tron ECC使用及项目中的应用

简述

ECC（Elliptic Curves Cryptography，椭圆曲线密码编码学）是一种公开密钥算法。基于椭圆曲线数学的公开密钥加密算法，其本质是利用离散对数问题实现加密。
ECC的主要优势，是在使用更小的密钥的同时，提供更快的性能和更高等级的安全。
网上的理论大都讲的非常透彻，我也是看了很多，但是实际能力有限，对数论层面的只停留在浅薄的理解上，不敢乱讲。但是可以简单的说明其原理。

还有一点，加密算法包括RSA和ECC并不是不可以被破解，只是以当下现代计算机的计算性能算起来比较费劲，理论上破解ECC需要最少250万年，其破解的代价很高，以此来达到不可破解目的。
用量子计算？不说现在有量子技术可不可么，假设量子计算可是可行的，那为什么不升级到量子加密？

ECC: 基于椭圆曲线和离散对数

其原理是数论理论中的单向运算函数，这种函数有一个特点：正方向计算容易，反方向计算却十分困难。
啥意思？就是计算：

1234 * 4567 = ?

计算这个简单，结果是：5635678。
那么，返过来计算：

5635678 = x * y

这样就不好计算了，而且结果有很多种有可能是：

5635678 = 1 * 5635678
5635678 = 2 * 2817839
5635678 = 3 * 1408919.5

都有可能。

应用

在编程领域最难的是0到1的过程，而复用前人的技术和经验上就比较轻松。
在对ECC的使用上，已经将这一算法简化到接口层面，通过调用接口来获提需要的安全性。

BouncyCastle 加密工具包

BouncyCastle（轻量级密码术包）是一种用于 Java 平台的开放源码的轻量级密码术包；Bouncycstle 包含了大量的密码算法，其支持椭圆曲线密码算法，并提供JCE 1.2.1的实现。它提供了Java标准库没有的一些算法，例如，RipeMD160哈希算法。

TRON 中也是使用的这个算法工具包。
官网：https://www.bouncycastle.org/

ECKey 类

ECC 类是对加密工具的一个抽象，从类的Copyright上可以看到，这个类实际上是从ethereumJ拿过来的。好的设计都是相通的。

ECC在TRON中，创建账号的时候的用法：

1.获取一个ECKey 对象
2.获得私钥
3.获得公钥

通过 TRON 中生成账户这个接口来，非常典型

@Component
@Slf4j(topic = "API")
public class GenerateAddressServlet extends RateLimiterServlet {

  protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
    try {
      // 获得一个Sign 接口用来获得私钥
      SignInterface sign = SignUtils.getGeneratedRandomSign(Utils.getRandom(),
          Args.getInstance().isECKeyCryptoEngine());
      // 获得私钥
      byte[] priKey = sign.getPrivateKey();
      // base58check 地址，我在之前的文章的专门讲过这个格式
      byte[] address = sign.getAddress();
      // 转成 十六进制字符串，这个也就是通常意义是的私钥，不能丢
      String priKeyStr = Hex.encodeHexString(priKey);
      // 推出 base58check 地址
      String base58check = StringUtil.encode58Check(address);
      String hexString = ByteArray.toHexString(address);
      JSONObject jsonAddress = new JSONObject();
      jsonAddress.put("address", base58check);
      jsonAddress.put("hexAddress", hexString);
      jsonAddress.put("privateKey", priKeyStr);
      // 回写给前端，可以是页面、postman
      response.getWriter().println(jsonAddress.toJSONString());
    } catch (Exception e) {
      Util.processError(e, response);
    }
  }

  protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
    doGet(request, response);
  }
}

调一下试试，反复多调几次可以生成不同的私钥

curl -X GET http://127.0.0.1:8090/wallet/generateaddress

结果关键是拿到私钥，然后通过私钥获得公钥、base58check：

address: TNV7s8K96ZgEiFDuecSXvzKKJgkXwtjkWi
hexAddress: 418949b347588b1901fdf3b6e6dc80dffcd385c4de
privateKey: f7252a484bc631e57910cf65481b12c32b2906fa05742c72f27669b9ddc5d871

使用就是这么简单，可以本地起一个FullNode自行调用接口，产生新的私钥，并没有中心化节点的之间的通信，也可以调用官方节点的接口，都是一样的。可以反复生成私钥，用来测试。

看下SignUtils.getGeneratedRandomSign是怎么处理

public static SignInterface getGeneratedRandomSign(
    SecureRandom secureRandom, boolean isECKeyCryptoEngine) {
  //安全的随机数，在java中Random是伪随机数，并不安全，SecureRandom 是安全的随机数
  // isECKeyCryptoEngine = true
  if (isECKeyCryptoEngine) {
    return new ECKey(secureRandom);
  }
  return new SM2(secureRandom);
}

完整示例

使用一个完整的例子来看看怎么用。

public static void test() {
  // 生成一个 ECKey 对象
  ECKey ecKey = new ECKey(Utils.getRandom());
  String privateKey = ByteArray.toHexString(ecKey.getPrivKeyBytes());
  String publicKey = Hex.toHexString(ecKey.getPubKey());
  byte[] hexAddress = ecKey.getAddress();
  String base58check1 = PublicMethed.getAddressString(privateKey);
  String base58check2 = StringUtil.encode58Check(hexAddress);
  String bash58check3 = Base58.encode58Check(hexAddress);

  System.out.println("private key: " + privateKey);
  System.out.println("public key" +  publicKey);
  System.out.println("hex address1: " + ByteArray.toHexString(hexAddress));
  System.out.println("base58check1: " + base58check1);
  System.out.println("base58check2: " + base58check2);
  System.out.prntln("bash58check3: " + bash58check3);
  ByteString bytes = ByteString.copyFrom(Commons.decodeFromBase58Check(base58check1));
  System.out.println("hex address2: " + ByteArray.toHexString(bytes.toByteArray()));
}

base58check 地址

base58check是一种特殊的格式，我在之前的文章中讲过个格式。看看它是怎么实现的。
TRON 中有两处需要使用到base58check格式：

私钥address
账户address

基本上账户的address用的多，在转账交易中base58check地址用的是最多的。
base58check就是给人看的，实际数据存到数据库中就是byte[]。

看下 base58check 的工作原理：将输入数据进行两次hash后，截取部分数据进行base58编码。

public static String encode58Check(byte[] input) {
  byte[] hash0 = Sha256Hash.hash(CommonParameter.getInstance().isECKeyCryptoEngine(), input);
  byte[] hash1 = Sha256Hash.hash(CommonParameter.getInstance().isECKeyCryptoEngine(), hash0);
  byte[] inputCheck = new byte[input.length + 4];
  System.arraycopy(input, 0, inputCheck, 0, input.length);
  System.arraycopy(hash1, 0, inputCheck, input.length, 4);
  return Base58.encode(inputCheck);
}

总结

分享了一下ECC的用法，使用场景上不同链的用法也都是大同小异，明白几个概念，在关键处不至于被卡住。
学习方法我不断强调先熟练使用，再谈理解。
总是会有朋友跟我谈如何学习、理解这个问题，总觉得自己不聪明、理解不了。排除每个各人的理解能力，只谈投入时间，如果没有达到称的上努力的程度，请先不要谈悟性，如果你做不到看一眼一分钟内就理解，那么每天最少一小时的时间成本投入都没有，那先不要谈悟性。
时间也是成本，不要吝啬在重要的事情上投入时间