【以太坊】Ethereum交易過程及ethereumjs-tx的應用
關於Ethereum交易是如何從生成並在網路中廣播的，如下總結七個步驟：
一、 構建原始交易物件
如下為原始交易物件欄位，並對各欄位進行展開說明
var rawTx = {
nonce: '0x00',
gasPrice: '0x09184e72a000',
gasLimit: '0x2710',
to: '0x0000000000000000000000000000000000000000',
value: '0x00',
data: '0x7f7465737432000000000000000000000000000000000000000000000000000000600057'
}- 1
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nonce: 記錄發起交易的賬戶已執行交易總數。Nonce的值隨著每個新交易的執行不斷增加，這能讓網路瞭解執行交易需要遵循的順序，並且作為交易的重放保護。 gasPrice:該交易每單位gas的價格，Gas價格目前以Gwei為單位（即10^9wei），其範圍是大於0.1Gwei，可進行靈活設定。 gasLimit:該交易支付的最高gas上限。該上限能確保在出現交易執行問題（比如陷入無限迴圈）之時，交易賬戶不會耗盡所有資金。一旦交易執行完畢，剩餘所有gas會返還至交易賬戶。 to：該交易被送往的地址（呼叫的合約地址或轉賬對方的賬戶地址）。 value：交易傳送的以太幣總量。 data: 若該交易是以太幣交易，則data為空；若是部署合約，則data為合約的bytecode；若是合約呼叫，則需要從合約ABI中獲取函式簽名，並取函式簽名hash值前4位元組與所有引數的編碼方式值進行拼接而成，具體參見文章https://github.com/linjie-1/guigulive-operation/wiki/Ethereum%E7%9A%84%E5%90%88%E7%BA%A6ABI%E6%8B%93%E5%B1%95
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二、簽署交易
需要使用交易賬戶的私鑰對原始交易物件進行簽名，下面介紹使用MetaMask以及硬編碼兩種方式：
MetaMask：私鑰只會儲存在你的瀏覽器上，因此你是唯一有權訪問你的賬戶和私鑰的人。當你在瀏覽器上執行交易之時，外掛會將你的函式呼叫轉化成原始交易，並用你的私鑰簽署交易。 Metamask執行Infura運營的節點，並且使用這些節點來廣播交易。
硬編碼：如下使用了ethereumjs-tx庫對交易進行簽名，當然硬編碼私鑰的方式簽名交易，不實用，但可以使用一臺沒有聯網的計算機簽署該交易。之後，可以複製已簽署交易串，並使用聯網的計算機將其廣播至網路。另一個安全之策是使用 Ledger 或 Trezor 等硬體錢包。這類錢包儲存了私鑰，而簽署交易的私鑰已經程式設計進了硬體本身。它們需要聯網的原因只是為了釋出你的已簽署交易。
var Tx = require('ethereumjs-tx');
var privateKey = "私鑰";
var tx = new Tx(rawTx);
tx.sign(privateKey);
var serializedTx = tx.serialize();
web3.eth.sendRawTransaction(serializedTx.toString('hex'), function(err, hash) {
doSomething()
});- 1
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三、節點驗證
簽署過後的交易會提交至以太坊節點。然後節點會驗證已簽名的交易，確保它是由交易賬戶簽署過的。
四、交易廣播
節點驗證通過後，會被廣播至其對等節點，這些對等節點再將該交易廣播給它們的對等節點，以此類推。一旦交易被廣播至網路，會輸出該交易的id，可以用它來追蹤交易的狀態。
五、 礦工節點接受交易
礦工節點的職責是將交易打包到區塊上。礦工是交易池的維護者，交易先是被新增進交易池，再由礦工進行評估選擇來打包。礦工一般將所有交易儲存在根據gasPrice價格分類的池中。價格越高，該交易就越有可能被新增進下一個區塊。這是礦工節點的常見設定。並且礦池可以容納的交易數是有限的，gasPrice價格低的交易可能會被放棄。
對於釋放阻塞在礦池中交易的方法是提高其gasPrice價格，並維持nonce值和from值不變，nonce和from可以確定標識一筆交易，並且提高的gasPrice必須大於原來價格的10%才可以。這樣一來，當礦工接收到新交易時，價格更高的新交易會覆蓋之前的交易，使得礦工更容易選擇並挖中。
六、礦工節點挖中有效區塊並將它廣播至網路
礦工將選中的全部交易一起包含進區塊。礦工只能選擇一定量的交易新增進區塊，受限於以太坊設定的單個區塊gasLimit，換言之，交易的所有gas總數不能超過區塊的gasLimit。
一旦礦工選擇將交易包含進區塊，這些交易將被驗證幷包含進一個待處理區塊，工作量證明開始。某個礦工節點最終會找到一個有效的區塊，並將這一區塊新增到區塊鏈上。就像上面介紹的節點廣播原始交易一樣，礦工節點也會將這一有效區塊廣播給其他節點。
七、節點接收/同步新區塊
最終，全網節點將接收這個新區塊，並同步區塊鏈。一旦接收到這個新區塊，節點就會執行區塊裡的所有交易。結合我們使用的truffle呼叫合約程式碼， truffle會不斷測驗連線節點的區塊鏈以求確認。一旦它發現交易被確認，就會執行 then()中的回撥邏輯。
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博主看到很多智慧合約中有引入：ethereumjs-tx這麼個東西，只知道是和簽名相關的，但是在網上卻找不到具體的定義。果然最後還得依靠google才知道，原來它是利用私鑰進行簽名的庫。當我們通過web3.js的sendRawTransaction方法發起交易的時候，必須要用它來簽名。
//安裝
npm install ethereumjs-tx
//引入
var Tx = require('ethereumjs-tx');- 1
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補充： 第一條構建原始交易物件中的data：
其中data，若該交易是以太幣交易，則data為空；若是部署合約，則data為合約的bytecode；如果是合約呼叫或者對函式呼叫，即是對函式簽名以及引數編碼的二進位制欄位。
一個函式呼叫data的前四個位元組資料指定了要呼叫的函式簽名。計算方式是使用函式簽名的keccak256（即sha3）的雜湊，並取4個位元組。寫法bytes4(keccak256(“foo()”))需要注意的是，如果有多個引數使用,隔開，要去掉表示式中的所有空格。
示例：
這裡大家就能看到，當在呼叫合約中的函式的時候，必須要取前四個位元組。以前看這段程式碼不太懂這句話是什麼意思，現在才算是懂了。
end
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