以太坊的每个外部账户均由一对密钥（公钥和私钥）构成。账户以地址作为索引标识，而地址由公钥推导而来，具体是取公钥的最后20个字节。私钥与地址的对应关系被编码在一个称为 keystore 的文件中。该文件实际上是一个 JSON 格式的文本文件，可使用任何文本编辑器打开和查看。其最关键的部分——账户私钥，通常使用用户创建账户时所设置的密码进行加密。因此，keystore 文件本质上是用户独有的、经过加密的以太坊私钥存储文件。一旦丢失该文件，即意味着失去私钥，进而无法签署任何交易，导致账户内的资金被永久锁定。
什么是 keystore 文件？
Keystore 文件是以太坊账户安全的核心组成部分，它通过加密技术保护私钥，避免明文存储带来的风险。只有持有创建账户时设定的密码，才能解密并使用其中的私钥。这种机制既方便用户记忆（只需密码），又显著提升了安全性。
Keystore 文件的核心内容解析
Keystore 文件采用 JSON 格式，包含多个关键字段。以下是一个典型示例的结构说明：
{
"address": "df5f03234385f576f8f69e85194a8e02315132f5",
"id": "e0aa3592-e854-43ed-92ae-2082cd012961",
"version": 3,
"crypto": {
"cipher": "aes-128-ctr",
"cipherparams": {
"iv": "caf873134967841a20a2e341fe4f2c16"
},
"ciphertext": "ca0cf572f6f5f6e4db7467430ee1b15e25082181a6002cf1d0d954e771b53395",
"kdf": "scrypt",
"kdfparams": {
"dklen": 32,
"n": 4096,
"p": 6,
"r": 8,
"salt": "a8cc9a642bebe14c32f4e2ed249dd4c30e21379abcccfc3fc0596d7c80b5de2c"
},
"mac": "2c529cb3be67518c41a3394fa4054e773449bcc34671389c17e453391ca31413"
}
}文件的核心部分集中在 crypto 字段内，其中包括：
- cipher：指定对称加密算法（如 AES-128-CTR）；
- cipherparams：提供 cipher 算法所需的参数（如初始化向量 iv）；
- ciphertext：经过加密的私钥密文；
- kdf：密钥派生函数，用于基于密码生成解密密钥；
- kdfparams：kdf 函数所需的参数；
- mac：用于验证密码正确性的消息认证码。
Keystore 文件的工作原理
加密私钥的过程
以太坊账户的核心是私钥-公钥对，私钥用于交易签名。为防止私钥以明文形式泄露，keystore 使用强对称加密算法（如 AES-128-CTR）对其进行加密。对称加密的特点是加密与解密使用同一密钥，此处称为“解密密钥”。
加密过程涉及三个要素：
- cipher：对称加密算法（例如 AES-128-CTR）；
- cipherparams：算法参数（如初始化向量 iv）；
- ciphertext：加密后的私钥密文。
密码的保护机制
用户无需记忆复杂的解密密钥，只需通过密码即可还原该密钥。这是通过密钥派生函数（kdf）实现的，例如 scrypt 算法。kdf 根据用户密码和一组参数（如盐值、迭代次数等）计算生成解密密钥。
- kdf：指定密钥派生函数（如 scrypt）；
- kdfparams：提供 kdf 所需的参数（如 dklen、n、r、p、salt）。
密码验证机制
为确认用户输入的密码是否正确，系统使用消息认证码（mac）进行验证。解密密钥与密文组合后经过处理，与存储的 mac 值比对。若一致，则密码正确，允许解密；否则拒绝访问。
整体运作流程
- 用户输入密码；
- 通过 kdf 函数生成解密密钥；
- 使用解密密钥和密文计算 mac，并与文件中的 mac 比对；
- 验证通过后，用解密密钥解密 ciphertext，还原原始私钥。
这一过程可视为一个“灰盒”：密码是唯一输入，私钥是唯一输出，其余参数均存储在 keystore 文件中。
常见问题
1. Keystore 文件和私钥有什么区别？
Keystore 文件是加密后的私钥存储形式，需通过密码才能访问；而原始私钥是明文字符串，一旦泄露即可能导致资产损失。Keystore 提供了更高的安全性。
2. 如果忘记了密码，能否恢复 keystore 文件？
不能。密码是解密私钥的唯一凭证，若遗忘密码则无法解锁 keystore 文件。建议用户妥善保管密码并使用可靠方式备份。
3. Keystore 文件可以手动修改吗？
强烈不建议。任何对文件内容的修改（如地址、参数或密文）都可能破坏其完整性，导致私钥无法恢复，资产永久丢失。
4. 多个账户可以使用同一个 keystore 文件吗？
不可以。每个 keystore 文件仅对应一个以太坊账户地址及其私钥。多账户需分别生成和管理各自的 keystore 文件。
5. 如何安全地备份 keystore 文件？
建议将 keystore 文件存储在加密的硬件设备或离线环境中，并避免通过互联网传输。同时，密码应单独保管，切勿与文件共存。
6. Keystore 文件与助记词有什么区别？
Keystore 文件仅加密单个私钥，而助记词可生成和管理多个私钥。助记词通常用于钱包层级的管理，更具灵活性。
Keystore 文件是以太坊账户安全的基础，理解其结构与原理有助于用户更有效地管理数字资产。务必注重密码强度和文件备份，避免因操作失误导致不可逆的损失。