创建钱包

创建钱包

比特币用户最关心除了交易之外就是地址、钱包、私钥了，交易、地址、钱包、私钥这些不同概念之间具有内在的联系，要了解交易必须先要了解地址、钱包、私钥这几个概念，从本章开始，我们开始学习这一部分内容。

创建钱包整体流程

前面我们提到 RPC 的概念，RPC 是 remote process call 这个过程的缩写，也就是远程过程调用。比特币核心提供了很多 RPC 来供客户端调用，其中一个就是我们这里要讲的 createwallet 创建一个钱包，通过这个 RPC ，我们就可以生成一个新的钱包。

createwallet RPC 可以接收两个参数，第一个钱包名称，第二个是否禁止私钥。第一个参数是必填参数，第二个是可选参数，默认为假。

下面我们通过这个 RPC 来看下怎么生成一个钱包。

  1. 从参数中取得钱包的名称。

    std::string wallet_name = request.params[0].get_str();
std::string error;
std::string warning;

  2. 如果提供了第2个参数则取得是否禁止私钥。

    bool disable_privatekeys = false;
if (!request.params[1].isNull()) {
    disable_privatekeys = request.params[1].get_bool();
}

  3. 通过钱包名称加上其保存的路径来判断钱包名称是否已经存在。

    fs::path wallet_path = fs::absolute(wallet_name, GetWalletDir());
if (fs::symlink_status(wallet_path).type() != fs::file_not_found) {
  throw JSONRPCError(RPC_WALLET_ERROR, "Wallet " + wallet_name + " already exists.");
}

  4. 检查钱包文件的路径可以创建、不与别的钱包重复、路径是一个目录，同时为了向后兼容，钱包路径要在 -walletdir 指定的路径下面。

    if (!CWallet::Verify(wallet_name, false, error, warning)) {
    throw JSONRPCError(RPC_WALLET_ERROR, "Wallet file verification failed: " + error);
}

  5. 创建钱包，如果创建失败，则抛出异常。

    std::shared_ptr<CWallet> const wallet = CWallet::CreateWalletFromFile(wallet_name, fs::absolute(wallet_name, GetWalletDir()), (disable_privatekeys ? (uint64_t)WALLET_FLAG_DISABLE_PRIVATE_KEYS : 0));
if (!wallet) {
    throw JSONRPCError(RPC_WALLET_ERROR, "Wallet creation failed.");
}

    CreateWalletFromFile 是我们这部分内部的主体，所以放在下面进行详细说明，此处略过不讲。

  6. 调用AddWallet 方法，把钱包对象加入 vpwallets 向量中。

  7. 调用钱包对象的 postInitProcess 方法，进行一些后置的处理。

  8. 返回钱包名字和警告信息组成的对象。

1、CreateWalletFromFile 创建钱包入口

上面一节的第5部提到CreateWalletFromFile这个方法。下面我们详细讲解它，它接收 3 个参数，第一个参数是钱包的名称，第二个参数是钱包的绝对路径，第三个参数是钱包的标志。具体逻辑如下：

  1. 生成两个变量，一个是钱包文件，一个是钱包的交易元数据，用来在清除交易之后恢复钱包交易。

  2. 如果启动参数指定了 -zapwallettxes，那么生成一个临时钱包，并调用其 ZapWalletTx 方法来清除交易。如果出现错误，则返回空指针。

    生成钱包时，需要指定钱包文件的路径，从而可以读取钱包中保存的交易信息。

    下面，我们来看下 ZapWalletTx 这个方法。方法的主体是生成一个可以访问钱包的数据库的对象，并调用后者的 ZapWalletTx 方法来完成清理交易的。在后者的方法定义如下：

    在上面的方法中，调用 FindWalletTx 方法，从钱包数据库中读取所有的交易哈希和交易本身，并生成对应的 CWalletTx 对象。然后，遍历所有的交易哈希，调用 EraseTx 方法来删除对应的交易。

    为什么要清理钱包数据库中的交易呢？因为有交易费用过低，导致无法打包到区块中，对于这些交易我们需要从钱包文件中清理出去。

  3. 生成两个变量，一个是当前时间，一个是表示是否第一次创建钱包。

  4. 根据钱包名称和绝对路径生成钱包对象。

  5. 调用钱包对象的 LoadWallet 方法，加载钱包。

    如果加载过程出现错误，则进行相应的处理，错误我们这里不讲，具体自己看代码。我们重点看下 LoadWallet 方法的逻辑。

    • 重置参数 fFirstRunRet 为假。

    • 生成一个可以访问钱包的数据库的对象，从而调用钱包数据库对象的的 LoadWallet 方法来加载钱包。从钱包数据库中加载钱包的方法在下面详细说明，此处略过。

    • 如果从数据库读取钱包数据结果为 NEED_REWRITE，并且数据库重写 x04pool 成功，那么设置钱包的内部密钥池、外部密钥池、密钥索引集合等为空。

    • 如果 mapKeys、mapCryptedKeys、mapWatchKeys、setWatchOnly、mapScripts 4个集合为空，且钱包没有设置禁止私钥，那么设置 fFirstRunRet 为真。

    • 返回数据库读取的结果。

  6. 如果启动参数 -upgradewallet 为真，或者没有指定启动参数 -upgradewallet ，但是第一次运行运行这个钱包，那么进行如下处理：

    • 获取用户指定升级的版本，保存为要升级的版本。

    • 如果要升级的版本为0，即用户没有指定具体升级到哪个版本，那么设置要升级的版本等于 FEATURE_LATEST（目前为 169900），即支持 HD 分割，同时调用钱包对象的 SetMinVersion 方法，设置钱包最小版本为这个要升级的版本。

    • 如果要升级的版本小于钱包当前的版本，则直接返回空指针。

    • 调用钱包对象的 SetMinVersion 方法，设置钱包最大版本为要升级的版本。

  7. 如果指定启动参数 -upgradewallet 为真，那么显式升级到 HD 钱包。具体处理如下：

    • 如果钱包不支持 FEATURE_HD_SPLIT，并且钱包的版本大于等于 139900 （FEATURE_HD_SPLIT）且小于等于 169900 （FEATURE_PRE_SPLIT_KEYPOOL），则返回空指针。

    • 如果钱包支持 FEATURE_HD，且当前没有启用 HD，那么调用 SetMinVersion 方法，设置最小版本为 FEATURE_HD，同时调用 GenerateNewSeed 方法，生成新的公钥，然后调用 SetHDSeed 方法，把新生成的公钥作为 HD 链的随机种子。

      GenerateNewSeed 方法在下面进行详细说明。

    • 如果钱包支持 FEATURE_HD_SPLIT，那么调用 SetMinVersion 方法，设置最小版本为 FEATURE_HD_SPLIT。如果 FEATURE_HD_SPLIT 大于先前的版本，则设置变量 split_upgrade 为真。

    • 如果变量 split_upgrade 为真，则调用 MarkPreSplitKeys 方法，将当前位于密钥池中的所有密钥标记为预拆分。

    • 如果是 HD 升级，那么重新生成密钥池。

      TopUpKeyPool 方法在下面进行详细说明。

  8. 如果是第一次创建钱包，那么进行下面的处理。

    fFirstRun 变量表示是否是第一次创建钱包。系统在运行时，每一次通过 createwallet RPC 来创建钱包时，这个变量都是真，即第一次运行，那什么时候这个变量会是假呢？答案是，在钱包创建之后，比特币客户端被关掉并再次启动之后，这个变量就在钱包对象的 LoadWallet 方法中被设置为假，即不是第一次运行。

    所以以下逻辑只有在创建默认钱包时才会执行。

    • 设置钱包最小版本为 FEATURE_LATEST，当前为 FEATURE_PRE_SPLIT_KEYPOOL。

    • 如果创建参数指定不能包含私钥，那么设置钱包这个标记；否则，调用 GenerateNewSeed 方法，生成新的随机种子，然后调用 SetHDSeed 方法，保存随机种子。

      GenerateNewSeed 方法，下面进行讲解。

    • 如果创建参数没有指定不能包含私钥，那么填充密钥池。如果失败，即不能生成初始密钥，则返回空指针。

      TopUpKeyPool 方法，下面进行讲解。

    • 刷新到数据库。

  9. 否则，如果创建参数指定不能包含私钥，那么返回 NULL。

  10. 如果指定了启动参数 -addresstype，但是解析失败，则返回空指针。

  11. 如果指定了启动参数 -changetype，但是解析失败，则返回空指针。

  12. 如果设置了最小交易费用，则解析并设置钱包的最小交易费用。

  13. 根据不同网络取得是否启用回退费用。如果启动参数设置了 -fallbackfee 用以在估算费用不足时将使用的费率，那么就解析设置的费率，如果解析错误，则打印错误日志，并返回空指针，如果解析OK，但是大于规定的最大值，则打印警告日志。如果两者都没有问题，则设置钱包的回退费率。

  14. 如果启动参数设置了 -discardfee 用以规定在费用小于多少时舍弃，那么就解析设置的费率，如果解析错误，则打印错误日志，并返回空指针，如果解析OK，但是大于规定的最大值，则打印警告日志。如果两者都没有问题，则设置钱包的丢弃费率。

  15. 如果启用参数设置了 -paytxfee 指定交易费用，那么就解析设置的费率，如果解析错误，则打印错误日志，并返回空指针，如果解析OK，但是大于规定的最大值，则打印警告日志。如果两者都没有问题，则设置钱包的交易费用。如果交易费用小于规定的最小值，则认为交易费用为为，则打印警告日志，并返回空指针。

  16. 设置交易确认的平均区块数（默认为6）、是否发送未确认的变更、是否启用 full-RBF opt-in。

  17. 接下来填充密钥池，如果钱包被锁定，则不进行任何操作。

    TopUpKeyPool 下面进行详述讲解，此处不提。

  18. 获取区块链的创世区块索引。

    pindexRescan 表示需要重新扫描区块链的区块，默认从创世区块开始，下面会进行重新设置。

  19. 如果没有指定重新扫描区块链，或指定不扫描，那么进行下面的操作。

    • 生成一个可以访问钱包数据库的 batch 对象。

    • 调用 batch 对象的 ReadBestBlock 方法，从数据库读取最佳区块，即关键字为 bestblock 的区块。如果可以找到这个区块，那么调用 FindForkInGlobalIndex 方法，返回分叉的区块。

      其实最佳区块不是一个区块，而是一个区块定位器，它描述了块链中到另一个节点的位置，这样如果另一个节点没有相同的分支，它就可以找到最近的公共中继。

    FindForkInGlobalIndex 方法根据区块定位器中包含的区块哈希在区块索引集合 mapBlockIndex 中查找对应的区块。如果这个区块索引存在，进一步如果当前区块链中包含这个区块索引，则返回这个区块索引，否则如果这个区块索引的祖先是当前区块链的顶部区块，则返回当前区块链的顶部区块。最后，如果找不到这样的区块，则返回当前区块链的创世区块。

  20. 设置钱包最后一个处理的区块为当前区块链顶部的区块。

  21. 如果当前区块链顶部的区块存在，且不等于前一步中我们找到的 pindexRescan 对应的区块，那么进行下面的处理：

    • 如果当前是修剪模式，从区块链顶部的区块开始向下遍历，一直找到某个区块的前一区块的数据不在区块数据库文件或，或者前一个区块的交易数为0，或者这个区块是 pindexRescan。如果最终找到的区块不是 pindexRescan，那么打印错误消息，并返回空指针。

    • 从 pindexRescan 区块开始向区块链顶部遍历，找到第一个区块创建时间小于钱包创建时间与 TIMESTAMP_WINDOW 之差的区块。TIMESTAMP_WINDOW 当前规定为 2个小时。

    • 生成一个 WalletRescanReserver 对象，并调用其 reserve 方法。如果该方法返回假，则打印错误日志，并返回空指针。否则，调用钱包对象的 ScanForWalletTransactions 方法，扫描钱包的所有交易。

      reserve 方法内部检查钱包的 fScanningWallet 属性，如果这个属性已经为真，那么直接返回假；否则，设置其为真，并设置变量 m_could_reserve 也为真，然后返回真。具体代码如下：

      ScanForWalletTransactions 方法，具体处理逻辑如下：

      • 首先，进行些变量初始化及校验，不详述。

      • 调用 GuessVerificationProgress 方法，预估验证的进度。

      • 只要 pindex 不为空，且没有终止当前的扫描，且没有收到关闭的请求，就沿着区块链向栈顶遍历，从硬盘上读取区块，如果可以读取到区块，并且当前活跃区块链包含当前的区块，那么从这个区块中同步所有的交易，如果当前活跃区块链不包含当前的区块，那么设置当前区块索引为退出索引，并且退出循环；如果不能从硬盘中读取，同样设置当前区块索引为退出索引。如果当前区块等于退出区块的索引，那么退出循环。

      • 返回退出区块索引。

    • 调用钱包对象的 ChainStateFlushed 方法，把区块定位器作为最佳区块保存到钱包数据库中。

    • 调用钱包数据库对象的 IncrementUpdateCounter 方法，增加数据库对象的更新次数。

    • 如果启动参数指定了 -zapwallettxes，且等于1，那么需要重新把钱包的元数据保存到钱包数据库中。钱包交易前面取出来保存在 vWtx 变量中。

  22. 调用全局方法 RegisterValidationInterface 方法，注册钱包通过 boost::bind 方法返回的绑定方法作为信号处理器。

    钱包对象继承了 CValidationInterface 接口，实现了以下几个方法：

    • TransactionAddedToMempool

    • BlockConnected

    • BlockDisconnected

    • TransactionRemovedFromMempool

    • ResendWalletTransactions

  23. 调用钱包对象的 SetBroadcastTransactions 方法，根据启动参数设置是否广播交易。

    方法内部设置钱包对象的 fBroadcastTransactions 属性值。

  24. 返回钱包对象。

后记

由于本人水平所限，文中错误在所难免，欢迎您踊跃指出错误，在下感激不尽。我的微信联系方式：joepeak。

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