基本定義：
比特幣中的P2WPKH地址（Pay-to-Witness-Public-Key-Hash）是Segregated Witness（隔離見證，簡稱SegWit）的一種地址型別。生成比特幣的 Native SegWit 地址（也稱為 bech32 地址），SegWit是對比特幣協議的一項更新，旨在改善交易吞吐量、降低交易費用並提高安全性和靈活性。P2WPKH地址通常以“bc1”開頭，且直接嵌入見證資料，不再佔用區塊的常規部分，從而減小交易大小和費用。
地址生成步驟
Native SegWit (P2WPKH) 是比特幣的一種地址型別，它支援隔離見證（Segregated Witness），最佳化了交易簽名和儲存效率。生成 Native SegWit 地址的過程可以概括為以下步驟：
1. 生成金鑰對
首先，你需要生成一個橢圓曲線（Elliptic Curve）金鑰對，這是基於 secp256k1 演算法的。這個過程包括生成一個私鑰和一個對應的公鑰。（也可以透過公鑰直接生成地址，這種方式可以驗證函式是否正確）
私鑰：從一個隨機數生成 32 位元組長度的數值。
公鑰：使用 secp256k1 演算法從私鑰推匯出壓縮公鑰（33 位元組，字首為
0x02或0x03）。
2. 生成公鑰雜湊（PubKeyHash）
使用 SHA256 和 RIPEMD160 雜湊演算法生成公鑰的雜湊值。
先對壓縮公鑰進行 SHA256 雜湊。
再對 SHA256 的結果進行 RIPEMD160 雜湊，得到 20 位元組的公鑰雜湊（PubKeyHash）。
3. 建立Witness Program
Native SegWit 地址的 Witness Program 由版本號和公鑰雜湊組成：
版本號是
0（表示 P2WPKH）。公鑰雜湊（20 位元組）。
所以 Witness Program 是 0x00 後跟 20 位元組的公鑰雜湊。
4. Bech32 編碼
使用 Bech32 編碼將 Witness Program 轉換為人類可讀的比特幣地址格式。Bech32 編碼包括兩部分：
地址字首：對於比特幣主網是
bc，測試網是tb。Witness Program：轉換為 Base32 格式並進行 Bech32 校驗和編碼。
5. 最終的 Native SegWit 地址
經過 Bech32 編碼後的字串就是 Native SegWit 地址，它通常以 bc1 開頭（主網）或 tb1 開頭（測試網）。
程式碼示例：
ts 版本：
import { createHash } from 'crypto';
import { bech32 } from 'bech32';
// 計算 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: 解碼 16 進位制公鑰
const pubKeyBytes = Buffer.from(publicKeyHex, 'hex');
// Step 2: 計算公鑰雜湊
const pubKeyHash = hash160(pubKeyBytes);
// Step 3: Bech32 編碼
const witnessVersion = 0x00; // P2WPKH 的版本號為 0
// 將 witness version 轉換為 Bech32 words
const words = [witnessVersion, ...bech32.toWords(pubKeyHash)];
// Bech32 編碼
const address = bech32.encode('bc', words);
// 返回結果
return address;
}
go 版本：
package utils
import (
"crypto/sha256"
"encoding/hex"
"fmt"
"github.com/btcsuite/btcutil/bech32"
"golang.org/x/crypto/ripemd160"
)
// Hash160 計算 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: 解碼 16 進位制公鑰
pubKeyBytes, err := hex.DecodeString(publicKeyHex)
if err != nil {
return "", fmt.Errorf("failed to decode public key: %v", err)
}
// Step 2: 計算公鑰雜湊
pubKeyHash := hash160(pubKeyBytes)
// Step 3: 準備 SegWit 地址編碼資料
witnessVersion := byte(0x00) // P2WPKH 的版本號為 0
// Step 4: 使用 bech32 庫進行編碼
data, err := bech32.ConvertBits(pubKeyHash, 8, 5, true) // 將 8-bit 轉換為 5-bit
if err != nil {
return "", fmt.Errorf("failed to convert bits: %v", err)
}
// 將版本號和轉換後的資料合併
combinedData := append([]byte{witnessVersion}, data...)
// Bech32 編碼
address, err := bech32.Encode("bc", combinedData)
if err != nil {
return "", fmt.Errorf("failed to encode Bech32 address: %v", err)
}
// 返回 Bech32 編碼的地址
return address, nil
}