現在我們都該明白，無論怎樣強調隨機對於比特幣的重要性都不爲過，隨機的確稱得上是比特幣的“命根子”。
在過去的幾篇文章中，小太已經介紹過了一些因隨機問題可能導致私鑰暴漏的情況，今天，我再跟大家聊聊分層確定性（Hierarchical Deterministic）錢包。
HD Wallets因其“只需要一個主（根）私鑰，就能生成海量子私鑰”這個特性廣受歡迎，在過去的一年裏，越來越多的錢包解決方案和比特幣企業開始支持或採用HD模型來進行私鑰管理，可是，大部分人並未意識到其中可能存在的潛在風險。（本文不討論HD的原理，有興趣的童鞋可參閱《分分鐘搞懂HD錢包》及 BIP32 規範中的相關說明）
HD模型的最大優點是不使用私鑰就能生成大量的由您掌握的地址，其原理就在於直接通過主公鑰就可以生成任意數量的子公鑰，整個過程無需訪問主私鑰。這個特性有如下好處：
1、備份容易，只需備份主私鑰，新增地址無需再次備份私鑰；
2、保證主私鑰的冷存儲，無論新增多少個地址，僅需主公鑰就能完成，無需主私鑰介入；
3、方便的第三方審計，只需給第三方機構或會計提供主公鑰，他就可以看到所有下級地址的交易，但又不能花費任何幣（因爲沒有子私鑰）；
因爲HD模型的這些好處，錢包解決方案和比特幣企業就可以很方便的進行私鑰管理。比如說，電子商務網站或交易所就可以在網站服務器上存放主公鑰，然後按需新增子地址，對每個用戶、每個商品甚至每筆交易都使用一個全新的比特幣地址，而整個過程不會涉及冷存儲的主私鑰；再比如說，個人可以冷存儲主私鑰，在熱設備上存放主公鑰，就能方便的生成任意數量的地址，滿足自己不斷新增地址而又無需備份私鑰的需求。
但這些好處其實是有代價的，因爲HD模型有一個天生的“缺陷”（無論是Type1、Type2、還是遵循BIP32規範的確定性錢包），那就是隻要暴漏任何一個子私鑰，再加上主公鑰，就能反推出主私鑰，這是“致命”的。
也就是說，對於企業或個人，如果您使用HD模型管理私鑰，出於方便的增加地址及第三方審計等目的，主公鑰往往暴漏在外（主公鑰的安全級別當然要遠低於主私鑰）。大家可能會認爲，我們只要能安全的保管好私鑰就足夠了（比如說絕對冷存儲主私鑰，離線的使用子私鑰簽名交易等），但通過前幾篇文章，您就該明白，如果使用了不夠安全的隨機數，簽名交易也有可能會暴漏私鑰。對於非HD解決方案來說，一個有問題的簽名最多隻會暴漏一個私鑰，而在HD模型的情況下，任何一個子私鑰的暴漏，都有可能導致主私鑰的暴漏，最嚴重的情況下，整個樹狀的分層模型會整個崩塌，企業或個人的比特幣資產也會全部丟失，這就是HD模型的最大風險。
HD模型的“安全”與“易用”其實是個悖論，爲了易用，我們希望無論新增多少個地址都無需備份私鑰，這就需要熱的（泄露概率高）主公鑰，而爲了安全，又必須保護好主公鑰，否則任何一個子私鑰的泄露，都能反推出主私鑰。這顯然是個矛盾，而如果發生潛在的隨機數問題，又會放大這種矛盾。因此，在這裏，我特別提醒大家謹慎使用HD模型。
比特幣的安全就在於隨機，我們希望隨機的生成一個個比特幣私鑰用來存幣，希望使用隨機的k值來簽名交易。而HD Wallets的模型其實是基於一個唯一的（根）隨機數來確定性的構建了整個分層級的、樹狀的私鑰大廈（私鑰和私鑰間有着確定性的計算關係）。這座大廈，在沒有遇到任何問題的時候，看起來也許是固若金湯，但任何一個小問題（如r值問題、內鬼盜竊等）的發生，都有可能導致整個大廈的崩塌。
這也許就是傳說中的“千里之堤毀於蟻穴”吧！
最後，再說一句，儘量使用不相關（隨機）的私鑰解決方案吧，這纔是比特幣之本，比特幣企業和個人應謹慎使用HD Wallets。
小太關於隨機這個系列的文章就暫告一段落了，必須再次提醒大家，隨着安全專家和***對k值更爲深入的分析，因不安全隨機數導致的丟幣未來可能會越來越多，如果企業和個人採用了HD方案，甚至有可能會放大這種災難，隨機理應引起業內人士的足夠重視。
看完這幾篇文章，有人可能會擔心“比特幣到底安不安全？”。在這裏，小太可以很負責的告訴您，直到今天（及可預計的未來），比特幣很安全，比特幣所依賴的橢圓曲線簽名算法（ECDSA）也很安全，不安全的是一些有問題隨機數生成器或技術解決方案，這些都與比特幣無關。
本系列文章要特別感謝 Nicolas, Pinar, Filippo 這三位大牛，他們最近發表的論文（https://eprint.iacr.org/2014/848.pdf）讓小太收益良多。在該論文中，幾位作者深入的解釋了不安全隨機數的風險及其對HD Wallets可能造成的災難，該篇論文乾貨十足，值得每位從業者學習。
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