HD 钱包与派生路径详解（BIP44）

当您设置加密货币钱包并收到 12 个单词的助记词时，这单一的备份让您可以访问钱包将来创建的每个账户——在 Bitcoin、Ethereum、Solana 以及任何其他支持的链上。使这一切成为可能的机制称为 HD 钱包，它使用的地址系统由派生路径管理。

本指南解释了 HD 钱包如何将一个种子变成无限数量的密钥，像 m/44'/60'/0'/0/0 这样的派生路径实际意味着什么，以及为什么在切换钱包或区块链时选对路径很重要。

什么是 HD 钱包？¶

HD 代表分层确定性（Hierarchical Deterministic）。这个术语来自 BIP32，一个 2012 年发布的规范，定义了如何从单一根派生出密钥对的树状结构。

分层意味着密钥以树状结构组织——父密钥可以产生子密钥，子密钥可以产生孙密钥。树可以按需深入分支。

确定性意味着过程是可重复的。给定相同的根（主种子），每次在每个遵循标准的钱包中都会产生相同的密钥树。

在 HD 钱包之前，每个新地址都需要生成和备份一个单独的随机私钥。如果您生成了 100 个地址，就需要 100 个备份。遗漏一个，那些资金就丢失了。HD 钱包消除了这个问题。您只需备份一次种子，钱包将来派生的每个密钥都已被该备份覆盖。

树的根来自 BIP39 助记词。助记词通过 PBKDF2 转换为 512 位二进制种子（如 BIP39 详解中所述）。该 512 位种子被分为主私钥（256 位）和主链码（256 位）。它们共同构成整棵树生长的根。

m/44'/60'/0'/0/0 解析¶

派生路径是树中标识特定密钥的地址。它看起来像计算机上的文件路径，每个段落告诉您要沿哪个分支走。

让我们解码 m/44'/60'/0'/0/0，这是第一个 Ethereum 地址的标准路径：

m / 44' / 60' / 0' / 0 / 0
│   │      │     │    │   │
│   │      │     │    │   └── 地址索引（0 = 第一个地址）
│   │      │     │    └────── 找零（0 = 外部/接收，1 = 内部/找零）
│   │      │     └─────────── 账户（0 = 第一个账户）
│   │      └───────────────── 币种类型（60 = Ethereum）
│   └──────────────────────── 用途（44 = BIP44 标准）
└──────────────────────────── 主密钥（树的根）

每个层级的分解：¶

m — 主密钥。每个派生路径都从这里开始。这是直接从种子派生的根。

44' — 用途。数字 44 表示此路径遵循 BIP44 标准，用于多账户、多币种钱包。撇号（或 '）标记这是"硬化"派生，意味着子密钥不能仅从父公钥计算——它需要私钥。这是一项安全措施。

60' — 币种类型。每种加密货币由 SLIP-44 分配一个编号（详见下文）。Ethereum 是 60。Bitcoin 是 0。Solana 是 501。这个层级允许一个种子服务多个区块链而不会发生密钥冲突。

0' — 账户索引。可以把它看作钱包中的独立钱包。账户 0 是默认的。您可以使用账户 1 作不同用途——例如储蓄与日常消费。大多数用户不会超过账户 0。

0 — 找零层级。在 Bitcoin 的 UTXO 模型中，0 表示外部（接收）地址，1 表示内部（找零）地址。Ethereum 不以相同方式使用找零地址，但为兼容性保留了这个层级。

0 — 地址索引。这是递增以产生新地址的最终数字。索引 0 是您的第一个地址，索引 1 是第二个，依此类推。每次您请求新的接收地址时，钱包会递增此值。

BIP44 和 SLIP-44 币种类型¶

BIP44 标准化了上述派生路径结构。它于 2014 年发布，在 BIP32 密钥派生基础上构建了固定的五级层次结构：用途/币种类型/账户/找零/地址索引。

SLIP-44（Satoshi Labs 改进提案 44）维护币种类型编号的注册表。每个区块链被分配一个唯一整数，使得同一种子为不同链产生完全不同的密钥。以下是一些常见分配：

注意 Avalanche C-Chain 使用币种类型 60（Ethereum 的类型），因为其 C-Chain 兼容 EVM 并共享相同的地址格式。Polygon、Arbitrum、Optimism 和 Base 也是如此——它们都使用 m/44'/60'/0'/0/0，这意味着同一个 Ethereum 地址在所有这些网络上都有效。

这就是为什么当您在 MetaMask 中添加 Polygon 或 Arbitrum 时，您的地址与 Ethereum 地址相同。它们都从相同的路径派生。区别发生在网络（链 ID）层面，而不是密钥派生层面。

不同的链，不同的路径¶

虽然 EVM 链共享 Ethereum 的路径，但非 EVM 链使用自己的约定，差异很重要。

Bitcoin 路径¶

Bitcoin 已经演进了几种地址格式，每种都有自己的派生标准：

大多数现代 Bitcoin 钱包默认使用 BIP84（原生 SegWit），因为它提供更低的交易费用。如果您在钱包中恢复种子但看不到资金，钱包可能在扫描错误的派生路径。在钱包设置中从 BIP84 切换到 BIP44（或反之）通常就能解决。

Solana 路径¶

Solana 使用 ed25519 而非 secp256k1，因此其派生在结构上不同。标准路径是 m/44'/501'/0'/0'——注意所有四个层级都是硬化的（带 ' 标记）。一些 Solana 钱包使用 m/44'/501'/0' 或 m/44'/501'，具体路径因钱包应用而异。Phantom 和 Solflare 使用不同的约定，这在迁移时可能导致混淆。有关详细说明，请参阅 Solana 钱包生成指南。

XRP 和 Tron¶

XRP 使用币种类型 144，路径为 m/44'/144'/0'/0/0。Tron 使用币种类型 195，路径为 m/44'/195'/0'/0/0。两者都像 Bitcoin 和 Ethereum 一样使用 secp256k1，但地址编码不同。

BIP84 vs BIP44：为什么 Bitcoin 有多个标准¶

如果您使用过 Bitcoin，可能注意到一些地址以 1 开头，一些以 3 开头，现代地址以 bc1q 开头。这不是外观差异——每种格式对应不同的派生标准和脚本类型。

BIP44（m/44'/0'/...）生成传统 P2PKH 地址（1... 格式）。这是原始的 BIP32 派生 Bitcoin 路径。它仍然有效，但每笔交易使用更多区块空间。

BIP49（m/49'/0'/...）生成嵌套 SegWit P2SH 地址（3... 格式）。这是一种过渡格式，在保持与旧钱包向后兼容的同时提供 SegWit 的费用节省。

BIP84（m/84'/0'/...）使用 bech32 编码生成原生 SegWit 地址（bc1q... 格式）。这是标准交易最高效的格式，也是大多数现代钱包的默认设置。

关键认识是，所有三种格式都可以从同一个助记词派生。您的 12 个单词不会改变。改变的是派生路径中的用途层级：44、49 或 84。支持所有三种的钱包会扫描每条路径以找到您的资金。

在生成或恢复 Bitcoin 钱包时，始终检查钱包默认使用的派生标准。如果您看到的地址格式与预期不同，钱包可能使用了不同的 BIP 标准。要详细了解 Bitcoin 地址格式，请参阅加密地址格式详解。

分步密钥派生¶

以下是从助记词到可用 Ethereum 地址的完整派生过程：

步骤 1：助记词到种子¶

您的 12 词助记词通过 PBKDF2-HMAC-SHA512 处理，迭代 2,048 次，盐为 "mnemonic"（加上可选的密码短语）。输出是 512 位二进制种子。

步骤 2：种子到主密钥¶

512 位种子通过 HMAC-SHA512 处理，密钥为 "Bitcoin seed"（无论目标区块链如何，都使用此密钥字符串）。左边 256 位成为主私钥。右边 256 位成为主链码。

步骤 3：主密钥到子密钥¶

从主密钥开始，派生路径的每个层级执行子密钥派生（CKD）函数。对于硬化子密钥（带 ' 标记），父私钥和链码连同子索引输入 HMAC-SHA512。结果是新的（子）私钥和链码。

对于普通（非硬化）子密钥，使用父公钥而非私钥。这就是启用只读钱包的原理——您可以在没有私钥的情况下派生公钥和地址。

步骤 4：私钥到公钥¶

在派生的最后一个层级，子私钥通过椭圆曲线乘法转换为公钥。对于 Ethereum，使用 secp256k1 曲线。运算为：公钥 = 私钥 * G，其中 G 是曲线的生成点。

步骤 5：公钥到地址¶

公钥被哈希以产生区块链地址。对于 Ethereum，公钥用 Keccak-256 哈希，最后 20 字节（40 个十六进制字符）成为地址，前缀为 0x。对于 Bitcoin，过程涉及 SHA-256 后接 RIPEMD-160，然后根据地址类型进行 Base58Check 或 bech32 编码。

您可以使用 SafeSeed 的 Ethereum 地址生成器或 Bitcoin 地址生成器看到整个过程，展示从种子到地址的每个步骤。

为什么这在实践中很重要¶

理解派生路径不仅仅是学术知识。以下是具体的实际场景：

• 在不同软件中恢复钱包。 如果您从 Ledger 迁移到 Trezor，或从 MetaMask 迁移到其他钱包，确保派生路径匹配。相同种子加不同路径等于不同地址和看似丢失的资金。
• 访问多条链。 您的助记词已经覆盖了 Polygon、Arbitrum 和其他 EVM 链——它们都使用 Ethereum 的币种类型 60。无需单独备份。
• 调试丢失的资金。 如果您恢复 Bitcoin 种子但看不到余额，请尝试在钱包设置中切换 BIP44、BIP49 和 BIP84 路径。
• 为特定目的生成地址。 通过递增账户索引（第三个层级），您可以创建逻辑上独立的钱包——一个用于日常消费，一个用于长期存储——全部来自同一个助记词。

派生路径系统将单一助记词转变为多链、多账户钱包。它是使现代加密货币自托管既强大又便携的基础设施层。一旦您理解了它，就可以自信地在钱包、链和地址格式之间切换。