以太坊交易和签名

以太坊交易

以太坊交易是什么 ？

交易(Transaction)是指由一个外部账户转移一定资产给某个账户， 或者发出一个消息指令到某个智能合约。

在以太坊网络中，交易执行属于一个事务。具有原子性、一致性、隔离性、持久性特点。

• 原子性： 是不可分割的最小执行单位，要么做，要么不做。
• 一致性： 同一笔交易执行，必然是将以太坊账本从一个一致性状态变到另一个一致性状态。
• 隔离性： 交易执行途中不会受其他交易干扰。
• 持久性： 一旦交易提交，则对以太坊账本的改变是永久性的。后续的操作不会对其有任何影响。

因为是事务型，因此我们需确保在执行事务前让交易符合一些设计要求。

1. 交易必须唯一，能区分不同交易且同一笔交易不能重复提交到账本中。
2. 交易内容不得变化，每个节点收到的交易都必须一致，交易执行时账本状态变化也是一致的。
3. 交易必须被合法签名，只有已正确签名的交易才能被执行。
4. 交易不能占用过多系统资源，影响其他交易执行。
    

交易数据结构

 

下图是以太坊交易数据结构，根据用途，我将其划分为四部分。

开头是一个 uint64 类型的数字，称之为随机数。用于撤销交易、防止双花和修改以太坊账户的 Nonce 值（细节在讲解交易执行流程时讲解）。

第二部分是关于交易执行限制的设置，gas 为愿意供以太坊虚拟机运行的燃料上限。 gasPrice 是愿意支付的燃料单价。gasPrcie * gas 则为愿意为这笔交易支付的最高手续费。

我从程序执行逻辑上可以这样解释第三部分。是交易发送者输入以太坊虚拟机执行此交易的初始信息： 虚拟机操作对象（接收方 To）、从交易发送方转移到操作对象的资产（Value），以及虚拟机运行时入参(input)。其中 To 为空时，意味着虚拟机无可操作对象，此时虚拟机将利用 input 内容部署一个新合约。

第四部分是交易发送方对交易的签名结果，可以利用交易内容和签名结果反向推导出签名者，即交易发送方地址。

四部分内容的组合，解决了交易安全问题、实现了智能合约的互动方式以及提供了灵活可调整的交易手续费。

签名与校验

以太坊和比特币的签名算法：椭圆曲线算法 secp256k1

签名算法归类：

 交易数据签名

 交易签名时，需要提供一个签名器(Signer)和私钥(PrivateKey)。

交易签名流程

 上图中还有一个关键数据，则 Signer 是如何生成 R 、S、V值的。从前面的签名算法过程，可以知道 R 和 S 是ECDSA签名的原始输出，V 值是 recid，其值是0或者1。但是在交易签名时，V 值不再是recid, 而是 recid+ chainID*2+ 35

文章参考《​​​​​​​以太坊技术与实现》