bitcoinjs学习笔记4—p2pkh、p2sh、p2wpkh地址生成

BitcoinJS 学习笔记 4 --- P2PKH、P2SH、P2WPKH 地址生成大纲

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1. 概述

• 目标 : 学习如何使用 BitcoinJS 生成三种常见的比特币地址类型：
  1. P2PKH（Pay-to-Public-Key-Hash）
  2. P2SH（Pay-to-Script-Hash）
  3. P2WPKH（Pay-to-Witness-Public-Key-Hash）
• 工具: BitcoinJS 库、比特币测试网（Testnet）或回归测试网络（Regtest）。

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2. P2PKH 地址生成

• 定义 : P2PKH 是最常见的比特币地址类型，以 1 开头。
• 生成步骤 :
  1. 生成密钥对（私钥和公钥）。
  2. 对公钥进行哈希（SHA-256 + RIPEMD-160）生成公钥哈希。
  3. 使用 Base58Check 编码生成地址。
• 代码示例:

const bitcoin = require('bitcoinjs-lib');
const network = bitcoin.networks.regtest;
ECPairFactory = require('ecpair').default;
ecc = require('tiny-secp256k1');
ECPair = ECPairFactory(ecc);

const keyPair = bitcoin.ECPair.makeRandom({ network });
const { address } = bitcoin.payments.p2pkh({
  pubkey: keyPair.publicKey,
  network,
});

console.log('P2PKH Address:', address);

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3. P2SH 地址生成

• 定义 : P2SH 是一种支持多重签名和复杂脚本的地址类型，以 3 开头。
• 生成步骤 :
  1. 创建赎回脚本（Redeem Script），例如多重签名脚本。
  2. 对赎回脚本进行哈希（SHA-256 + RIPEMD-160）生成脚本哈希。
  3. 使用 Base58Check 编码生成地址。
• 代码示例:

const bitcoin = require('bitcoinjs-lib');
const network = bitcoin.networks.regtest;
ECPairFactory = require('ecpair').default;
ecc = require('tiny-secp256k1');
ECPair = ECPairFactory(ecc);
const { signECDSA } = require('@scure/btc-signer/utils');
const hashtype = bitcoin.Transaction.SIGHASH_ALL;

// 3.p2sh地址生成
const ONE = Buffer.from('0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001', 'hex',);
const keyPairAlice = ECPair.fromPrivateKey(ONE,  { network });
const TWO = Buffer.from('0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000002', 'hex',);
const keyPairBob = ECPair.fromPrivateKey(TWO, { network });

// 3.1 Bob的交易信息
const previousTxHex_Bob = '02000000000101cecc606da73967ef24c219eb79422c8170aa1e8b2d7d8c4832d6d6e7bb3c1db00100000000fdffffff02f0412e1201000000160014862a1210923c5f90a1e4bd575f798f72e874fa7c00e1f5050000000016001406afd46bcdfd22ef94ac122aa11f241244a37ecc02473044022066f4cc42730accc40c8f69bb0144b676bef1d2b53c52df898d42b662154ab547022008856664818aaf3e8f87b7f48906559f097b53fa87634dc132bb9803aa6a1a1d01210251250ede05c16d0060b23bdce6585cda09fa0edddb77830266c0cf410a6096f3b8000000';
const utxo_Bob = bitcoin.Transaction.fromHex(previousTxHex_Bob);
const txid_Bob = utxo_Bob.getId();
txIndex_Bob = 1;
const amount_Bob = utxo_Bob.outs[txIndex_Bob].value;

// 3.2将Bob交易信息拼接成字符串，作为签名
x0=(Buffer.from(keyPairBob.publicKey)).toString('hex');
str= x0.concat(' ',  txid_Bob, txIndex_Bob.toString(), amount_Bob.toString(), hashtype.toString()) // Bob pays Alice
hashOut = bitcoin.crypto.hash160(str);
sig0 = signECDSA(hashOut, keyPairAlice.privateKey);
signature0Hash = bitcoin.crypto.hash160(sig0);

// 3.3构造p2sh锁定脚本
locking_script_Alice = bitcoin.script.compile([
   bitcoin.opcodes.OP_HASH160,
   signature0Hash,
   bitcoin.opcodes.OP_EQUALVERIFY,
   bitcoin.opcodes.OP_1,
]);
console.log('Locking_script_Alice: ' + Buffer.from(locking_script_Alice).toString('hex'));
//Complete the script of the previousTx, and deploy it
p2sh = bitcoin.payments.p2sh({redeem: {output: locking_script_Alice, network}, network})
console.log('p2sh.address  ', p2sh.address)

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4. P2WPKH 地址生成

• 定义 : P2WPKH 是 SegWit 地址类型，以 bc1 开头（主网）或 tb1 开头（测试网）。
• 生成步骤 :
  1. 生成密钥对（私钥和公钥）。
  2. 对公钥进行哈希（SHA-256 + RIPEMD-160）生成公钥哈希。
  3. 使用 Bech32 编码生成地址。
• 代码示例:

const bitcoin = require('bitcoinjs-lib');
const network = bitcoin.networks.regtest;
ECPairFactory = require('ecpair').default;
ecc = require('tiny-secp256k1');
ECPair = ECPairFactory(ecc);

const keyPair = ECPair.makeRandom({ network });
const p2wpkh = bitcoin.payments.p2wpkh({
 pubkey: keyPair.publicKey,
 network,
});
console.log("p2wpkh address:", p2wpkh.address);

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5.由私钥恢复公钥

const bitcoin = require('bitcoinjs-lib');
const network = bitcoin.networks.regtest;
ECPairFactory = require('ecpair').default;
ecc = require('tiny-secp256k1');
ECPair = ECPairFactory(ecc);
// 4.两种记录私钥格式，hex形式以及WIF格式，还有memorica助记词格式的(bitcoinjs在GitHub上的示例中有使用助记词形式，但使用的是ts语法，感兴趣的可以看看官方代码)
// hex格式
const privateKey = '87e03af6877f730b54e082ddaf46d7dc2888c0d33ac6ff1307ab98ff1960ecfb';
// WIF格式
const WIF = 'cS8pu3rrhjmYeRjmCRjJdVpUfqv7nAgkPG7o7nqr9xyxcJVZJb5s';

// hex格式私钥恢复密钥对
const keyPairByHex = ECPair.fromPrivateKey(Buffer.from(privateKey,'hex'), { network });
console.log("Public Key By Hex:", Buffer.from(keyPairByHex.publicKey).toString('hex'));

const keyPairByWIF = ECPair.fromWIF(WIF, network);
console.log("Public Key By WIF:", Buffer.from(keyPairByWIF.publicKey).toString('hex'))

6. 地址生成的比较

特性	P2PKH	P2SH	P2WPKH
地址格式	Base58Check（1 开头）	Base58Check（3 开头）	Bech32（bc1 或 tb1 开头）
脚本类型	简单脚本（公钥哈希）	复杂脚本（多重签名等）	简单脚本（公钥哈希）
签名存储	解锁脚本	解锁脚本	见证部分
交易大小	较大	较大	较小
手续费	较高	较高	较低
兼容性	所有钱包支持	所有钱包支持	需要 SegWit 支持

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3种协议地址生成代码汇总

const bitcoin = require('bitcoinjs-lib');
const network = bitcoin.networks.regtest;
ECPairFactory = require('ecpair').default;
ecc = require('tiny-secp256k1');
ECPair = ECPairFactory(ecc);
const { signECDSA } = require('@scure/btc-signer/utils');
const hashtype = bitcoin.Transaction.SIGHASH_ALL;

// 1.p2pkh地址生成
const keyPair = ECPair.makeRandom({ network });
const p2pkh = bitcoin.payments.p2pkh({
  pubkey: keyPair.publicKey,
  network,
});
// 2.p2wpkh地址生成
const p2wpkh = bitcoin.payments.p2wpkh({
  pubkey: keyPair.publicKey,
  network,
});
console.log('private key (HEX):', Buffer.from(keyPair.privateKey).toString('hex'));
console.log('Private Key (WIF):', keyPair.toWIF());
console.log("Public Key:", Buffer.from(keyPair.publicKey).toString('hex'));
console.log("p2pkh address:", p2pkh.address);
console.log("p2wpkh address:", p2wpkh.address);

// 3.p2sh地址生成
const ONE = Buffer.from('0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001', 'hex',);
const keyPairAlice = ECPair.fromPrivateKey(ONE,  { network });
const TWO = Buffer.from('0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000002', 'hex',);
const keyPairBob = ECPair.fromPrivateKey(TWO, { network });

// 3.1 Bob的交易信息
const previousTxHex_Bob = '02000000000101cecc606da73967ef24c219eb79422c8170aa1e8b2d7d8c4832d6d6e7bb3c1db00100000000fdffffff02f0412e1201000000160014862a1210923c5f90a1e4bd575f798f72e874fa7c00e1f5050000000016001406afd46bcdfd22ef94ac122aa11f241244a37ecc02473044022066f4cc42730accc40c8f69bb0144b676bef1d2b53c52df898d42b662154ab547022008856664818aaf3e8f87b7f48906559f097b53fa87634dc132bb9803aa6a1a1d01210251250ede05c16d0060b23bdce6585cda09fa0edddb77830266c0cf410a6096f3b8000000';
const utxo_Bob = bitcoin.Transaction.fromHex(previousTxHex_Bob);
const txid_Bob = utxo_Bob.getId();
txIndex_Bob = 1;
const amount_Bob = utxo_Bob.outs[txIndex_Bob].value;

// 3.2将Bob交易信息拼接成字符串，作为签名
x0=(Buffer.from(keyPairBob.publicKey)).toString('hex');
str= x0.concat(' ',  txid_Bob, txIndex_Bob.toString(), amount_Bob.toString(), hashtype.toString()) // Bob pays Alice
hashOut = bitcoin.crypto.hash160(str);
sig0 = signECDSA(hashOut, keyPairAlice.privateKey);
signature0Hash = bitcoin.crypto.hash160(sig0);

// 3.3构造p2sh锁定脚本
locking_script_Alice = bitcoin.script.compile([
    bitcoin.opcodes.OP_HASH160,
    signature0Hash,
    bitcoin.opcodes.OP_EQUALVERIFY,
    bitcoin.opcodes.OP_1,
]);
console.log('Locking_script_Alice: ' + Buffer.from(locking_script_Alice).toString('hex'));
//Complete the script of the previousTx, and deploy it
p2sh = bitcoin.payments.p2sh({redeem: {output: locking_script_Alice, network}, network})
console.log('p2sh.address  ', p2sh.address)


// 4.两种记录私钥格式，hex形式以及WIF格式，还有memorica助记词格式的(bitcoinjs在GitHub上的示例中有使用助记词形式，但使用的是ts语法，感兴趣的可以看看官方代码)
// hex格式
const privateKey = '87e03af6877f730b54e082ddaf46d7dc2888c0d33ac6ff1307ab98ff1960ecfb';
// WIF格式
const WIF = 'cS8pu3rrhjmYeRjmCRjJdVpUfqv7nAgkPG7o7nqr9xyxcJVZJb5s';

// hex格式私钥恢复密钥对
const keyPairByHex = ECPair.fromPrivateKey(Buffer.from(privateKey,'hex'), { network });
console.log("Public Key By Hex:", Buffer.from(keyPairByHex.publicKey).toString('hex'));

const keyPairByWIF = ECPair.fromWIF(WIF, network);
console.log("Public Key By WIF:", Buffer.from(keyPairByWIF.publicKey).toString('hex'))