加密货币钱包是什么？加密货币钱包运作原理、冷热钱包差别一次搞懂！_钱包技术

加密货币是一种新型态的数位资产，可以把它想像成新台币、美元。我们平常将现金（法定货币）放在银行帐户，而像比特币、以太币、美元稳定币（例如usdt、usdc）这种加密货币也需要储存在加密货币钱包（cryptocurrency wallet）里。

这篇文章会告诉你，关于「加密货币钱包」你所需要知道的ㄧ切，包括了加密货币钱包是什么？加密货币钱包的构成元件、运作方式与分类。在开始交易加密货币之前，必须先学会如何安全地保护你的加密货币。

加密货币钱包是什么？

加密货币钱包是用来储存、发送、接收加密货币的数位钱包，是加密金融设施中最基础的部分，用户凭此参与区块链技术的各种应用，例如参与defi、nft、gamefi⋯⋯交易。

时间回朔到2008 年中本聪（satoshi nakamoto）发明比特币时，他在论文里就告诉大家，比特币协议是一种「点对点」（peer-to-peer）的去中心化电子现金系统，你可以把「点对点」理解为「人对人」不假第三方之手。换言之，中本聪勾勒的愿景，是人人自己持有自己的资产，而不是把资产放在第三方中心化机构里被托管。

为了更清楚地了解什么是「自己持有自己的资产」，我们必须先厘清加密货币钱包的运作方式，认识加密货币钱包的构成元件。

加密货币钱包运作原理

私钥、公钥、地址

在加密货币的世界里，私钥（private key）、公钥（public key）和地址（address）是不可或缺的元素，它们是一切的开端，共同奠定了加密货币钱包的安全性和功能性基石。

三者之间的关系是「私钥→公钥→ 地址」单向不可逆。
私钥和公钥，无论是何者，皆具备加密和解密的双重用途（稍后解释）。
地址就是转帐时，用来接收加密货币的目的地，类似银行帐号。

让我们进一步详述。

密码学小教室

私钥经过椭圆曲线密码学（elliptic curve cryptography）加密之后，会产生公钥，公钥再经过杂凑函式（hash function）的打乱重组，产生了加密货币的地址（有时也会以qr 码呈现）。

最重要的是，这个过程是不可逆的，所以拥有地址的人无法推导出私钥和公钥，这也是加密货币成立的重要原因。

私钥和公钥之间的关系

引用技术开发人员panayotis vryonis 一篇名为《public-key cryptography for non-geeks》的文章，让我们对「私钥与公钥之间的关系」做进一步说明。

请想像脑哥有一种「装有特殊锁」的保险箱，钥匙可以在三个位置上转动。其中，转到位置a 和位置c 会将保险箱锁上，转至位置b 时则能将锁打开；这种保险箱有「两把」不同的钥匙。第一把私钥只能顺时针转动（从a → b → c），第二把公钥只能逆时针转动（从c → b → a）。

图片来源：《public-key cryptography for non-geeks》cc-by-sa-3.0

在上述比喻中共提到了一个保险箱、两把不同的钥匙，这三个物品的对应概念如下：

保险箱：保险箱代表使用「非对称式密码学」加密技术（asymmetric cryptography），在下方的实际应用案例解释中，将机密文件放入保险箱，就好比使用加密技术针对该文件进行加密。
只能顺时针转动的钥匙：脑哥的「私钥」，只有脑哥本人拥有它，不对外公开。
只能逆时钟转动的钥匙：脑哥的「公钥」，任何人都可以取得脑哥的「公钥」，可对外公开。

也就是说「脑哥私钥」可以从a 转到b 再转到c ，而「脑哥公钥」可以从c 转到b 再转到a。现在，我们可以看到一些有趣的用途。

【用途一：资讯加密】

确保资料传输过程安全无虞

假设小明想向脑哥发送一份机密文件，小明将文件放入特殊保险箱中，并使用脑哥公开的「公钥」把保险箱（从c 转到b 再转到a）锁住。

此时，全世界只有脑哥一人有办法打开保险箱，使用他一人独自拥有的「私钥」（从a 转到b）才能解锁，确保了资料传输过程中的安全性。

这就是所谓的「公钥密码学」技术，透过「公钥加密，私钥解密」保护被传送的资讯本身，只有私钥拥有者才可以阅读。

用途一：资讯加密防护

【用途二：数位签章】

佐证这份文件是由小明本人寄出的

另外一个我们好奇的点，脑哥如何确认机密文件真的是由小明寄出的？

要证明机密文件确实由小明寄出很简单！只要将用脑哥公钥上锁的保险箱，放入另一个保险箱中（箱中箱），并用小明自己拥有的「私钥」（从a 转到b 再转到c）锁住外层保险箱。

由于用小明的「私钥」上锁的保险箱，只有小明的公钥才能打开，因此当脑哥收到保险箱时，只需要先用小明可公开的「公钥」，将钥匙向左转（从c → b ），如果外层保险箱能打开，就可以确认这一份文件是由小明本人所寄出的，因为外层保险箱只有小明本人能上锁（私钥）。

这样的举动被称作「数位签章」（digital signature）。这是「公钥密码学」技术的另一种用例，透过「私钥加密，公钥解密」证明讯息发布者的正当性，验证数位签章的签署者，就是签署者本人。

用途二：数位签章

回顾以上概念，在区块链世界里，使用公钥加密有如把资金投入保险箱，如果要打开保险箱，这个动作就是私钥解密，谁持有私钥谁就是保险箱的主人，谁就有资格动用这笔钱；另一方面，使用私钥加密则是在资金传递之前，发送人先进行签名，以确保交易发起者的身份。

私钥（不可公开）私钥加密= 交易发起者数位签章
私钥解密= 加密货币钱包控制权
妥善保管，不得公开
公钥（可以公开）公钥解密= 确认是由付款方本人发起交易
公钥加密= 确保资金只有收款方能使用
地址（address）犹如银行帐号，用来接收别人转帐
可以公开

加密货币钱包转帐实例：一笔转帐，两次加密

我们以「小明发送1 个稳定币给脑哥」来说明加密货币钱包转帐。

首先，小明必须填写脑哥的钱包地址，钱包地址是由脑哥公钥所产生，所以将资金发送到脑哥钱包地址等于使用了「脑哥公钥」加密这笔交易，确保资金送达后，因为只有脑哥有「脑哥私钥」，确保了只有脑哥才有权动用这笔钱。
与此同时，小明也用了「小明私钥」进行数位签章（加密）确认，传达了这笔转帐是小明由发出。接下来，区块链上面的矿工们将验证这笔交易，会利用「小明公钥」来检查，检查到底是不是小明发起的交易、是不是小明利用数位签章签的名，以此来得知交易的真实性与正当性。如果验证正确，这笔交易将成立并且被写入区块内。

也就是说，小明先把要传递的资金，先用小明私钥加密一次（数位签章），然后再使用脑哥公钥加密一次（资讯加密），经过这两次加密，才把资金传送给脑哥。

小明发送1 个稳定币给脑哥

加密货币钱包种子与助记词

如果你有过使用像是metamask 小狐狸钱包的经验，此刻你可能会产生一些困惑：「怎么还没有介绍到助记词」、「助记词是什么，跟私钥是一样的东西吗」、「为什么metamask 一个钱包就可以产生一大堆钱包地址」⋯⋯以下依序说分明。

接下来，让我们从「私钥」做进一步延伸讨论，完善加密货币钱包的发展回顾。

种子是什么？

种子（seed）是一段随机生成的字串序列，用来生成加密货币钱包的公私钥对（keypairs）。一颗种子就能产生许多私钥。

种子示意图

在使用加密货币的过程中，你可能因为专款专用、安全考量等原因，希望在不同情况下使用不同的钱包地址。然而，如果每个地址都需要对应不同的私钥，这会导致管理私钥的麻烦。

于是比特币社区32 号提案出现了，它定义了现今主流采用的「阶层式确定性钱包」（hierachical deterministic wallets, hd wallet）架构，让单一种子产生树状结构储存一系列的公私钥对，再进一步生成一系列的钱包地址。

阶层式确定性钱包由比特币社区32 号提案提出，旨在建立一套分层钱包标准。透过一颗共同的种子，就可以导出任意组私钥，私钥推导采用不可逆算法，只能由高层级推导低层级。

bip32：hierarchical deterministic wallets

这么做的好处是，用户只需备份一组助记词种子，就可以轻松恢复整个钱包，而无需单独备份每个私钥。

助记词是什么？

助记词是私钥的另一种表现形式。

刚刚提到的私钥，最原始的样貌是256 位元（256 个0 或1），相当占据空间，如果以16 进位制来表达，可缩短为64 个字串，其中每一个字串都是由组字0-9 和大小写英文字母af 随机生成。

想要记住这一长串不规则的私钥是非常困难的。因此，有人开始探索以更便利的方式来备份和记住私钥。后来有人提出使用「协议定义过的单词表」来推导私钥，这样子我们只需要记下几组简单的英文单词，就等于记下一串不规则的私钥，这就是助记词（mnemonic phrase、recovery phrase、seed phrase）的由来。

协议定义过的单词表
加密货币的起源——比特币——2009 年诞生之初是没有助记词一说的。直到2013 年，比特币社区39 号提案提出使用随机演算法生成的2048 个单词，采用pbkdf2（password-based key derivation function）方法转换成种子（seed），种子再依据32 号提案定义的方式建构钱包和推导私钥。这些单词一般由12 或24 个英文单字组成，这就是助记词的由来。

助记词是私钥的另一种表现形式

加密货币钱包都会提供备用份的助记词，通常是12 或24 个单词，请照顺序手写在纸上（建议不要截图、拍照或存在云端，以避免外泄）并妥善保管。在装置遗失或故障时，助记词可以帮你找回钱包和数位资产。

建议使用纸本抄写助记词

回顾以上讨论，我们可以厘清一个重要观念：助记词、种子和私钥之间虽然是类似的表现方式，但严格来说，它们彼此之间不能划上等号，意即：

助记词≠ 种子≠ 私钥
助记词→ 种子→ 私钥→公钥→ 地址

示意图｜助记词→ 种子→ 私钥→公钥→ 地址

总的来说，基于比特币社区39 号提案，我们可以用「助记词」来生成「种子」，再透过32 号提案，就可以推导出大量「公私钥对」与「钱包地址」。

注：除了以上提及以外，还有一个44 号提案，让同一个种子推导出来的地址，支援「多币种、多帐户」等功能，进一步优化了加密货币钱包的发展。本文仅简单带过，有兴趣的读者可以自行深究。

有了以上背景知识，我们就可以在「mnemonic code converter」助记词生成网站来体验一下这流程，可清楚观察到，助记词不只是帮「助记」私钥，事实上它们是推导出私钥的「源头」。

加密货币钱包、虚拟货币钱包、数位钱包有什么差别？

加密货币钱包、虚拟货币钱包和数位钱包是一般报章杂志内容常会用到的术语，用于描述储存和管理代币的工具或平台。虽然这些术语常被拿来互换使用，但它们之间有细微的差异，以下说分明：

加密货币钱包（cryptocurrency wallet）加密货币钱包专指用于储存和管理「加密货币」的软体工具，保存了用户的私钥和公钥，以便在区块链网路上进行各种交互；并允许用户查看余额、发送和接收加密货币。
虚拟货币钱包（virtual currency wallet）虚拟货币钱包用来储存和管理「虚拟货币」指的是任何非实体的货币。除了基于区块链技术、去中心化的加密货币以外，坊间透过大型企业发行、并保留最终决定权的点数、积分（例如虾币、街口币、line point、open point 等），都可以被称为虚拟货币。
数位钱包（digital wallet）数位钱包又名「电子钱包」，提供数位支付功能，为用户提供「非现金」的消费结帐付款方式。是一种能整合银行帐户、信用卡、签帐卡、金融卡、电子票证的手机平台或是行动app；常见的数位钱包有apple pay、google pay、line pay、街口支付、samsung pay、paypal、台湾pay、pi 拍钱包等。

总结来说，加密货币钱包专门用来储存和管理「加密货币」，而虚拟货币钱包的范围更广，任何储存、管理非实体货币的钱包都可算作此类；数位钱包则是提供数位支付功能，为用户提供「非现金」消费结帐付款工具。

加密货币钱包分类

理解完加密货币钱包的背景知识——私钥（助记词生成种子，种子生成私钥）、公钥、地址——后，我们循着「私钥控制权」的脉络为加密货币钱包做了以下分类：

交易所钱包

交易所钱包的私钥（助记词）是被中心化机构所掌控。

一般新手加入币圈时，通常会在币安、okx 这种「中心化」加密货币交易所注册一个帐户。在这种情况下，虽然交易所会为你生成一个加密货币钱包并提供钱包地址，但你并不持有该钱包的私钥，因为这个私钥由交易所代为保管。

因此，你的资产实际上是被托管在交易所内，你只拥有「登入并查看」钱包余额的权限，并未真正取得钱包的所有权。这与在传统金融圈买卖股票时，资金被托管在证券交割户的概念相似。

把资产放在第三方「中心化」机构里被托管，平时操作管理方便，和网路下单买卖股票的体验差不多；却也将资产曝露在「平台方出事」的风险里，轻则资金暂时性冻结，重则交易所永久倒闭，例如不久前2022 年底的ftx 交易所暴雷风波，以及更早期2014 年的mt. gox 交易所遭骇事件⋯⋯切记，not your keys, not your coins。

热钱包（hot wallet）

热钱包允许你自行保管你的私钥（助记词），私钥被储存在线上软体内，使用时需连接网路。

当你在币圈中积累了一些经验，脱离了新手阶段，你可能会听说过像metamask 小狐狸之类的热钱包。热钱包是一种运行在「电脑、手机等连网设备」上的加密货币钱包，可以是电脑浏览器的外挂插件，也可以是手机上的app 应用程式。

热钱包安装完成后，我们可以透过它进行转帐、收款以及与各种去中心化应用程式（dapps）进行连接和互动。当前的情况是，私钥储存在你的软体内，你可以随时查看并把它抄写下来备份，这样私钥就由你自行保管；这样一来，我们完全掌控自己的钱包，自己保管了自己的资产。

不过需要注意的是，由于热钱包的私钥生成、储存和使用都与网路相连，因此遭到网路骇客攻击的风险较高，并不是绝对安全的解决方案。

例如metamask、phantom wallet、okx web3 wallet、trust wallet、coinbase wallet 都是加密货币领域中，常见且受欢迎的热钱包。

冷钱包（cold wallets）

冷钱包允许你自行保管你的私钥（助记词），私钥被储存在实体硬体内，使用时不会连接网路。

更进阶的用户开始慎重考虑入手一款冷钱包，它的外型长得像随身碟、信用卡或什至是一张纸。冷钱包与热钱包最大差别，在于私钥的生成、储存与使用都不会连接网路，而是在一个由你保管的「与网路隔绝」实体硬体内，自然不会有私钥被骇走的可能。

实际使用冷钱包，执行任何交易需要授权时，都需要我们「掏出」实体冷钱包才能进行操作，这种感觉就像把私钥转变成一把真正的实体钥匙，操作起来有实在的「手感」。

另外需要澄清的观念是，冷钱包里不储存代币，而是保管着你的私钥，你的加密货币资产始终都记录在区块链上；当你要使用这些资金时，进行数位签章（digital signature）的动作是在「与网路隔离」的冷钱包上进行。你的授权许可透过usb 或蓝牙传输——不连网——发送到到区块链上，完成该笔交易。

币圈常见的冷钱包品牌包括了coolwallet、ledger、safepal s1、trezor 和ellipal 等，链习生有一篇专门的文章，从cp 值、国际知名度、价格实惠等角度来分析与推荐这些冷钱包。