OKEx Research: 交易平臺是如何管理數字錢包的？

閱讀本文需 13 分鐘

OKEx公佈數字錢包管理方案及私鑰管理方法。

原文標題：《OKEx Research: 交易所是如何管理數字錢包的？》

原文來源： OKEx Research

隨着加密數字貨幣的普及，越來越多的人開始接觸並擁有自己的加密數字貨幣，伴隨而來的則是用戶對資產安全重視程度的與日俱增。交易所作爲加密貨幣市場的核心樞紐，大部分用戶都在其存有資產，故而交易所的資產安全問題也一直受外界關注。

然而，由於對加密貨幣交易所資產管理形式的不瞭解，外界的很多擔憂都是沒有必要的。爲此，本文將具體介紹交易所管理數字錢包的具體模式，希望通過這來提高交易所的透明度，增強用戶對交易所的信任。

1. 加密貨幣交易所的資產管理方案

我們知道，掌控加密數字貨幣其實就是儲存和管理這筆資產的私鑰。在儲存與管理私鑰方面，主要有兩大目標：

一是安全性，即保證沒有其他人可以動用我們的加密資產；

二是便捷性，即我們可以方便快捷、隨時隨地動用資產。

然而，安全性與便捷性之間具有天然的矛盾：爲了安全性，必須犧牲一定程度的便捷性；滿足了便捷性，安全性會打折扣。

交易所在加密資產的管理上，同樣也面臨着上述矛盾。目前對於加密資產的存儲，主要有熱存儲和冷存儲兩種形式。其中，熱存儲即採用聯網的錢包（熱錢包）進行存儲，而冷存儲則是將資產放在處於離線狀態的錢包（冷錢包）中。這與銀行對現金類資產的保管有相似之處：熱錢包就像銀行櫃檯前的鈔箱，可以高頻處理用戶的充幣、提幣需求，但安全程度低一些；冷錢包就像銀行的地下金庫，與外部隔絕，安全程度很高，但在充幣和提幣時十分不方便。

同商業銀行一樣，爲了兼顧便捷性和安全性，OKEx 在資產的管理方案上，將 5% 的資產放置在熱錢包中，95% 的資產置於冷錢包。由熱錢包滿足用戶的日常充提幣需求，而存放在絕大多數資產的冷錢包，則可充分保障用戶資產的安全。當熱錢包中的資產不足時，冷錢包短時間聯網上線，轉入一部分資產到熱錢包；當熱錢包中的資產過多時，熱錢包將資產打入冷錢包的地址即可，此過程冷錢包可不用上線。

圖 1. 不同數字錢包在目標性能上的權衡取捨

以上「熱錢包-冷錢包」運營模式是從大的框架上保證了用戶的資產安全和提幣需求。爲進一步提高資產安全，無論是熱錢包還是冷錢包，OKEx 都以高標準、高要求進行了管理方案的升級，具體如下：

（1）OKEx 熱錢包管理方案

爲了保證熱錢包私鑰的安全，OKEx 在交易和私鑰存儲兩個環節都進行了創新，主要分爲以下三個方面：

首先，由於熱錢包是隨時聯網的，容易遭受黑客的攻擊。爲此，OKEx 在交易發送過程中使用的並不是普通的 TCP/IP 協議，而是自主研發了一種特殊的網絡通訊協議——半離線簽名服務。在此條件下黑客幾乎不可能通過網絡攻擊獲取半離線機器上的私鑰。

其次，爲有效抵禦線下物理攻擊，半離線簽名服務將私鑰只存儲在內存裏，這樣即使服務器受到物理攻擊，其他人也難以獲取到私鑰數據。

最後，OKEx 獨創熱錢包風控系統，所有用戶的充值、提現需求都需要經過多重風險管理認證，纔會廣播至區塊鏈確認，以此確保資產安全。

圖 2. OKEx 熱錢包系統三大特性

（2）OKEx 冷錢包管理方案

對於冷錢包而言，管理其私鑰存在一個小問題：一方面，考慮到安全性問題，我們希望使用不同的地址進行收款，所以我們把加密數字貨幣從熱錢包轉移到冷錢包的時候，要用一個新的冷錢包地址；另一方面，由於冷錢包不上線，熱錢包必須要事先知道該冷錢包地址。

一種可行的解決方案是：讓冷錢包一次性生成一批地址，然後把地址類別發送給熱錢包，熱錢包依次使用這些地址即可，但這個方案也會帶來一定的缺陷---冷錢包不得不經常聯網上線。

對此，OKEx 採用分層確定性錢包來解決該問題。該方案可以讓冷存儲端知道無限制的地址數量，然後通過一個短暫的、一次性的交換知曉所有地址。分層確定性錢包具有以下優勢：首先，兩方都可以生成公鑰/私鑰序列，而且這些公鑰/私鑰相互匹配；其次，當交易所向熱錢包提供這些公鑰（地址）時，這些公鑰之間沒有任何聯繫，即別人無法判斷這些公鑰來自同一個錢包，這樣就保護了地址的安全和隱私性。

圖 3. OKEx 分層確定性錢包示意圖

2. OKEx 的私鑰管理方案

（1）多重簽名技術

在上面我們介紹了 OKEx 如何通過冷熱錢包來管理用戶資產。但我們還面臨者一個重要問題：如何妥善保管錢包私鑰。普通用戶可以將密鑰保存在軟件中、寫在一張紙上或者通過助記詞記憶實現。但對於擁有鉅額資產的交易所而言，普通用戶的私鑰管理方式根本無法適用，其中最重要的---交易所的錢包私鑰必須克服單點保存的缺陷。

爲了避免一個私鑰的丟失導致地址的資金丟失，達到風險分散的目的，OKEx 採用了「多重簽名」技術。所謂多重簽名技術，就是把一個錢包地址的控制權交給多個密鑰，這些密鑰保存在不同的地點，並分別生成簽名。

舉個簡單的例子：

ü 2-3 多重簽名，表示 3 個人擁有簽名權，而兩個人簽名就可以支配這個賬戶裏的資金；

ü 1-2 多重簽名，表示 2 個人可以簽名，兩個人擁有私鑰，誰都可以來支配這筆資金。

在熱錢包方面，OKEx 採用的是 2-3 多重簽名技術，需要三個私鑰持有人中的兩個在不同的高安保級別的物理空間中分別進行授權，才能啓動半離線簽名服務。在冷錢包方面，OKEx 採用的是 2-2 多重簽名技術，即每個私鑰的使用需要兩個人雙重授權才能進行提幣，同時兩人分數異地，以保證冷錢包安全。

（2）私鑰備份方案

在採用多重簽名技術的同時，爲了進一步降低祕鑰丟失或損壞的風險，OKEx 還對私鑰進行了備份處理：

a) 對於冷錢包，目前 OKEx 有兩份備份，一份在 OKEx 辦公室附近的銀行保險櫃，一份在美國東部某城市一家銀行的保險櫃內；同時，異地銀行保險櫃必須由兩個不同的人掌握，掌握銀行保險櫃的兩個人不得乘坐同一輛交通工具。

b) 對於熱錢包，OKEx 將每把私鑰都進行了備份，備份私鑰存儲於美國、日本、新加坡三地的銀行保險櫃中。

圖 4. 交易所數字錢包管理框架

目前，OKEx 已經建立了成熟完備的資產管理框架，形成了「用戶--熱錢包---冷錢包」的橫向風控體系，以及「私鑰產生/備份---錢包充提幣」的縱向管理機制，在保障資金安全的同時，還能提供快捷、安全的數字資產的充提服務。

當然，我們的錢包管理還有繼續改進的地方。比如在過去的一個月，由於 OKEx 部分私鑰負責人配合調查，導致熱錢包的某一把私鑰無法授權。儘管 OKEx 一直以來對私鑰管理人都設有備份機制，確保每一把私鑰管理人在死亡或者失憶等⻓期無法覆職的情況下均可觸發啓用備份私鑰，但由於私鑰管理人是在短期內無法聯繫，並未出現原備份機制中的設計場景，因此無法啓用備份私鑰，不得不在短期內暫停提幣。

正如前文所言，數字錢包的管理必須在「安全性」與「便捷性」兩者之間進行權衡取捨。過去一段時間的暫停提幣，反映出我們的錢包管理方案在「便捷性」目標上存在不足，沒有考慮到特殊情況下用戶充提幣需求，由此帶來的諸多不便，我們深表歉意。我們將盡快改進私鑰管理機制，杜絕此類情況的出現。