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【Ethereum基础】:交易的生命周期

大体上说,一个交易的生命周期要经历以下几个过程:

  • 构造一笔交易(这里的交易要包含交易双方的地址、以太币数量、时间戳、签名等信息,它是不含任何私密信息的合法交易数据)
  • 将消息广播到网络(几乎网络中的所有节点都会收到这笔交易数据)
  • 验证交易的合法性(生成交易的节点要首先进行验证,其它节点也要进行验证,没有经过验证的交易是不能进入到区块链网络的)
  • 将交易写入区块链

构造一笔交易

我们先用一个简单的合约作为例子来谈论一笔交易的构造过程,这个合约的作用是在区块链上存储一个数字:

pragma solidity ^0.4.1;

contract SimpleStorage {
	uint storedData;

	function set(uint x) public {
		storedData = x;
	}

	function get() public constant returns (uint) {
		return storedData;
	}
}

然后我们要构造一笔交易,该交易的内容是调用合约中的函数 set(uint x) ,并且传入参数 1

首先我们知道,构造一笔交易需要以下字段(具体参照《交易与消息》一文):

  • nonce:交易发送者的交易序列号
  • gasPrice:gas价格
  • gasLimit:消耗的gas上限
  • to:交易接收者的地址
  • value:要发送的以太币(以wei为单位)
  • data:可选的数据域(在该例子中是必须的字段)

获取nonce

通过geth控制台我们能获取到nonce值,例如:

eth.getTransactionCount(eth.account[0])

gasPrice

我们能够自己随意设置gas的价格,但是有可能由于gas的价格过低,导致交易没有矿工进行处理导致失效。我们可以从这个 网站 来获取推荐的gas价格。

gasLimit

设置你能接受的该交易能够消耗的gas的最大数量。

to

在该例子中,接收者的地址应该是该合约的地址

value

在该例子中,不需要发送以太币,值为0

data

我们需要构造该交易的数据域。

首先,我们要调用的函数是合约中的 set(uint x) ,根据Solidity文档^1,我们将该函数 set(uint) 做Keccak-256哈希^2,结果为:

cccdda2cf2895862749f1c69aa9f55cf481ea82500e4eabb4e2578b36636979b

我们取其前4字节: 0xcccdda2c

然后我们所传入的函数的参数是1,填充为32字节:

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001

将这两部分连接起来:

0xcccdda2c0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001

这就是数据域的内容,共计36字节。

最终我们构造好的交易是这样的:

txnCount = web3.eth.getTransactionCount(web3.eth.accounts[0])
var rawTxn = {
nonce: web3.toHex(txnCount),
gasPrice: web3.toHex(800000000000),
gasLimit: web3.toHex(160000),
to: '0xa55fe56f2a183f795fdaae3529d58b58e57ef5ed',
value: web3.toHex(0),
data: '0xcccdda2c0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001'
};

对交易进行签名

接下来我们需要使用交易发送者账号的私钥对交易进行签名:

const privateKey = Buffer.from('你的账户私钥', 'hex')
const txn = new EthereumTx(rawTxn)
txn.sign(privateKey)
const serializedTxn = txn.serialize()

本地对交易进行验证

签名后的交易会首先提交至你的本地以太坊的节点,你的本地节点会首先对该笔交易进行验证,它会验证签名是否有效。

把交易广播至区块链网络

之后,你的本地以太坊节点会将交易广播至整个网络,在广播之后会返回一个交易id,你可以通过该id查看和追踪该交易的状态和相关信息。几乎以太坊网络上的所有节点都会收到这笔交易。有一些节点会设置一个最低的gas价格,它们会忽略低于该gasPrice值的交易。

矿工节点接收到交易

生成的交易需要被区块链网络中的矿工打包到区块,才能写入到区块链中。矿工会有一个待处理的交易列表,其中的交易是按交易的gasPrice进行排序的,交易的gasPrice越高,处理的优先级就越高。如果交易的gasPrice过低,有可能一直得不到矿工的处理,从而被忽略。

矿工将交易打包至区块并广播至网络

矿工会取若干交易然后打包至一个区块中,一个区块中能够包含多少条交易是和区块的gasLimit有关的,所有交易的gasLimit总和不能超过区块的gasLimit。当矿工选择好要打包的交易之后,就开始了PoW(Proof of Work)挖矿过程,最先发现新的区块的矿工能够将交易打包至区块,并且获取到相应的奖励。

其它节点同步新的区块数据

由于新的区块已经产生,所有的节点都需要对区块进行同步,你的交易会随着区块的同步被同步至所有节点上。

至此,一笔交易的生命周期彻底结束,它被永远的写入到了区块链中。

本文的版权归作者罗远航 所有,采用 Attribution-NonCommercial 3.0 License 。任何人可以进行转载、分享,但不可在未经允许的情况下用于商业用途;转载请注明出处。感谢配合!

原文  http://blog.luoyuanhang.com/2018/04/20/eth-basis-transaction-life-cycle/
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