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探索以太坊交易

以太坊可被看做基于交易的状态机:交易可以改变状态机,状态机可以记录跟踪交易。本文将在一个比较深入的层次考察以太坊交易的组成部分,解释大部分令人费解的十六进制数是怎么确定的。

在本教程中,我们使用 node.js,所以我们首先从安装依赖关系开始。

$ npm install web3@0.19 ethereumjs-util@4.4 ethereumjs-tx@1.3
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然后创建文件 tx.js ,请求依赖关系。

var Web3 = require('web3');
var web3 = new Web3(new Web3.providers.HttpProvider('https://ropsten.infura.io/'));
var util = require('ethereumjs-util');
var tx = require('ethereumjs-tx');
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首先我们从理解一个私钥开始。以太坊通过公钥加密进行授权。具体来说,用椭圆曲线数字加密算法,通过 secp256k1 标准生成公钥。除了有一些限制外,私钥只是一个随机的 256 位的数。例如:

var privateKey = '0xc0dec0dec0dec0dec0dec0dec0dec0dec0dec0dec0dec0dec0dec0dec0dec0de';
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通过私钥导出相应的公钥:

var publicKey = util.bufferToHex(util.privateToPublic(privateKey));
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如果你输出公钥,可以看到下面的 16 进制数:

0x4643bb6b393ac20a6175c713175734a72517c63d6f73a3ca90a15356f2e967da03d16431441c61ac69aeabb7937d333829d9da50431ff6af38536aa262497b27
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与私钥相关联的以太坊地址是用相应公钥进行 SHA3-256 (Keccak) 哈希运算后得到的后 160 位。

var address = '0x' + util.bufferToHex(util.sha3(publicKey)).slice(26);
//0x53ae893e4b22d707943299a8d0c844df0e3d5557
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正如你看到的,多个私钥可以有相同的地址。一个以太坊账户与一个地址相关联,而且每个地址都有以下属性:

  • nonce:输出交易的次数,从 0 开始

  • balance:账户中的以太币数

  • storageRoot:与账户存储相关联的哈希值

  • codehash:控制账户的代码的哈希,如果它是空的,那么就是一个正常账户,能够通过私钥访问的,否则,它就是一个智能合约,其交互受到代码的控制

接下来我们看一下交易,交易有 6 个输入域:

  • nonce:输出交易的次数,从 0 开始

  • gasPrice:交易中花费的单位 Gas 的价格

  • gasLimit:处理交易允许花费的最大 Gas 量

  • to:交易发送到的账户,如果是空,交易就会创建合约

  • value:发送的以太币的量

  • data:可以是任意的消息或合约函数调用或创建合约的代码

一个发送 1000wei 以太并且留下消息 0Xc0de 的交易可以被构造如下:

var rawTx = {
    nonce: web3.toHex(0),
    gasPrice: web3.toHex(20000000000),
    gasLimit: web3.toHex(100000),
    to: '0x687422eEA2cB73B5d3e242bA5456b782919AFc85',
    value: web3.toHex(1000),
    data: '0xc0de'
};
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注意, from 地址并没有指定,在私钥签署后,它会从签名中提取。签署交易:

var p = new Buffer('c0dec0dec0dec0dec0dec0dec0dec0dec0dec0dec0dec0dec0dec0dec0dec0de', 'hex');
var transaction = new tx(rawTx);
transaction.sign(p);
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然后交易就可以发送到网络上,而且能通过一个 256 位的交易 ID 进行追踪。这个交易可以在 Etherscan 中查看。交易 ID 是交易的哈希值

console.log(util.bufferToHex(transaction.hash(true)));
//0x8b69a0ca303305a92d8d028704d65e4942b7ccc9a99917c8c9e940c9d57a9662
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接下来,我们看一下指什么构成了函数调用的数据。以此次合约交易数据为例:

console.log(web3.eth.getTransaction('0xaf4a217f6cc6f8c79530203372f3fbec160da83d1abe048625a390ba1705dd57').input);
//0xa9059cbb0000000000000000000000007adee867ea91533879d083dd47ea81f0eee3a37e000000000000000000000000000000000000000000000000d02ab486cedbffff
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为了知道调用的是哪个函数,必须提前知道合约的所有的函数,才能创建哈希表。前 32 位 a9059cbb 是函数哈希的前 32 位。在当前情况下,函数为 transfer(address _to, uint256 _value) ,它的哈希为:

console.log(web3.sha3('transfer(address,uint256)'));
//0xa9059cbb2ab09eb219583f4a59a5d0623ade346d962bcd4e46b11da047c9049b
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接下来是参数,每个 256 位,所以当前情况下 address 是:

0x0000000000000000000000007adee867ea91533879d083dd47ea81f0eee3a37e
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uint256 是:

0x000000000000000000000000000000000000000000000000d02ab486cedbffff
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接下来,如上所述,通过省略 to 域,可以建立一个合约。但是如何确定合约地址呢?以此交易为例:

console.log(web3.eth.getTransactionReceipt('0x77a4f46ff7bf8c084c34293fd654c60e107df42c5bcd2666f75c0b47a9352be5').contractAddress);
//0x950041c1599529a9f64cf2be59ffb86072f00111
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合约地址是发送者地址哈希值的后 160 位,而且 nonce 可以提前确定。对于这个交易来说,发送者和 nonce 可以在下列代码中发现:

var contractTx = web3.eth.getTransaction('0x77a4f46ff7bf8c084c34293fd654c60e107df42c5bcd2666f75c0b47a9352be5');
console.log(contractTx.from);
//0x84f9d8b0e74a7060e20b025c1ea63c2b171bae6f
console.log(contractTx.nonce);
//0
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所以合约地址是:

console.log('0x' + util.bufferToHex(util.rlphash(['0x84f9d8b0e74a7060e20b025c1ea63c2b171bae6f', 0])).slice(26));
//0x950041c1599529a9f64cf2be59ffb86072f00111
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现在我们算是搞清楚了这些十六进制数的含义!

以太坊和智能合约具有打破许多行业的巨大潜力。线上有许多资源,你可以在下面找到几个更多关于以太坊的教程!

以太坊主站 www.ethereum.org/

以太坊的其中一个客户端 Mist 的 GitHub Repo github.com/ethereum/mi…

Solidity solidity.readthedocs.io/en/latest/

Web3 api github.com/ethereum/wi…

社区讨论 www.reddit.com/r/ethereum/

如果你有任何关于此文的问题,你可以在我们 GitHub nightlyHacks repo 中提出。

原文链接: medium.com/@codetracti…

作者: CodeTract

翻译&校对: 刘艳安 & 阿剑

稿源:以太坊爱好者(ethfans.org/posts/insid…




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