import random
import math
import hashlib
import base58
def inverse(x, p):
    """
    Calculate the modular inverse of x ( mod p )    
    """
    inv1 = 1
    inv2 = 0
    n=1
    while p != 1 and p!=0:        
        quotient = x // p
        
        inv1, inv2 = inv2, inv1 - inv2 * quotient
        x, p = p, x % p        
        n = n+1
    
    return inv2

def dblpt(pt, p):
    """
    Calculate pt+pt = 2*pt
    """
    if pt is None:
        return None
    (x,y)= pt
    if y==0:
        return None
    
    slope= 3*pow(x,2,p)*pow(2*y,p-2,p)
    
    
    xsum= pow(slope,2,p)-2*x
    
    ysum= slope*(x-xsum)-y  
    
    return (xsum%p, ysum%p)

def addpt(p1,p2, p):
    """
    Calculate p1+p2
    """
    if p1 is None or p2 is None:
        return None
    (x1,y1)= p1
    (x2,y2)= p2
    if x1==x2:
        return dblpt(p1, p)
        
    # calculate (y1-y2)/(x1-x2)  modulus p
    
    slope=(y1-y2)*pow(x1-x2,p-2,p)
    
    
    xsum= pow(slope,2,p)-(x1+x2)
  
    ysum= slope*(x1-xsum)-y1
    
    
    return (xsum%p, ysum%p)

def ptmul(pt,a, p):
    """
    Calculate pt*a
    """
    scale= pt    
    acc=None
  
    
    while a:
        
        if a&1:
            if acc is None:
                acc= scale
                
            else:    
                acc= addpt(acc,scale, p)                
              
        scale= dblpt(scale, p)
        a >>= 1
        
            
  
    return acc

def ptdiv(pt,a,p,n):  
    """
    Calculate pt/a
    """  
    divpt=inverse(a, n)%n    
    return ptmul(pt, divpt, p)


def isoncurve(pt,p):
    """
    returns True when pt is on the secp256k1 curve
    """
    (x,y)= pt
    return (y**2 - x**3 - 7)%p == 0


def getuncompressedpub(compressed_key):
    """
    returns uncompressed public key
    """
    y_parity = int(compressed_key[:2]) - 2    
    x = int(compressed_key[2:], 16)
    a = (pow(x, 3, p) + 7) % p
    y = pow(a, (p+1)//4, p)    
    if y % 2 != y_parity:
        y = -y % p        
    return (x,y)

def compresspub(uncompressed_key):
    """
    returns uncompressed public key
    """
    (x,y)=uncompressed_key
    y_parity = y&1
    head='02'
    if y_parity ==1:
        head='03'    
    compressed_key = head+'{:064x}'.format(x)      
    return compressed_key

def hash160(hex_str):
    sha = hashlib.sha256()
    rip = hashlib.new('ripemd160')
    sha.update(hex_str)
    rip.update( sha.digest() )    
    return rip.hexdigest()  # .hexdigest() is hex ASCII
    
def getbtcaddr(pubkeyst):
    
    hex_str = bytearray.fromhex(pubkeyst)
    # Obtain key:
    key_hash = '00' + hash160(hex_str)

    # Obtain signature:

    sha = hashlib.sha256()
    sha.update( bytearray.fromhex(key_hash) )
    checksum = sha.digest()
    sha = hashlib.sha256()
    sha.update(checksum)
    checksum = sha.hexdigest()[0:8]

    return (base58.b58encode( bytes(bytearray.fromhex(key_hash + checksum)) )).decode('utf-8')

def checkpub(realpub, temppub, id):
    localpt = ptmul(temppub, 1024, p)
    localaddpt = ptmul(g, id, p)
    respub= addpt(localpt,localaddpt, p)
    print ("respub-> ", compresspub(respub))
    
#secp256k1 constants
Gx=0x79BE667EF9DCBBAC55A06295CE870B07029BFCDB2DCE28D959F2815B16F81798
Gy=0x483ADA7726A3C4655DA4FBFC0E1108A8FD17B448A68554199C47D08FFB10D4B8
n=0xfffffffffffffffffffffffffffffffebaaedce6af48a03bbfd25e8cd0364141
p = 2**256 - 2**32 - 977
g= (Gx,Gy)


compressed_key='0234c1fd04d301be89b31c0442d3e6ac24883928b45a9340781867d4232ec2dbdf'
point=getuncompressedpub(compressed_key)

print(getbtcaddr("04%064x%064x"%point))
print(getbtcaddr(compressed_key))
divisor = 2**3
newpub=ptdiv(point,divisor,p,n)

(partGx,partGy)=ptdiv(g,divisor,p,n)
print ("1 Fraction part-> (%x,%064x)" % (partGx,partGy))

with open('pub.txt', 'w') as f:
    f.write("04%064x%064x"%newpub)
    f.write('\n')
    print ("Compressed NewPUB (",0,")-> ", compresspub(newpub),"addr",getbtcaddr(compresspub(newpub)))
    i=1
    (pointx,pointy)=(partGx,partGy)
    while i<divisor:
        (newpubtempx,newpubtempy) = addpt(newpub,(pointx,p-pointy), p)
        f.write("04%064x%064x"%(newpubtempx,newpubtempy))
        f.write('\n')
        print ("Compressed NewPUB (",i,")-> ", compresspub((newpubtempx,newpubtempy)),"addr",getbtcaddr(compresspub((newpubtempx,newpubtempy))))
        (pointx,pointy) = addpt((pointx,pointy),(partGx,partGy), p)  
        i=i+1