基本定义：
比特币中的P2WPKH地址（Pay-to-Witness-Public-Key-Hash）是Segregated Witness（隔离见证，简称SegWit）的一种地址类型。生成比特币的 Native SegWit 地址（也称为 bech32 地址），SegWit是对比特币协议的一项更新，旨在改善交易吞吐量、降低交易费用并提高安全性和灵活性。P2WPKH地址通常以“bc1”开头，且直接嵌入见证数据，不再占用区块的常规部分，从而减小交易大小和费用。
地址生成步骤
Native SegWit (P2WPKH) 是比特币的一种地址类型，它支持隔离见证（Segregated Witness），优化了交易签名和存储效率。生成 Native SegWit 地址的过程可以概括为以下步骤：
1. 生成密钥对
首先，你需要生成一个椭圆曲线（Elliptic Curve）密钥对，这是基于 secp256k1 算法的。这个过程包括生成一个私钥和一个对应的公钥。（也可以通过公钥直接生成地址，这种方式可以验证函数是否正确）
私钥：从一个随机数生成 32 字节长度的数值。
公钥：使用 secp256k1 算法从私钥推导出压缩公钥（33 字节，前缀为
0x02或0x03）。
2. 生成公钥哈希（PubKeyHash）
使用 SHA256 和 RIPEMD160 哈希算法生成公钥的哈希值。
先对压缩公钥进行 SHA256 哈希。
再对 SHA256 的结果进行 RIPEMD160 哈希，得到 20 字节的公钥哈希（PubKeyHash）。
3. 创建Witness Program
Native SegWit 地址的 Witness Program 由版本号和公钥哈希组成：
版本号是
0（表示 P2WPKH）。公钥哈希（20 字节）。
所以 Witness Program 是 0x00 后跟 20 字节的公钥哈希。
4. Bech32 编码
使用 Bech32 编码将 Witness Program 转换为人类可读的比特币地址格式。Bech32 编码包括两部分：
地址前缀：对于比特币主网是
bc，测试网是tb。Witness Program：转换为 Base32 格式并进行 Bech32 校验和编码。
5. 最终的 Native SegWit 地址
经过 Bech32 编码后的字符串就是 Native SegWit 地址，它通常以 bc1 开头（主网）或 tb1 开头（测试网）。
代码示例：
ts 版本：
import { createHash } from 'crypto';
import { bech32 } from 'bech32';
// 计算 SHA256 + RIPEMD160
function hash160(data: Buffer): Buffer {
// Step 1: SHA-256
const sha256Hash = createHash('sha256').update(data).digest();
// Step 2: RIPEMD-160
const ripemd160Hash = createHash('ripemd160').update(sha256Hash).digest();
return ripemd160Hash;
}
export function generateNativeSegWitAddress(publicKeyHex: string): string {
// Step 1: 解码 16 进制公钥
const pubKeyBytes = Buffer.from(publicKeyHex, 'hex');
// Step 2: 计算公钥哈希
const pubKeyHash = hash160(pubKeyBytes);
// Step 3: Bech32 编码
const witnessVersion = 0x00; // P2WPKH 的版本号为 0
// 将 witness version 转换为 Bech32 words
const words = [witnessVersion, ...bech32.toWords(pubKeyHash)];
// Bech32 编码
const address = bech32.encode('bc', words);
// 返回结果
return address;
}
go 版本：
package utils
import (
"crypto/sha256"
"encoding/hex"
"fmt"
"github.com/btcsuite/btcutil/bech32"
"golang.org/x/crypto/ripemd160"
)
// Hash160 计算 SHA256 + RIPEMD160
func hash160(data []byte) []byte {
sha256Hash := sha256.Sum256(data)
ripemd160Hasher := ripemd160.New()
ripemd160Hasher.Write(sha256Hash[:])
return ripemd160Hasher.Sum(nil)
}
func GenerateNativeSegWitAddress(publicKeyHex string) (string, error) {
// Step 1: 解码 16 进制公钥
pubKeyBytes, err := hex.DecodeString(publicKeyHex)
if err != nil {
return "", fmt.Errorf("failed to decode public key: %v", err)
}
// Step 2: 计算公钥哈希
pubKeyHash := hash160(pubKeyBytes)
// Step 3: 准备 SegWit 地址编码数据
witnessVersion := byte(0x00) // P2WPKH 的版本号为 0
// Step 4: 使用 bech32 库进行编码
data, err := bech32.ConvertBits(pubKeyHash, 8, 5, true) // 将 8-bit 转换为 5-bit
if err != nil {
return "", fmt.Errorf("failed to convert bits: %v", err)
}
// 将版本号和转换后的数据合并
combinedData := append([]byte{witnessVersion}, data...)
// Bech32 编码
address, err := bech32.Encode("bc", combinedData)
if err != nil {
return "", fmt.Errorf("failed to encode Bech32 address: %v", err)
}
// 返回 Bech32 编码的地址
return address, nil
}
