干货分享：交易所钱包管理系统设计

交易所作为web3世界的核心枢纽，托管着大量加密资产，其钱包管理关系到大量用户的资产安全，因此很有必要对其钱包管理系统研究学习一番。这里我整理了一篇个人从产品设计者视角的学习笔记，希望能够帮助到大家学习。

01 交易所钱包系统组成

交易所钱包系统设计主要需要考虑到安全性和便捷性。为了兼顾两者，交易所大部分资产用冷钱包管理，以保证资产安全；而少部分资产使用热钱包管理，以方便用户提现资产。

不多说，先放图：

1. 热钱包系统

热钱包系统由用户充值钱包、归集钱包、提现钱包、手续费钱包等组成。

1）用户充值钱包

用户需要向交易所进行代币充值，需要为每一名用户分配一个地址，用于充值代币，其私钥保存在服务端以供后续资金归集时签名。

2）归集钱包

资产分散在各用户充值钱包中不方便管理，因此当充值钱包达到一定规模时需要进行资金归集，将资金统一归集至归集钱包。

大量资金统一管理在一个钱包中是存在比较大的安全风险，所以需要对归集钱包中的资产进行分配并转移。

3）提现钱包

为了方便用户提现和资金安全，一般会将20%资金转移到一个提现钱包（也可能是几个钱包），这个钱包专门用于客户提币使用。

手续费钱包：归集资金、转移资金、用户提现这几个操作均需要交易费，当其他钱包ETH不足抵扣交易费时，由该钱包转入一定的ETH作为交易费。

2. 冷钱包系统

冷钱包系统一般包含系统冷钱包和BOSS钱包组成。

• 系统冷钱包：一般会将20%～30%的资金会转移至系统冷钱包，当提现钱包资金不够时才会在系统冷钱包进行划转。
• BOSS钱包：一般50%以上资金会转移至boss钱包，由公司一个或多个老板控制。

02 钱包系统业务流程

交易所钱包系统和主要涉及业务流程：

• 注册—：生成充值地址
• 用户充值处理
• 资金归集
• 资金分配转移
• 提现转账

不多说，先放图：

1. 注册—：生产充值地址

当用户注册账户，需要对应创建一个钱包，为用户分配一个单独的充值地址，私钥由保存在服务端以用于资金归集。

2. 用户充值处理

我们需要持续监听充值钱包代币入账及区块确认数，一般12个区块确认后才认定为入账成功。入账成功后，需要判断平台是否支持该代币，若支持则增加账户对应代币的余额，至此完成用户充值处理。

3. 资金归集

用户充值完成后，我们需要判断用户充值钱包该代币资产价值，一般当其价值达到1000U，我们需要将钱包中资金归集到归集钱包。

归集前需要判断预估gas是否过高（超过100 gas），若过高则等待降下来，再进行归集。

另外，需要判断钱包是否有足够ETH以抵扣交易费，若不足则需从手续费钱包转入0.01ETH再进行归集。

4. 资金分配转移

归集钱包为热钱包，当大量资产都在一个热钱包是存在极大风险的，因此我们将资产转移。

1）筛选统计

在进行划转和分配之前，我们需要对归集钱包中资产进行筛选统计，筛选出平台支持且有余额的代币，然后统计筛出代币的余额。

2）资金分配

我们将80%的资产转移至冷钱包地址，20%继续转移至提现热钱包中。这样设计兼顾安全性和便捷性，冷钱包控制相对来说保证了安全性；而大部分玩家都是把大部分资金存放在交易所中，热钱包20%流动资金是足够支撑用户的提币需求，因此也一定保证了便捷性。

3）资金划转

我们一般为固定周期进行分配转移，一般设计为一周划转一次，具体周期和时间可以根据业务和公司情况而定。我们根据代币类型采用不同划转方式，ETH直接根据分配资金转账，ERC-20代币使用合约批量打包转账（节省交易费）。

5. 提现转账

用户发起提现后，由于Nonce机制存在，并不直接将交易发送至网络，而使用本地队列排队，接收到上一条成功确认记录后，再获取最新Nonce，进行下一条转账发送。

发送前，判断余额是否充足，若不足则需申请从系统钱包手动转入足够的代币后再进行转账。

03 私钥管理方案

1. 多签

提示：以太坊本身不支持多签，需要使用智能合约实现，合约本身又存在安全风险，因此交易所的以太坊私钥一般采用该方案保存。

普通用户可以将私钥/助记词保存在软件、纸上或者通过大脑记忆保存。但对于拥有巨额资产的交易所而言，普通用户的私钥管理方式根本无法适用，否则将存在单点保存的风险。

为了避免一个私钥的丢失导致地址的资金丢失，达到风险分散的目的，一般会采用多重签名技术。所谓多重签名技术，就是把一个钱包地址的控制权交给多个密钥，这些密钥保存在不同的地点，并分别生成签名。举个简单的例子：

2-3多重签名，表示3个人拥有签名权，而两个人签名就可以支配这个账户里的资金；

1-2多重签名，表示2个人可以签名，两个人拥有私钥，谁都可以来支配这笔资金。

在热钱包方面，一般采用2-3多重签名，需要三个私钥持有人中的两个分别进行授权，才能完成签名。
在冷钱包方面，一般采用的是2-2多重签名，即每个私钥的使用需要两个人双重授权才能进行提币，以保证冷钱包安全。

2. 备份

在采用多重签名的同时，为了进一步降低私钥丢失或损坏的风险，还对私钥进行了备份处理：

对于热钱包，备份私钥存储办公室附近的银行保险柜。

对于冷钱包，一般备份两份，一份存在办公室附近的银行保险柜，一份存在异地某一家银行的保险柜；同时，异地银行保险柜必须由两个不同的人掌握，掌握银行保险柜的两个人不得乘坐同一辆交通工具。

参考：

https://cointelegraphcn.com/news/how-do-exchanges-manage-digital-wallets

https://www.jianshu.com/p/3a238354678e

https://www.jianshu.com/p/3a238354678e

本文作者 @nobodyjack

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