【区块链笔记】ETH_交易(12)

李明燮(li_mingxie)
blockchain, eth
Page content

这篇文章简单的整理了以太坊交易相关的信息。

1.交易的作用

交易是由外部拥有的账户发起的签名消息，由以太坊网络传输，并被序列化后记录在以太坊区块链上。

  • 交易是唯一可以触发状态更改或导致合约在EVM中执行的事物。
  • 以太坊是一个全局单例状态机，交易是唯一可以改变其状态的东西。
  • 合约不是自己运行的，以太坊也不会“在后台”运行。以太坊上的一 切变化都始于交易。

2.数据结构

  • nonce:由发起人EOA发出的序列号，用于防止交易消息重播。
  • gas price:交易发起人愿意支付的gas单价(wei)。
  • start gas:交易发起人愿意支付的最大gas量。
  • to:目的以太坊地址。
  • value:要发送到目的地的以太数量。
  • data:可变长度二进制数据负载(payload)。
  • v,r,s:发起人EOA的ECDSA签名的三个组成部分。
  • 交易消息的结构使用递归长度前缀(RLP)编码方案进行序列化，该方案 专为在以太坊中准确和字节完美的数据序列化而创建。

3.nonce

一个标量值，等于从这个地址发送的交易数，或者对于关联code的帐户来说，是这个帐户创建合约的数量。

  • nonce不会明确存储为区块链中帐户状态的一部分。
    相反，它是通过计算发 送地址的已确认交易的数量来动态计算的。
  • nonce值还用于防止错误计算账户余额。
    nonce强制来自任何地址的交易按 顺序处理，没有间隔，无论节点接收它们的顺序如何。
  • 使用nonce确保所有节点计算相同的余额和正确的序列交易，
    等同于用于防止比特币“双重支付”(“重放攻击”)的机制。
    但是，由于以太坊跟踪 账户余额并且不单独跟踪 UTXO ，
    因此只有在错误地计算账户余额时才会 发生“双重支付”。nonce机制可以防止这种情况发生。

并发和nonce

加入我们有一个钱包多个geth同时发送交易，该怎么设置交易的nonce呢?

  • 用一台服务器为各个应用分配nonce，先来先服务——可能出现单点故障，并且失败的交易会将后续交易阻塞。
  • 生成交易后不分配nonce，也不签名，而是把它放入一个队列等待。另起一 个节点跟踪nonce并签名交易。
    同样会有单点故障的可能，而且跟踪nonce 和签名的节点是无法实现真正并发的。

都没有真正意义上解决并发问题。

4.gas

当由于交易或消息触发EVM运行时，每个指令都会在网络的每个节点上执行。
这具有成本:对于每个执行的操作，都存在固定的成本，我们把这 个成本用一定量的gas表示。

  • gas是交易发起人需要为EVM上的每项操作支付的成本名称。
    发起交易时， 我们需要从执行代码的矿工那里用以太币购买 gas 。
  • gas与消耗的系统资源对应，这是具有自然成本的。
    因此在设计上gas和ether有意地解耦，消耗的gas数量代表了对资源的占用，而对应的交易费用则还跟gas对以太的单价有关。
    这两者是由自由市场调节的:gas的价格实际上是由矿工决定，他们可以拒绝处理gas价格低于最低限额的交易。
    我们不需要专门购买gas，只需将以太币添加到帐户即可，客户端在发送交易时会自动用以太币购买gas。而以太币本身的价格通常由于市场力量而波动。

计算

  • 发起交易时的 gas limit 并不是要支付的gas数量，而只是给定了一个消耗gas的上限，相当于“押金”
  • 实际支付的gas数量是执行过程中消耗的gas(gasUsed)，gas limit 中剩余的部分会返回给发送人
  • 最终支付的gas费用是gasUsed对应的以太币费用，单价由设定的gasPrice而定
  • 最终支付费用 totalCost = gasPrice * gasUsed
  • totalCost会作为交易手续费(Txfee)支付给矿工
//大致评估要花费的gas
> eth.estimateGas({from:eth.accounts[0], to:"0x922F12edF3FA36CF04bD5f0d6a1b716C51f5F4ab", value:100})
21000

> eth.estimateGas({from:eth.accounts[0], to:"0x922F12edF3FA36CF04bD5f0d6a1b716C51f5F4ab", value:100, data:"0x12"})
21016

5.交易中接受者(to)

交易接收者在to字段中指定，是一个20字节的以太坊地址。地址可以 是EOA或合约地址。

  • 以太坊没有进一步的验证，任何20字节的值都被认为是有效的。
  • 如果将交易发送到无效地址，将销毁发送的以太，使其永远无法访问。
  • 验证接收人地址是否有效的工作，应该在用户界面一层完成。

6.交易中value和data

  • 交易的主要“有效负载”包含在两个字段中:value和data。
    交易可以同时有value和data，仅有value，仅有data，或者既没有value也没有data。所有四种组合都有效。
  • 仅有value的交易就是一笔以太的付款
  • 仅有data的交易一般是合约调用
  • 进行合约调用的同时，我们除了传输data，还可以发送以太，从而交易中同时包含data和value
  • 没有value也没有data的交易，只是在浪费gas，但它是有效的

7.向EOA或合约传递data

  • 当交易包含数据有效负载时，它很可能是发送到合约地址的，但它同样可以发送给EOA
  • 如果发送data给EOA，数据负载(data payload)的解释取决于钱包
  • 如果发送数据负载给合约地址，EVM会解释为函数调用，从payload里解码出函数名称和参数，调用该函数并传入参数
  • 发送给合约的数据有效负载是32字节的十六进制序列化编码:
    函数选择器:函数原型的Keccak256哈希的前4个字节。这允许EVM明确地识别将要调用的函数。
    函数参数:根据 EVM 定义的各种基本类型的规则进行编码

8.特殊交易:创建(部署)合约

有一中特殊的交易，具有数据负载且没有value，那就是一个创建新合约的交易。

  • 合约创建交易被发送到特殊目的地地址，即零地址0x0。
    该地址既不代表EOA也不代表合约。它永远不会花费以太或发起交易，它仅用作目的地，具有特殊含义“创建合约”。
  • 虽然零地址仅用于合约注册，但它有时会收到来自各种地址的付款。
    这种情况要么是偶然误操作，导致失去以太; 要么是故意销毁以太。
  • 合约注册交易不应包含以太值，只包含合约的已编译字节码的数据有效负载。此交易的唯一效果是注册合约。

欢迎大家的意见和交流

email: li_mingxie@163.com