後量子金鑰派生：開發者導向的 HD 錢包模式

# 傳統 BIP-32（量子脆弱） 子金鑰 = 父金鑰 + HMAC-SHA512（鏈碼，資料） 子公用 = 子私有 × G # EC點乘法

進口 哈希庫 進口 哈馬奇 從 打字 進口 列表、元組 班級 PostQuantumHD錢包: """ 後量子分層確定性錢包使用 SHAKE-256 進行確定性金鑰派生，並使用 Kyber-768 和 SPHINCS+ 來取得實際的加密金鑰。""" 定義 __初始化__（自我，master_seed：位元組）： """ 從主種子初始化（通常來自 BIP-39 助記符） 參數：master_seed：來自 PBKDF2 的 64 位元組種子（助記詞，salt="助記詞"+密碼） """ if 長度（master_seed） < 32: 增加 值錯誤（“種子必須至少為 256 位元”) self.master_seed = master_seed # 推導主鏈程式碼（用於路徑推導） self.master_chain_code = self._derive_chain_code(master_seed, b“SynX-PQ-HD-Master”) 定義 _derive_chain_code（自身，種子：字節，上下文：字節）->字節： """推導鏈碼進行層次推導""" h = hashlib.shake_256() h.update(種子 + 上下文) 返回 h.摘要(32) 定義 派生路徑種子（自身，路徑：str）->位元組： """ 匯出特定路徑的確定性隨機性 路徑格式："m/44'/9999'/0'/0/0" (BIP-44 樣式) 參數：path：匯出路徑字串 傳回：用於金鑰產生的 64 位元組確定性隨機性 """ 元件 = self._parse_path(path) current_seed = self.master_seed current_chain = self.master_chain_code 為了 成分 in 元件：current_seed，current_chain = self._derive_child（current_seed，current_chain，元件） 返回 目前種子 定義 _解析路徑(self, 路徑: str) -> 列表[int]: """將 BIP-32 樣式路徑解析為元件""" 如果不 路徑.startswith("m/"): 增加 值錯誤（“路徑必須以‘m/’開頭”) 組件 = [] 為了 部分 in 路徑[2:].split("/"): 如果不 部分： 繼續 if 部分.endswith("'"): # 強化推導 索引 = int(部分[:-1]) + 0x80000000 別的: 索引 = int(部分) 組件.append(索引) 返回 成分 定義 _derive_child（自我，parent_seed：字節，parent_chain：字節，索引：int）-> 元組[字節，位元組]： """ 派生子種子和鏈碼 使用類似於 BIP-32 的 HMAC-SHA512，但輸出饋入 SHAKE-256 以進行後量子安全擴展。""" # 將索引編碼為 4 位元組大端 index_bytes = index.to_bytes(4, '大的') # 用於子派生資料的 HMAC 資料= hmac.new（parent_chain，parent_seed + index_bytes，hashlib.sha512）.digest（） # 左32位元組→子種子組件 # 右32位元組→新鏈碼 child_seed_component = 資料[:32] child_chain = 資料[32:] # 將父母和孩子結合以獲得新種子 # 使用 SHAKE-256 進行抗量子混合 h = hashlib.shake_256() h.update(parent_seed + child_seed_component + index_bytes) child_seed = h.digest(64) 返回 子種子、子鏈 # 用法範例 定義 演示路徑派生(): # 根據助記詞模擬主種子 進口 秘密 master_seed = Secrets.token_bytes(64) 錢包 = PostQuantumHD錢包（主種子） # 為不同帳戶派生種子 路徑=[ "m/44'/9999'/0'/0/0", # 帳戶 0，外部，位址 0 "m/44'/9999'/0'/0/1", # 帳戶 0，外部，地址 1 "m/44'/9999'/0'/1/0", # 帳戶 0，內部（更改），地址 0 "m/44'/9999'/1'/0/0", # 帳戶 1，外部，位址 0 ] 為了 小路 in 路徑：path_seed = wallet.derive_path_seed(path) print(f“{路徑}：{path_seed[:16].hex()}...”)

進口 奧克斯 班級 確定性Kyber: """ 從 HD 錢包路徑產生確定性 Kyber-768 金鑰 使用路徑種子作為金鑰產生的隨機來源。""" 定義 __初始化__(self): self.演算法= “凱伯768” 定義 從種子生成（自身，path_seed：位元組）-> 元組[字節，位元組]： """ 從確定性種子產生 Kyber 金鑰對 參數：path_seed：來自 HD 錢包派生的 64 位元組 傳回：(public_key, Secret_key) 的元組 """ # Kyber 需要特定數量的隨機性 # 使用 SHAKE-256 將種子擴展至所需長度 h = hashlib.shake_256() h.update(path_seed + b“Kyber-768-keygen”) # Kyber-768 需要 64 位元組的隨機性來產生金鑰 隨機性 = h.digest(64) # 注意：大多數 PQC 庫不支援種子生成 # 這需要： # 1. 具有種子金鑰產生功能的修改庫 # 2. 用確定性源暫時取代 RNG # 3. 使用支援確定性產生的函式庫 # 對於 SynX，我們使用種子變體： kem = oqs.KeyEncapsulation(self.algorithm) # 在生產 SynX SDK 中，這使用種子生成 # 這裡我們展示標準的API來進行說明 public_key = kem.generate_keypair() Secret_key = kem.export_secret_key() 返回 公鑰、秘密金鑰 班級 確定性SPHINCS: """ 從 HD 錢包路徑產生確定性 SPHINCS+ 金鑰 """ 定義 __初始化__（自身，變體：str = “SPHINCS+-SHAKE-128s-簡單”): self.algorithm = 變體 定義 從種子生成（自身，path_seed：位元組）-> 元組[字節，位元組]： """ 從確定性種子產生 SPHINCS+ 金鑰對 """ h = hashlib.shake_256() h.update(path_seed + b“SPHINCS-Plus-註冊機”) # SPHINCS+-128s 需要特定的種子長度 隨機性 = h.digest(48) # 生產使用種子生成 sig = oqs.Signature(self.algorithm) public_key = sig.generate_keypair() Secret_key = sig.export_secret_key() 返回 公鑰、秘密金鑰

從 資料類 進口 資料類 從 打字 進口 可選@dataclass 班級 SynX位址: """具有兩種金鑰類型的完整 SynX 位址""" 路徑：str kyber_public：位元組 kyber_secret：位元組 sphincs_public：位元組 sphincs_secret：位元組 位址：str # 人類可讀的地址 班級 SynXHD皮夾: """ SynX 的完整後量子高清錢包 特點： - BIP-39 相容助記詞種子 - BIP-44 樣式推導路徑 - Kyber-768 用於密鑰封裝 - SPHINCS+-128s 用於簽名 """ # SynX 硬幣類型（例如，使用 SLIP-44 註冊） 硬幣類型 = 9999 定義 __初始化__（自我，助記符：str，密碼：str = ""): """ 從 BIP-39 助記詞初始化錢包 參數：助記詞：24 個字的 BIP-39 助記詞密碼：可選的 BIP-39 密碼 """ self.master_seed = self._mnemonic_to_seed(助記詞, 密碼) self.hd = PostQuantumHD錢包(self.master_seed) self.Kyber = 確定性Kyber() self.SPHINCS = 確定性SPHINCS() # 快取派生位址 self._address_cache: 字典[str, SynX位址] = {} 定義 _助記符_種子（自我，助記符：str，密碼：str）->位元組： """將 BIP-39 助記符轉換為種子""" 進口 哈希庫 # BIP-39 種子衍生 密碼 = 助記詞.encode('utf-8') 鹽 = (“助記符” + 密碼).encode('utf-8') 返回 hashlib.pbkdf2_hmac( 'sha512'，密碼，鹽，迭代=2048，dklen=64） 定義 派生地址( self, 帳號: int = 0, 更改: int = 0, 索引: int = 0 ) -> SynX位址: """ 匯出完整的 SynX 位址 參數： account：帳號（硬化） 變更：0 表示外部，1 表示內部/變更索引：位址索引 傳回：包含所有鍵和位址字串的 SynXAddress """ 路徑=f"m/44'/{self.COIN_TYPE}'/{account}'/{change}/{index}" # 檢查快取 if 小路 in self._address_cache： 返回 self._address_cache[路徑] # 匯出路徑種子 path_seed = self.hd.derive_path_seed(路徑) # 為每個金鑰類型派生子種子 #（防止 Kyber 和 SPHINCS+ 之間的關鍵關聯） kyber_seed = hashlib.shake_256(path_seed + b“Kyber”).digest(64) sphincs_seed = hashlib.shake_256(path_seed + b“SPHINCS”).摘要(64) # 產生金鑰（在生產中，使用種子產生） kyber_pk, kyber_sk = self.Kyber.generate_from_seed(kyber_seed) sphincs_pk, sphincs_sk = self.SPHINCS.generate_from_seed(sphincs_seed) # 建立人類可讀的位址 位址 = self._create_address(sphincs_pk, kyber_pk) 結果 = SynX位址（路徑=路徑，kyber_public=kyber_pk，kyber_secret=kyber_sk，sphincs_public=sphincs_pk，sphincs_secret=sphincs_sk，位址=位址）self._address_cache[path] =結果 返回 結果 定義 _建立_地址(self, sphincs_pk: 位元組, kyber_pk: 位元組) -> str: """從公鑰建立人類可讀的地址""" # 將兩個公鑰哈希在一起 組合= sphincs_pk + kyber_pk address_hash = hashlib.Blake2b（組合，digest_size = 25）.digest（） # 新增版本位元組（主網為 0x00） 版本 = 位元組([0x00]) + 位址哈希 # 校驗和（雙散列的前 4 個位元組） 校驗和 = hashlib.Blake2b( hashlib.Blake2b(版本化).digest(), 摘要_size=4 ).digest() # Base58 編碼（簡化，使用正確的實作） 完整=版本+校驗和 返回 “SX” + full.hex()[:40] 定義 取得接收地址（自身，帳戶：int = 0，索引：int = 0）-> str： """取得外部收貨地址""" 返回 self.derive_address(帳戶, 0, 索引).address 定義 取得更改地址（自身，帳戶：int = 0，索引：int = 0）-> str： """取得內部找零地址""" 返回 self.derive_address(帳戶, 1, 索引).address # 範例：完整的錢包工作流程 定義 演示錢包(): # 助記符範例（切勿在生產中使用它） 助記符= “放棄放棄放棄放棄放棄放棄放棄放棄放棄放棄放棄放棄放棄放棄放棄放棄放棄放棄放棄放棄放棄放棄放棄放棄放棄藝術” 錢包= SynXHD皮夾（助記詞、密碼=“我的安全密碼”) # 匯出前5個接收位址 列印(“收貨地址：”) 為了 i in 範圍（5）：addr = wallet.derive_address（帳戶= 0，更改= 0，索引= i）列印（f“{位址.路徑}：{位址.位址}”) # 匯出變更地址 列印(“\n更改地址：”) 為了 i in 範圍（3）：addr = wallet.derive_address（帳戶= 0，更改= 1，索引= i）列印（f“{位址.路徑}：{位址.位址}”)

進口 json 班級 只看錢包: """僅用於監控的手錶錢包，無消費能力""" 定義 __初始化__(self): self.addresses: dict[str, dict] = {} 定義 導入地址（ self，位址：str，kyber_public：位元組，sphincs_public：字節，路徑：可選[str] = None）： """匯入公眾地址觀看""" self.addresses[地址] = { “kyber_public”: kyber_public.hex(), “sphincs_public”: sphincs_public.hex(), “小路”： 小路 } 定義 匯出為手錶（自我，完整錢包： SynXHD皮夾，數數：int = 100): """從完整錢包匯出地址以供觀看""" 為了 i in 範圍（計數）：addr = full_wallet.derive_address（account = 0，change = 0，index = i）self.import_address（addr.address，addr.kyber_public，addr.sphincs_public，addr.path） 返回 json.dumps(self.addresses) 定義 驗證交易簽名（自我，地址：str，訊息：字節，簽名：字節）-> bool： """驗證簽章是否來自監視位址""" if 地址 不在 自我地址： 返回 假 sphincs_pk = bytes.fromhex(self.addresses[地址][“sphincs_public”]) # 使用 SPHINCS+ 公鑰進行驗證 SPHINCS = oqs.Signature(“SPHINCS+-SHAKE-128s-簡單”) 返回 SPHINCS.verify(訊息、簽名、sphincs_pk)