用是加载外部 crate，更详细的说明可见：

https://wiki.jikexueyuan.com/project/rust-primer/module/module.html

编写main.rs文件。

首先引用必要的外部模块：

use rand::{rngs::StdRng};
use rand_core::SeedableRng;
use hello_crypto_rust::ethereum::{EthereumPrivateKey, EthereumFormat};
use hello_crypto_rust::model::{PrivateKey, PrivateKeyError, AddressError, PublicKeyError, PublicKey};

#[macro_use] extern crate log;

然后我们编写主函数：

fn main(){
    pretty_env_logger::init();  // 初始化 pretty_env_logger 模块
    new(); //调用new函数
}

写new()函数：

pub fn new() -> Result&lt;EthereumPrivateKey, CreateError> {
    let rng = &mut StdRng::from_entropy();
    let private_key = EthereumPrivateKey::new(rng)?;
    info!("priv: {}", private_key.to_string());
    let public_key = private_key.to_public_key();
    info!("pub: {}", public_key.to_string());
    let address = public_key.to_address(&EthereumFormat::Standard)?;
    info!("addr: {}", address.to_string());
    Ok(private_key)
}

我们这里使用了相对于println!更高级的输出方式，通过log输出。

这里有个关键的语法糖——?，用于错误处理。

把 result 用 match 连接起来会显得很难看；幸运的是，? 运算符可以把这种逻辑变得干净漂亮。? 运算符用在返回值为 Result 的表达式后面，它等同于这样一个匹配表达式：其中 Err(err) 分支展开成提前返回的 return Err(err)，而 Ok(ok) 分支展开成 ok 表达式。

—— https://rustwiki.org/zh-CN/rust-by-example/std/result/question_mark.html

两个等价的函数，一个使用了?，一个没有：

fn not_use_question_mark() {
    let a = 10;                                                   // 把这里改成 9 就会报错.
    let half = halves_if_even(a);
    let half = match half {
        Ok(item) => item,
        Err(e) => panic!(e),
    };
    assert_eq!(half, 5);
}

fn use_question_mark&lt;'a >() -> Result&lt;i32, &'a str> {              // 这里必须要返回Result
    let a = 10;
    let half = halves_if_even(a)?;                     // 因为?要求其所在的函数必须要返回Result
    assert_eq!(half, 5);
    Ok(half)                                                                   
}

然后，我们定义一下枚举类型CreateError，里面会囊括AddressError、PrivateKeyError与PublicKeyError。

pub enum CreateError {
    AddressError(AddressError),
    PrivateKeyError(PrivateKeyError),
    PublicKeyError(PublicKeyError)
}

impl From&lt;AddressError> for CreateError {
    fn from(error: AddressError) -> Self {
        CreateError::AddressError(error)
    }
}

impl From&lt;PrivateKeyError> for CreateError {
    fn from(error: PrivateKeyError) -> Self {
        CreateError::PrivateKeyError(error)
    }
}

impl From&lt;PublicKeyError> for CreateError {
    fn from(error: PublicKeyError) -> Self {
        CreateError::PublicKeyError(error)
    }
}