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以太坊钱包开发基础知识

第五章:以太坊钱包开发

目前的公链项目,影响力最大的应该就数以太坊和比特币了,其他的多数公链,基本上都是借鉴了以太坊和比特币公链项目而设计开发的。了解区块链的人都知道,比特币和以太坊这两个公链项目的差距还是挺大的,故而他们的钱包开发也是特别不一样的。本章我们将详细讲解以太坊钱包原理和开发流程,涉及到的内容有以下这些:

  • 依托钱包节点方式开发钱包,但这种方式的缺点就keystore生成存放到区块的节点上;

  • 非确定性以太坊钱包开发,实现本地存储私钥,但每个账户对应一个私钥,私钥的管理比较难;

  • 分层确定性以太坊钱包开发流程,实现本地存储,实现多链多账户和私钥关联性钱包。

一.以太坊简介

1.什么是以太坊

以太坊是一个开放的区块链平台,任何人都可以使用区块链技术构建和使用分散的应用程序。 像比特币一样,没有人控制或拥有以太坊,它是由世界各地的许多人建立的开源项目。 但与比特币协议不同,以太坊的设计具有适应性和灵活性。 在以太坊平台上创建新应用程序很容易,任何人都可以安全地使用这些应用程序。基于以太坊的一套生态也越来越强大,目前在以太坊上发Token的公司已经有将近800家了,质量比较高的数字资产占Token量的20%以上,基于以太的数字货币资产的发展直接导致了进入的资金越来越庞大。

2.以太坊产生的背景

区块链技术是比特币的技术基础,首先由其神秘作者中本聪(Satoshi Nakamoto)在2008年出版的白皮书“比特币:点对点电子现金系统”中描述。虽然区块链用于更广泛的用途已经是在原始论文中讨论过,直到几年后,区块链技术才成为一个通用术语。区块链是一种分布式计算架构,其中每个网络节点执行并记录相同的事务,这些事务被分组为块。一次只能添加一个块,并且每个块都包含一个数学证明,用于验证它是否依次跟随前一个块。通过这种方式,区块链的“分布式数据库”在整个网络中保持一致。个人用户与分类帐(交易)的交互由强密码术保护。维护和验证网络的节点受到编码到协议中的数学强制经济激励的激励。

在比特币的情况下,分布式数据库被设想为账户余额表,分类账,交易是比特币代币的转移,以促进个人之间的无信任融资。但随着比特币开始引起开发人员和技术人员的更多关注,新的项目开始将比特币网络用于除了价值代币转移之外的其他目的。其中许多采取“替代硬币”的形式 - 单独的区块链与他们自己的加密货币,改进了原有的比特币协议,以增加新的功能或功能。 2013年底,以太坊的发明者Vitalik Buterin提出,一个能够重新编程以执行任意复杂计算的区块链可以包含这些许多其他项目。

2014年,以太坊创始人Vitalik Buterin,Gavin Wood和Jeffrey Wilcke开始研究下一代区块链,该区块链有望实施一个完全无信任的通用智能合约平台。

3.以太坊虚拟机

以太坊是一个可编程的区块链。 Ethereum不是为用户提供一组预定义的操作(例如比特币交易),而是允许用户创建他们希望的任何复杂度的自己的操作。通过这种方式,它可以作为许多不同类型的分散式区块链应用程序的平台,包括但不限于加密货币。

狭义上的以太坊是指为分散应用程序定义平台的一套协议。其核心是以太坊虚拟机(“EVM”),它可以执行任意算法复杂度的代码。在计算机科学术语中,以太坊是“图灵完整”。开发人员可以使用以JavaScript和Python等现有语言为模型的友好编程语言创建在EVM上运行的应用程序。

与任何区块链一样,以太坊也包括点对点网络协议。以太坊区块链数据库由连接到网络的许多节点维护和更新。网络的每个节点都运行EVM并执行相同的指令。出于这个原因,以太坊有时被描述为“世界计算机”。

在整个以太坊网络中进行大规模的计算并行化并不是为了提高计算效率。实际上,这个过程使得以太坊上的计算比传统的“计算机”慢得多,也更昂贵。相反,每个以太坊节点都运行EVM,以便在区块链中保持一致。分散的共识为以太坊提供了极端的容错能力,确保零停机时间,并使存储在区块链上的数据永远不变且具有审查能力。

以太坊平台本身没有特色或与价值无关。与编程语言类似,由企业家和开发人员决定应该使用什么。但是,很明显某些应用程序类型比以太坊的功能更有益。具体而言,以太坊适用于自动化同伴之间直接交互或促进跨网络协调的群组行动的应用程序。例如,用于协调点对点市场的应用程序,或复杂金融合同的自动化。比特币允许个人交换现金而不涉及金融机构,银行或政府等任何中间人。以太坊的影响可能更为深远。从理论上讲,任何复杂性的金融交互或交换都可以使用在以太坊上运行的代码自动可靠地执行。除了金融应用程序之外,任何信任,安全性和持久性都很重要的环境(例如,资产注册,投票,治理和物联网)都可能受到以太坊平台的严重影响。

4.以太坊工作机制

以太坊融合了比特币用户所熟悉的许多功能和技术,同时还引入了许多自己的修改和创新。

虽然比特币区块链纯粹是一个交易清单,但以太坊的基本单位是账户。以太坊区块链跟踪每个账户的状态,以太坊区块链上的所有状态转换都是账户之间价值和信息的转移。有两种类型的帐户:

  • 外部拥有帐户(EOA),由私钥控制
  • 合约账户,由合约代码控制,只能由EOA“激活”

对于大多数用户而言,这些用户之间的基本区别在于人类用户控制EOA,因为他们可以控制控制EOA的私钥。另一方面,合同账户由其内部代码管理。如果它们被人类用户“控制”,那是因为它们被编程为由具有特定地址的EOA控制,该地址又由持有控制该EOA的私钥的任何人控制。流行的术语“智能合约”是指合约账户中的代码 - 在将交易发送到该账户时执行的程序。用户可以通过将代码部署到区块链来创建新合同。

合同账户仅在EOA指示时执行操作。因此,合同帐户不可能执行本机操作(如随机数生成或API调用),只有在EOA提示时才能执行这些操作。这是因为以太坊要求节点能够就计算结果达成一致,这需要保证严格确定性的执行。

与比特币一样,用户必须向网络支付小额交易费用。这可以保护以太坊区块链免受无聊或恶意的计算任务,如DDoS攻击或无限循环。事务的发送者必须为他们激活的“程序”的每一步付费,包括计算和内存存储。这些费用以以太坊的本地价值标记,以太币的金额支付。

这些交易费用由验证网络的节点收集。这些“矿工”是以太坊网络中接收,传播,验证和执行交易的节点。然后矿工将交易分组,其中包括对以太坊区块链中账户“状态”的许多更新,进入所谓的“区块”,然后矿工互相竞争,使他们的区块成为下一个要添加的区块。区块链。对于他们开采的每个成功区块,矿工都会获得以太奖励。这为人们将以太网和电力专用于以太坊网络提供了经济激励。

正如在比特币网络中一样,矿工的任务是解决复杂的数学问题,以便成功“挖掘”一个区块。这被称为“工作证明”。任何计算问题都需要数量级更多的资源才能在算法上解决,而不是验证解决方案,这是一个很好的候选工作证明。为了阻止由于使用专用硬件(例如ASIC)而导致的集中化,如比特币网络中所发生的那样,以太坊选择了存储器硬计算问题。如果问题需要内存和CPU,理想的硬件实际上是通用计算机。这使得以太坊的工作证明具有ASIC抗性,允许比采用比特币等专用硬件占主导地位的区块链更安全地分散安全性。

二.以太坊钱包涉及到的术语

1.gas,Gas Limit和Gas Price

在以太坊上,发送代币或调用智能合约,在区块链上执行写入操作,需要支付矿工计算费用,计费是按照Gas计算的,Gas使用ETH来支付。无论您的调用的方法是成功还是失败,都需要支付计算费用。即使失败,矿工也验证并执行您的交易(计算),因此必须和成功交易一样支付矿工费。

简单的说Gas Limit相当于汽车需要加多少汽油,Gas Price相当于每升汽油的价格。

Gas Limit之所以称为限额,因为它是您愿意在一笔交易中花费Gas的最大数量。交易所需的Gas是通过调用智能合约执行多少代码来定义。 如果您不想花太多的Gas,通过降低Gas Limit将不会有太大的帮助。 因为您必须包括足够的Gas来支付的计算资源,否则由于Gas不够导致交易失败,您所设置的所有Gas limit也将消耗光。建议您在有充足ETH情况下,将Gas Limit尽量设高,所有未使用的Gas将在转账结束时退还给您。

通过降低Gas Price可以节省矿工费用,但是也会减慢矿工打包的速度。矿工会优先打包 Gas Price设置高的交易,如果您想加快转账,您可以把Gas Price设置得更高,这样您就可以排队靠前。如果您不急,您只需要设置一个安全的 Gas Price,矿工也会打包您的交易。

查看矿工可以接受的最低Gas Price:https://etherscan.io/gastracker

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2.以太币单位

以太坊最小的单位是wei,最常用的单位是ether

  • Kwei(Babbage)= 10的3次方Wei
  • Mwei(Lovelace)= 10的6次方Wei
  • Gwei(Shannon)= 10的9次方Wei
  • MicroEther(Szabo)= 10的12次方Wei
  • MilliEther(Finney)= 10的15次方Wei
  • Ether = 10的18次方Wei

3.keystore

keystore是以太坊账户的一种表现形式,里面包含了以太坊账户的地址,账户密文的私钥和MAC地址等等一系列的信息,下面是一个keystore的完整信息。

{
  "address":"2ffe6e3816b6a84f509ea3be1b8e8bb024c894d8",
  "crypto":
  {
    "cipher":"aes-128-ctr",
    "ciphertext":"c302e468ad640ad6c43d51754caa60964ece820ad98ad0d5aa72a785a93d7a59",
    "cipherparams": {"iv":"f4609a583b28e48a6bda7b6bf1229a26"},
    "mac":"ef8872a3ad0a92a410b15b0e2e662d5cbfc98360d72b190a7b3189bd4151ebcf",
    "kdf":"pbkdf2",
    "kdfparams":
    {
      "c":262144,
      "dklen":32,
      "prf":"hmac-sha256",
      "salt":"5a757ae33c08a46c8a50f34a2a514503fd66481ea56aeab31e25da45ae3f1c39"
    }
 },
 "id":"49a53e88-4f8a-4858-80a4-02ad230da1d3",
 "version":3
}

4.矿工费

转账或调用智能合约,在区块链上执行写入操作,需要支付矿工计算费用,计费是按照Gas计算的,Gas使用ETH来支付,详细内容请看上面 1 部分

三.以太坊钱包涉及到的开源库

1.keythereum

Keythereum是一个用于生成,导入和导出以太坊密钥的JavaScript工具。 这提供了一种在本地和Web钱包中使用同一帐户的简单方法。 它可用于可验证和存储钱包。

Keythereum使用相同的密钥派生函数(PBKDF2-SHA256或scrypt),对称密码(AES-128-CTR或AES-128-CBC)和消息验证代码作为geth。 您可以将生成的密钥导出到文件,将其复制到数据目录的密钥库,然后立即开始在您的本地以太坊客户端中使用它。

从版本0.5.0开始,keythereum的加密和解密函数都返回Buffers而不是字符串。 对于直接使用这些功能的人来说,这是一个重大改变。

1.1.使用keythereum生产keystore

在生产keystore之前,你必须有一个nodeJs的环境,并且安装keythereum

npm install keythereum

或者使用压缩的浏览器文件dist/keythereum.min.js,以便在浏览器中使用。 使用一下代码引入

<script src="dist/keythereum.min.js" type="text/javascript"></script>

生成一个新的随机私钥(256位),以及密钥派生函数使用的salt(256位),用于AES-128-CTR的初始化向量(128位)对密钥进行加密。 如果传递回调函数,则create是异步的,否则是同步的。

下面是生成keystore的代码:

var keythereum = require("keythereum");

var params = { keyBytes: 32, ivBytes: 16 };
var dk = keythereum.create(params);
keythereum.create(params, function (dk) {
    var password = "wheethereum";
    var kdf = "pbkdf2";
    var options = {
        kdf: "pbkdf2",
        cipher: "aes-128-ctr",
        kdfparams: {
            c: 262144,
            dklen: 32,
            prf: "hmac-sha256"
        }
    };
    keythereum.dump(password, dk.privateKey, dk.salt, dk.iv, options, function (keyObject) {
        console.log(keyObject);
    });
});

下图是运行结果:

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1.2.将keystore到文件中存储

dump创建一个对象而不是JSON字符串。 在Node中,exportToFile方法提供了一种将此格式化的密钥对象导出到文件的简便方法。 它在keystore子目录中创建一个JSON文件,并使用geth的当前文件命名约定(ISO时间戳与密钥派生的以太坊地址连接)。

代码如下:

var keythereum = require("keythereum");

var params = { keyBytes: 32, ivBytes: 16 };
var dk = keythereum.create(params);
keythereum.create(params, function (dk) {
    var password = "wheethereum";
    var kdf = "pbkdf2";
    var options = {
        kdf: "pbkdf2",
        cipher: "aes-128-ctr",
        kdfparams: {
            c: 262144,
            dklen: 32,
            prf: "hmac-sha256"
        }
    };
    keythereum.dump(password, dk.privateKey, dk.salt, dk.iv, options, function (keyObject) {
        keythereum.exportToFile(keyObject);
    });
});

成功之后在你的keystor目录下将看到下面这些信息,如果出现错误,最可能的原因就是你的目录下没有keystore这个目录,当然以上代码中你也可以指定keystore的存储目录

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1.3.keystore的导入

从geth的密钥库导入密钥只能在Node上完成。 将JSON文件解析为与上面的keyObject具有相同结构的对象。

var datadir = "/home/jack/.ethereum-test";
var keyObject = keythereum.importFromFile(address, datadir);
console.log(keyObject)
keythereum.importFromFile(address, datadir, function (keyObject) {
   console.log(keyObject)
});

1.4.从keystore中恢复私钥

这里恢复出来的私钥是buffer格式的,password是你设置的密码,keyObject就是keystore

var privateKey = keythereum.recover(password, keyObject);
console.log(privateKey)
keythereum.recover(password, keyObject, function (privateKey) {
  console.log(privateKey)
});

2.ethereumjs-tx

ethereumjs-tx是用来对以太坊或者ERC20代币的交易进行交易签名的javascript库.

2.1.安装ethereumjs-tx

npm install ethereumjs-tx

2.2.使用ethereumjs-tx库对交易签名

2.2.1.以太坊交易签名

const Web3 =require ('web3')
const transaction = require('ethereumjs-tx');
if (typeof web3 !== 'undefined')
{
    var web3 = new Web3(web3.currentProvider);
} else {
    var web3 = new Web3(new Web3.providers.HttpProvider("http://localhost:8545"));
}

function ethereumSign(privateKey, nonce, toAddress, sendToBalance, sendFee) {
    if(!privateKey || !nonce || !toAddress || !sendToBalance || !sendFee) {
        console.log("one of fromAddress, toAddress, sendToBalance, sendFee is null, please give a valid param");
    } else {
        console.log("param is valid, start sign transaction");
        var transactionNonce = parseInt(nonce).toString(16);
        console.log("transaction nonce is " + transactionNonce);
        var numBalance = parseFloat(sendToBalance);
        var balancetoWei = web3.toWei(numBalance, "ether");
        console.log("balancetoWei is " + balancetoWei);
        var oxNumBalance = parseInt(balancetoWei).toString(16);
        console.log("16 oxNumBalance is " + oxNumBalance);
        var gasFee = parseFloat(sendFee);
        var gasFeeToWei = web3.toWei(gasFee, "ether");
        console.log("gas fee to wei is " + gasFeeToWei);
        var gas = gasFeeToWei / 21000;
        console.log("param gas is " + gas);
        var oxgasFeeToWei = parseInt(gas).toString(16);
        console.log("16 oxgasFeeToWei is " + oxgasFeeToWei);
        var privateKeyBuffer =  Buffer.from(privateKey, 'hex');
        var rawTx = {
            nonce:'0x' + transactionNonce,
            gasPrice: '0x5208',
            gas:'0x4a817c800', //+ oxgasFeeToWei,
            to: '0x' + toAddress,
            value:'0x' + oxNumBalance,
            data: '',
            chainId: 1
        };
        var tx = new transaction(rawTx);
        tx.sign(privateKeyBuffer);
        var serializedTx = tx.serialize();
        if(serializedTx == null) {
            console.log("Serialized transaction fail")
        } else {
            console.log("Serialized transaction success and the result is " + serializedTx.toString('hex'));
            console.log("The sender address is " + tx.getSenderAddress().toString('hex'));
            if (tx.verifySignature()) {
                console.log('Signature Checks out!')
            } else {
                console.log("Signature checks fail")
            }
        }
    }
    return '0x' + serializedTx.toString('hex')
}

var privateKey = "5204627f8e58b3c75be408423c121988a1cb942e73470fb19186ef8986cd50b3";
var nonce = 10;
var toAddress = "c6328b3a137b3be3f01c35ecda4ecda375be7fdf";
var sendToBalance = "0.003";
var sendFee = "0.001";

var sign = ethereumSign(privateKey, nonce, toAddress, sendToBalance, sendFee);
console.log(sign);

签名结果如下:

.:
.:

2.2.2.ERC20代币交易签名

const Web3 =require ('web3')
const transaction = require('ethereumjs-tx');

function addPreZero(num){
    var t = (num+'').length,
        s = '';
    for(var i=0; i<64-t; i++){
        s += '0';
    }
    return s+num;
}

function ethereumErc20CoinSign(privateKey/*私钥*/, nonce/*标识交易*/, currentAccount/*当前账户*/,  contractAddress/*合约地址*/, toAddress/*转入地址*/,  gasPrice/*gasPrice*/,  gasLimit/*gasLimit*/, totalAmount/*代币总量*/ , decimal /*代币的单位换算*/) {
    if(!privateKey || !nonce || !currentAccount || !contractAddress || !toAddress  || !gasPrice || !gasLimit || !totalAmount || !decimal) {
        console.log("one of param is null, please give a valid param");
        return ;
    }
    var transactionNonce = parseInt(nonce).toString(16);
    console.log("transaction nonce is " + transactionNonce);
    var gasLimit = parseInt(gasLimit).toString(16);
    console.log("send transaction gasLimit is " + gasLimit);
    var gasPrice = parseFloat(gasPrice).toString(16);
    console.log("send transaction gasPrice is " + gasPrice)
    var totx = parseFloat(totalAmount*(10**decimal)).toString(16); //
    var txData = {
        nonce: '0x'+ transactionNonce,
        gasLimit: '0x' + gasLimit,
        gasPrice: '0x' +gasPrice,
        to: contractAddress,
        from: currentAccount,
        value: '0x00',
        data: '0x' + 'a9059cbb' + addPreZero(toAddress) + addPreZero(totx)
    }
    var tx = new transaction(txData);
    const privateKey1 = new Buffer(privateKey, 'hex');
    tx.sign(privateKey1);
    var serializedTx = tx.serialize().toString('hex');
    // console.log("transaction sign result is " + serializedTx);
    return serializedTx; /*签名串*/
}

var privateKey = "5204627f8e58b3c75be408423c121988a1cb942e73470fb19186ef8986cd50b3";
var nonce = "9";
var currentAccount = "0xe558be4e90b2ac96ae5cad47dc39cd08316f2e57";
var contractAddress = "0xfa3118b34522580c35ae27f6cf52da1dbb756288";
var toAddress = "c6328b3a137b3be3f01c35ecda4ecda375be7fdf";
var gasPrice = 400000000;
var gasLimit = 200000;
var totalAmount = 8;
var decimal = 6;
var sign = ethereumErc20CoinSign(privateKey, nonce, currentAccount, contractAddress, toAddress, gasPrice, gasLimit, totalAmount, decimal);

console.log(sign);

签名结果如下:

.:
.:

2.web3库

web3是以太坊开发的重要库,目前有web3.js、web3j(web3java)、web3.py(web3python)、hs-web3(haskell)、web3j-scala、purescript-web3、web3.php、ethereum-php;咱们此处主要介绍web3.js,其他的后面将用一个章节来进行介绍。web3.js是与以太坊兼容的JavaScript API,它实现了通用JSON RPC规范。 它在npm上可用作节点模块,Bower和组件可用作可嵌入脚本,也可用作meteor.js包。

2.1.web3.js库的安装

2.1.1.nodejs安装
npm install web3
2.1.2.yarn安装
yarn add web3
2.1.3.Meteor.js安装
meteor add ethereum:web3
2.1.4.做为浏览器模块
  • CDN

  • Bower

    bower install web3

  • Component

    component install ethereum/web3.js

2.2.web3.js的使用

2.2.1.使用web3和以太坊交互

web3.js初始化设置Provider

var Web3 = require("web3");

if (typeof web3 !== 'undefined')
{
    web3 = new Web3(web3.currentProvider);
}
else
{
    web3 = new Web3(new Web3.providers.HttpProvider("http://10.23.1.209:8545"));
}
2.2.2.获取账户余额
web3.eth.getBalance("0x68db18a9cd87403c39e84467b332195b43fc33b5", function(err, result)
{
    if (err == null)
    {
        console.log('~balance Ether:' +web3.fromWei(result, "ether"));
    }
    else
    {
        console.log('~balance Ether:' + web3.fromWei(result, "ether"));
    }
});
2.2.3.获取交易的nonce
web3.eth.getTransactionCount("0x68db18a9cd87403c39e84467b332195b43fc33b5", function (err, result)
{
    if (err == null)
    {
        console.log('nonce:' + result);
    }
    else
    {
        console.log('nonce:' + result);
    }
});
2.2.4.发起转账

转账需要使用到ethereumjs-tx库,对交易进行签名,关于ethereumjs-tx库,请参阅上面的内容

var Tx = require('ethereumjs-tx');
var privateKey = new Buffer.from('0f8e7b1b99f49d1d94ac42084216a95fe5967caec6bba35c62c911f6c4eafa95', 'hex')

var rawTx = {
    subId:'0x0000000000000000000000000000000000',
    nonce: '0x1',
    gasPrice: '0x1a13b8600',
    gas: '0xf4240',
    to: '0x82aeb528664bb153d2114ae7ca4ef118ef1e7a98',
    value: '0x8ac7230489e80000',
    data:'0xd46e8dd67c5d32be8d46e8dd67c5d32be8058bb8eb970870f072445675058bb8eb970870f072445675',
    //chainId:"10"
};

var tx = new Tx(rawTx);
tx.sign(privateKey);

var serializedTx = tx.serialize();

if (tx.verifySignature())
{
    console.log('Signature Checks out!')
}

web3.eth.sendRawTransaction('0x' + serializedTx.toString('hex'), function(err, hash) {
    if (!err)
    {
        console.log("hash:" + hash); // "0x7f9fade1c0d57a7af66ab4ead79fade1c0d57a7af66ab4ead7c2c2eb7b11a91385"
    }
    else
    {
        console.log(err);
    }
});

以上是Web3js的使用,web3是一个强大SDK,他的功能远远不止这些。后期的文章中还会用到web3.js,用到的时候我们再对相应的内容进行讲解。

四.以太坊浏览器API介绍(钱包开发中需要用到其中一些API)

Etherscan的API地址:https://etherscan.io/apis

1.简介

Etherscan的以太坊开发者API是社区毫无保留的提供的服务,你可以在上面使用你需要的接口。 这些接口支持的请求方式是GET/POST请求,并且每秒只能发送5次请求。要使用API服务,请在ClientPortal-> MyApiKey区域内创建一个免费的Api-Key令牌,然后您可以将其用于所有api请求。

2.Etherscan账户体系API

  • 获取单个地址的账户余额

      https://api.etherscan.io/api?module=account&action=balance&address=0xddbd2b932c763ba5b1b7ae3b362eac3e8d40121a&tag=latest&apikey=YourApiKeyToken
  • 一次调用获取多个地址的账户余额

      https://api.etherscan.io/api?module=account&action=balancemulti&address=0xddbd2b932c763ba5b1b7ae3b362eac3e8d40121a,0x63a9975ba31b0b9626b34300f7f627147df1f526,0x198ef1ec325a96cc354c7266a038be8b5c558f67&tag=latest&apikey=YourApiKeyToken

用逗号分隔地址,一次最多可包含20个帐户

  • 根据地址获取账户交易的列表

参数:startblock:起始区块,根据起始区块去检索结果;endblock:结束区块,根据结束的区块去检索结果

    http://api.etherscan.io/api?module=account&action=txlist&address=0xddbd2b932c763ba5b1b7ae3b362eac3e8d40121a&startblock=0&endblock=99999999&sort=asc&apikey=YourApiKeyToken

([BETA]返回'isError'值:0 =无错误,1 =得到错误)(最多返回最后10000个交易)

或者

    https://api.etherscan.io/api?module=account&action=txlist&address=0xddbd2b932c763ba5b1b7ae3b362eac3e8d40121a&startblock=0&endblock=99999999&page=1&offset=10&sort=asc&apikey=YourApiKeyToken

(要获取分页结果,请使用page =<页码>和offset =<返回最大记录数>)

  • 根据地址获取合约交易列表

参数:startblock:起始区块,根据起始区块去检索结果;endblock:结束区块,根据结束的区块去检索结果

    http://api.etherscan.io/api?module=account&action=txlistinternal&address=0x2c1ba59d6f58433fb1eaee7d20b26ed83bda51a3&startblock=0&endblock=2702578&sort=asc&apikey=YourApiKeyToken

([BETA]返回'isError'值:0 =无错误,1 =得到错误)(最多返回最后10000个交易)

或者

    https://api.etherscan.io/api?module=account&action=txlistinternal&address=0x2c1ba59d6f58433fb1eaee7d20b26ed83bda51a3&startblock=0&endblock=2702578&page=1&offset=10&sort=asc&apikey=YourApiKeyToken

(要获取分页结果,请使用page =<页码>和offset =<返回最大记录数>)

  • 根据交易Hash获取内部交易

      https://api.etherscan.io/api?module=account&action=txlistinternal&txhash=0x40eb908387324f2b575b4879cd9d7188f69c8fc9d87c901b9e2daaea4b442170&apikey=YourApiKeyToken

返回'isError'值:0=OK,1 =拒绝/取消
仅返回最后10000个交易

  • 通过地址获取“ERC20-Token转移事件”列表

可选择参数:startblock: 根据起始区块号检索结果, endblock:根据结束区块检索结果

    http://api.etherscan.io/api?module=account&action=tokentx&address=0x4e83362442b8d1bec281594cea3050c8eb01311c&startblock=0&endblock=999999999&sort=asc&apikey=YourApiKeyToken

仅返回最后10000个交易

或者

    https://api.etherscan.io/api?module=account&action=tokentx&contractaddress=0x9f8f72aa9304c8b593d555f12ef6589cc3a579a2&page=1&offset=100&sort=asc&apikey=YourApiKeyToken

要获得分页结果,请使用page=和offset=<返回最大记录>

或者

    https://api.etherscan.io/api?module=account&action=tokentx&contractaddress=0x9f8f72aa9304c8b593d555f12ef6589cc3a579a2&address=0x4e83362442b8d1bec281594cea3050c8eb01311c&page=1&offset=100&sort=asc&apikey=YourApiKeyToken

要获取特定Token合约的转移事件,请包括合约地址参数

  • Get list of Blocks Mined by Address

  • 根据按地址获取挖掘的块列表

      https://api.etherscan.io/api?module=account&action=getminedblocks&address=0x9dd134d14d1e65f84b706d6f205cd5b1cd03a46b&blocktype=blocks&apikey=YourApiKeyToken

或者

    https://api.etherscan.io/api?module=account&action=getminedblocks&address=0x9dd134d14d1e65f84b706d6f205cd5b1cd03a46b&blocktype=blocks&page=1&offset=10&apikey=YourApiKeyToken

要获取分页结果,请使用page =<页码>和offset =<返回最大记录数>

3.合约API

新验证的合约将在5分钟或更短的时间内同步到API服务器

此处的代码将会涉及到web3.js调用智能合约的代码,大家感兴趣的话可以仔细看看

  • 获取已验证合约源代码的合约ABI

      https://api.etherscan.io/api?module=contract&action=getabi&address=0xBB9bc244D798123fDe783fCc1C72d3Bb8C189413&apikey=YourApiKeyToken

一个简单的示例,用于使用Web3.js和Jquery检索contractABI以与合同进行交互

    var Web3 = require('web3');
    var web3 = new Web3(new Web3.providers.HttpProvider());
    var version = web3.version.api;

    $.getJSON('http://api.etherscan.io/api?module=contract&action=getabi&address=0xfb6916095ca1df60bb79ce92ce3ea74c37c5d359', function (data) {
        var contractABI = "";
        contractABI = JSON.parse(data.result);
        if (contractABI != ''){
            var MyContract = web3.eth.contract(contractABI);
            var myContractInstance = MyContract.at("0xfb6916095ca1df60bb79ce92ce3ea74c37c5d359");
            var result = myContractInstance.memberId("0xfe8ad7dd2f564a877cc23feea6c0a9cc2e783715");
            console.log("result1 : " + result);            
            var result = myContractInstance.members(1);
            console.log("result2 : " + result);
        } else {
            console.log("Error" );
        }            
    });
  • 获取已验证合约源代码的合约源代码

      https://api.etherscan.io/api?module=contract&action=getsourcecode&address=0xBB9bc244D798123fDe783fCc1C72d3Bb8C189413&apikey=YourApiKeyToken

[BETA]验证源代码

1.需要有效的Etherscan API密钥,否则将拒绝
2.每位用户每天提交的每日限额为100(可能会有变化)
3.由于http get的最大传输大小限制,仅支持HTTP post
4.最多支持10个不同的库对
5.使用“导入”的合同将需要将代码连接到一个文件中,因为我们不支持单独文件中的“导入”。 您可以尝试使用Blockcat solidity-flattener或SolidityFlattery
6.支持的solc版本列表,仅支持solc版本v0.4.11及更高版本。防爆。v0.4.25+ commit.59dbf8f1
7.成功提交后,您将收到GUID(50个字符)作为收据。
8.您可以使用此GUID来跟踪提交的状态
9.已验证的源代码将显示在contractsRerified中

源代码提交Gist(成功时返回guid作为结果的一部分):

    $.ajax({
        type: "POST",                       //Only POST supported  
        url: "//api.etherscan.io/api", //Set to the  correct API url for Other Networks
        data: {
            apikey: $('#apikey').val(),                     //A valid API-Key is required        
            module: 'contract',                             //Do not change
            action: 'verifysourcecode',                     //Do not change
            contractaddress: $('#contractaddress').val(),   //Contract Address starts with 0x...     
            sourceCode: $('#sourceCode').val(),             //Contract Source Code (Flattened if necessary)
            contractname: $('#contractname').val(),         //ContractName
            compilerversion: $('#compilerversion').val(),   // see http://etherscan.io/solcversions for list of support versions
            optimizationUsed: $('#optimizationUsed').val(), //0 = Optimization used, 1 = No Optimization
            runs: 200,                                      //set to 200 as default unless otherwise         
            constructorArguements: $('#constructorArguements').val(),   //if applicable
            libraryname1: $('#libraryname1').val(),         //if applicable, a matching pair with libraryaddress1 required
            libraryaddress1: $('#libraryaddress1').val(),   //if applicable, a matching pair with libraryname1 required
            libraryname2: $('#libraryname2').val(),         //if applicable, matching pair required
            libraryaddress2: $('#libraryaddress2').val(),   //if applicable, matching pair required
            libraryname3: $('#libraryname3').val(),         //if applicable, matching pair required
            libraryaddress3: $('#libraryaddress3').val(),   //if applicable, matching pair required
            libraryname4: $('#libraryname4').val(),         //if applicable, matching pair required
            libraryaddress4: $('#libraryaddress4').val(),   //if applicable, matching pair required
            libraryname5: $('#libraryname5').val(),         //if applicable, matching pair required
            libraryaddress5: $('#libraryaddress5').val(),   //if applicable, matching pair required
            libraryname6: $('#libraryname6').val(),         //if applicable, matching pair required
            libraryaddress6: $('#libraryaddress6').val(),   //if applicable, matching pair required
            libraryname7: $('#libraryname7').val(),         //if applicable, matching pair required
            libraryaddress7: $('#libraryaddress7').val(),   //if applicable, matching pair required
            libraryname8: $('#libraryname8').val(),         //if applicable, matching pair required
            libraryaddress8: $('#libraryaddress8').val(),   //if applicable, matching pair required
            libraryname9: $('#libraryname9').val(),         //if applicable, matching pair required
            libraryaddress9: $('#libraryaddress9').val(),   //if applicable, matching pair required
            libraryname10: $('#libraryname10').val(),       //if applicable, matching pair required
            libraryaddress10: $('#libraryaddress10').val()  //if applicable, matching pair required
        },
        success: function (result) {
            console.log(result);
            if (result.status == "1") {
                //1 = submission success, use the guid returned (result.result) to check the status of your submission.
                // Average time of processing is 30-60 seconds
                document.getElementById("postresult").innerHTML = result.status + ";" + result.message + ";" + result.result;
                // result.result is the GUID receipt for the submission, you can use this guid for checking the verification status
            } else {
                //0 = error
                document.getElementById("postresult").innerHTML = result.status + ";" + result.message + ";" + result.result;
            }
            console.log("status : " + result.status);
            console.log("result : " + result.result);
        },
        error: function (result) {
            console.log("error!");
            document.getElementById("postresult").innerHTML = "Unexpected Error"
        }
    });

检查源代码验证提交状态:

    $.ajax({
        type: "GET",
        url: "//api.etherscan.io/api",
        data: {
            guid: 'ezq878u486pzijkvvmerl6a9mzwhv6sefgvqi5tkwceejc7tvn', //Replace with your Source Code GUID receipt above
            module: "contract",
            action: "checkverifystatus"
        },
        success: function (result) {
            console.log("status : " + result.status);   //0=Error, 1=Pass 
            console.log("message : " + result.message); //OK, NOTOK
            console.log("result : " + result.result);   //result explanation
            $('#guidstatus').html(">> " + result.result);
        },
        error: function (result) {
            alert('error');
        }
    });

4.交易API

  • [BETA]检查合约执行状态(如果合约执行期间出错),注意:isError“:”0“= Pass,isError”:“1”=合约执行期间出错

      https://api.etherscan.io/api?module=transaction&action=getstatus&txhash=0x15f8e5ea1079d9a0bb04a4c58ae5fe7654b5b2b4463375ff7ffb490aa0032f3a&apikey=YourApiKeyToken

[BETA]检查交易背书状态(仅适用于Post Byzantium fork交易),注意:状态:0=失败,1=通过。 将为pre-byzantium fork返回null/empty值

    https://api.etherscan.io/api?module=transaction&action=gettxreceiptstatus&txhash=0x513c1ba0bebf66436b5fed86ab668452b7805593c05073eb2d51d3a52f480a76&apikey=YourApiKeyToken

5.区块API

  • [BETA] 通过区块号获取区块和叔区块

      https://api.etherscan.io/api?module=block&action=getblockreward&blockno=2165403&apikey=YourApiKeyToken

6.事件日志

7.Geth/Parity Proxy

以下是通过Etherscan提供的Geth支持的Proxied API的有限列表。 有关参数和说明的列表,请参阅https://github.com/ethereum/wiki/wiki/JSON-RPC。 提供的参数应如下面的示例中所示命名。 为了与Parity兼容,请在所有十六进制字符串前加“0x”

  • eth_blockNumber:返回最近的区块数量

      https://api.etherscan.io/api?module=proxy&action=eth_blockNumber&apikey=YourApiKeyToken
  • eth_getBlockByNumber:根据区块号返回区块信息

      https://api.etherscan.io/api?module=proxy&action=eth_getBlockByNumber&tag=0x10d4f&boolean=true&apikey=YourApiKeyToken
  • eth_getUncleByBlockNumberAndIndex:根据区块号返回一个叔区块信息

      https://api.etherscan.io/api?module=proxy&action=eth_getUncleByBlockNumberAndIndex&tag=0x210A9B&index=0x0&apikey=YourApiKeyToken
  • eth_getBlockTransactionCountByNumber:从匹配给定块号的块返回块中的事务数

      https://api.etherscan.io/api?module=proxy&action=eth_getBlockTransactionCountByNumber&tag=0x10FB78&apikey=YourApiKeyToken
  • eth_getTransactionByHash:根据交易hash返回交易信心

      https://api.etherscan.io/api?module=proxy&action=eth_getTransactionByHash&txhash=0x1e2910a262b1008d0616a0beb24c1a491d78771baa54a33e66065e03b1f46bc1&apikey=YourApiKeyToken
  • eth_getTransactionByBlockNumberAndIndex:按块号和事务索引位置返回有关事务的信息

      https://api.etherscan.io/api?module=proxy&action=eth_getTransactionByBlockNumberAndIndex&tag=0x10d4f&index=0x0&apikey=YourApiKeyToken

eth_getTransactionCount:获取当前地址的交易nonce,即交易数量

    https://api.etherscan.io/api?module=proxy&action=eth_getTransactionCount&address=0x2910543af39aba0cd09dbb2d50200b3e800a63d2&tag=latest&apikey=YourApiKeyToken
  • eth_sendRawTransaction:发送一个签名交易串到区块链网络

      https://api.etherscan.io/api?module=proxy&action=eth_sendRawTransaction&hex=0xf904808000831cfde080&apikey=YourApiKeyToken

将十六进制值替换为要发送的原始十六进制编码事务。如果您的十六进制代码特别长,则作为POST请求发送

  • eth_getTransactionReceipt:通过交易Hash返回交易的背书

      https://api.etherscan.io/api?module=proxy&action=eth_getTransactionReceipt&txhash=0x1e2910a262b1008d0616a0beb24c1a491d78771baa54a33e66065e03b1f46bc1&apikey=YourApiKeyToken
  • eth_call:立即执行新的消息调用,而不在块链上创建交易

      https://api.etherscan.io/api?module=proxy&action=eth_call&to=0xAEEF46DB4855E25702F8237E8f403FddcaF931C0&data=0x70a08231000000000000000000000000e16359506c028e51f16be38986ec5746251e9724&tag=latest&apikey=YourApiKeyToken
  • eth_getCode:返回给定地址的代码

      https://api.etherscan.io/api?module=proxy&action=eth_getCode&address=0xf75e354c5edc8efed9b59ee9f67a80845ade7d0c&tag=latest&apikey=YourApiKeyToken
  • eth_getStorageAt (试验) 返回给定地址的存储位置的值。

      https://api.etherscan.io/api?module=proxy&action=eth_getStorageAt&address=0x6e03d9cce9d60f3e9f2597e13cd4c54c55330cfd&position=0x0&tag=latest&apikey=YourApiKeyToken
  • eth_gasPrice:以wei为单位返回当前的gas的价格

      https://api.etherscan.io/api?module=proxy&action=eth_gasPrice&apikey=YourApiKeyToken
  • eth_estimateGas:进行调用或交易,不会将调用和交易的信息添加到区块链,并且能够返回估计使用的gas,可用于估算使用的gas

      https://api.etherscan.io/api?module=proxy&action=eth_estimateGas&to=0xf0160428a8552ac9bb7e050d90eeade4ddd52843&value=0xff22&gasPrice=0x051da038cc&gas=0xffffff&apikey=YourApiKeyToken

8.代币相关的API

  • 根据合约地址获取ERC20 Token代币总量

      https://api.etherscan.io/api?module=stats&action=tokensupply&contractaddress=0x57d90b64a1a57749b0f932f1a3395792e12e7055&apikey=YourApiKeyToken

废弃API:根据合约名获取代币总量,这个API已经被废弃,取而代之的是上一个API,根据合约地址获取ERC20代币总量

    https://api.etherscan.io/api?module=stats&action=tokensupply&tokenname=DGD&apikey=YourApiKeyToken
  • 根据Token的合约地址和账户地址获取ERC20的代币总量

      https://api.etherscan.io/api?module=account&action=tokenbalance&contractaddress=0x57d90b64a1a57749b0f932f1a3395792e12e7055&address=0xe04f27eb70e025b78871a2ad7eabe85e61212761&tag=latest&apikey=YourApiKeyToken

废弃API:根据Token名和账户地址获取ERC20的代币总量,这个API已经被废弃,取而代之的是上面的这个API

    https://api.etherscan.io/api?module=account&action=tokenbalance&tokenname=DGD&address=0x4366ddc115d8cf213c564da36e64c8ebaa30cdbd&tag=latest&apikey=YourApiKeyToken

9.统计相关API

  • 获得以太的总供应量,结果以Wei方式返回,以获得以太坊数结果的值除以1000000000000000000的到最终的结果

      https://api.etherscan.io/api?module=stats&action=ethsupply&apikey=YourApiKeyToken
  • 获得ETHER LastPrice价格

      https://api.etherscan.io/api?module=stats&action=ethprice&apikey=YourApiKeyToken

10.杂项、工具和实用程序

下面这些是由社区创建的第三方工具和实用程序

  • py-etherscan-api模块(corpetty),由Corey Petty编写的第三方EtherScan.io API python绑定模块

      https://github.com/corpetty/py-etherscan-api
  • 节点API(SebastianSchürmann),Etherscan的第三方Node API

      https:/github.com/sebs/etherscan-api

五.以太坊JSON-RPC接口介绍(钱包开发过程中会用到其中的一些接口)

六.web3j(web3java)简介

1.web3j概述

Web3j是一个通过java来开发以太坊DAPP的SDK,里面封装了很多API。web3j是一个轻量级,高度模块化,反应灵敏,类型安全的Java和Android库,用于处理智能合约并与以太坊网络上的客户端(节点)集成:

.:
.:

这允许您使用以太坊区块链,而无需为平台编写自己的集成代码的额外开销,Java和Blockchain对话提供了区块链,以太坊和web3j的概述。

3.web3j的特点

  • 通过HTTP和IPC完成以太坊的JSON-RPC客户端API的实现
  • 以太坊钱包支持
  • 自动生成Java智能合约包装器,以便从本机Java代码创建,部署,交易和调用智能合约(支持Solidity和Truffle定义格式)
  • 用于处理过滤器的反应功能API
  • 以太坊名称服务(ENS)支持
  • 支持Parity的Personal和Geth的个人客户端API
  • 支持Infura,因此您无需亲自运行以太坊客户端
  • 综合集成测试展示了上述多种场景
  • 命令行工具
  • Android兼容
  • 通过web3j-quorum支持摩根大通的法定人数

3.web3j运行时的依赖

  • RxJava用于其反应功能API
  • OKHttp用于HTTP连接
  • Jackson Core用于快速JSON序列化/反序列化
  • Bouncy Castle(Android上的Spongy Castle)用于加密
  • 适用于* nix IPC的Jnr-unixsocket(不适用于Android)

4.在项目中使用Web3j

以下项目针对的都是java8的库

4.1.maven项目

<dependency>
  <groupId>org.web3j</groupId>
  <artifactId>core</artifactId>
  <version>4.0.0</version>
</dependency>

4.2.安卓项目

<dependency>
  <groupId>org.web3j</groupId>
  <artifactId>core</artifactId>
  <version>3.3.1-android</version>
</dependency>

4.3.gradle项目

compile ('org.web3j:core:4.0.0')

Android:
compile ('org.web3j:core:3.3.1-android')

4.4.web3j的简单使用

在发送请求前,你需要选择一个geth客户端

如果您还没有运行,请启动以太坊客户端,例如Geth:

geth --rpcapi personal,db,eth,net,web3 --rpc --testnet

Parity:

parity --chain testnet

或者使用Infura,它提供在云中运行的免费客户端:

Web3j web3 = Web3j.build(new HttpService("https://ropsten.infura.io/your-token"));

发送同步请求

Web3j web3 = Web3j.build(new HttpService());  // 默认 http://localhost:8545/
Web3ClientVersion web3ClientVersion = web3.web3ClientVersion().send();
String clientVersion = web3ClientVersion.getWeb3ClientVersion();

使用CompletableFuture(Android上的Future)发送异步请求:

Web3j web3 = Web3j.build(new HttpService());  // 默认 http://localhost:8545/
Web3ClientVersion web3ClientVersion = web3.web3ClientVersion().sendAsync().get();
String clientVersion = web3ClientVersion.getWeb3ClientVersion();

要使用RxJava Flowable:

Web3j web3 = Web3j.build(new HttpService());  // defaults to http://localhost:8545/
web3.web3ClientVersion().flowable().subscribe(x -> {
    String clientVersion = x.getWeb3ClientVersion();
    ...
});

5.web3的IPC机制

web3j还支持通过文件套接字与运行在与web3j相同主机上的客户端的快速进程间通信(IPC)。 在创建服务时,只需使用相关的IpcService实现而不是HttpService:

  • Linux

      Web3j web3 = Web3j.build(new UnixIpcService("/path/to/socketfile"));
  • Windows

      Web3j web3 = Web3j.build(new WindowsIpcService("/path/to/namedpipefile"));

注意:IPC机制目前在web3j-android上不可使用

使用Java智能合约“包装器”处理智能合约

web3j可以自动生成智能合约包装器代码,以便在不离开JVM的情况下部署智能合约并与之交互。

下面命令是生成包装器代码,编译你的智能合约

solc <contract>.sol --bin --abi --optimize -o <output-dir>/

然后使用web3j的命令行工具生成包装器代码:

web3j solidity generate -b /path/to/<smart-contract>.bin -a /path/to/<smart-contract>.abi -o /path/to/src/main/java -p com.your.organisation.name

现在你可以创建和部署你的智能合约

Web3j web3 = Web3j.build(new HttpService());  // defaults to http://localhost:8545/
Credentials credentials = WalletUtils.loadCredentials("password", "/path/to/walletfile");

YourSmartContract contract = YourSmartContract.deploy(
        <web3j>, <credentials>,
        GAS_PRICE, GAS_LIMIT,
        <param1>, ..., <paramN>).send();  // constructor params

或者,如果您使用Truffle,则可以使用其.json输出文件:

# Inside your Truffle project
$ truffle compile
$ truffle deploy

然后使用web3j的命令行工具生成包装器代码:

$ cd /path/to/your/web3j/java/project
$ web3j truffle generate /path/to/<truffle-smart-contract-output>.json -o /path/to/src/main/java -p com.your.organisation.name

无论是直接使用Truffle还是solc,无论哪种方式,您都可以获得适合您合约的Java包装器。

因此,要使用现有合约:

YourSmartContract contract = YourSmartContract.load(
        "0x<address>|<ensName>", <web3j>, <credentials>, GAS_PRICE, GAS_LIMIT);

与智能合约进行交易:

TransactionReceipt transactionReceipt = contract.someMethod(
             <param1>,
             ...).send();

调用智能合约

Type result = contract.someMethod(<param1>, ...).send();

控制gasprice价格

contract.setGasProvider(new DefaultGasProvider() {
        ...
        });

6.web3的过滤器

web3j功能反应性使得设置观察者非常简单,这些观察者通知订阅者在区块链上发生的事件。

要在添加到区块链时接收所有新块:

Subscription subscription = web3j.blockFlowable(false).subscribe(block -> {
    ...
});

要在添加到区块链时接收所有新交易:

Subscription subscription = web3j.transactionFlowable().subscribe(tx -> {
    ...
});

在提交给网络时(即在将它们一起分组到一个块之前)接收所有待处理的事务:

Subscription subscription = web3j.pendingTransactionFlowable().subscribe(tx -> {
    ...
});

或者,如果您希望将所有块重播到最新,并通知正在创建的新后续块:咱们最后的附录中(目前还没有写)描述了许多其他事务和块重放Flowable。

支持主题过滤器:

EthFilter filter = new EthFilter(DefaultBlockParameterName.EARLIEST,
        DefaultBlockParameterName.LATEST, <contract-address>)
             .addSingleTopic(...)|.addOptionalTopics(..., ...)|...;
web3j.ethLogFlowable(filter).subscribe(log -> {
    ...
});   

不再需要时,应始终取消订阅:

subscription.unsubscribe();

注意:Infura不支持过滤器。

7.交易

web3j支持使用以太坊钱包文件(推荐)和以太网客户端管理命令发送交易。

要使用以太坊钱包文件将以太网发送给另一方:

Web3j web3 = Web3j.build(new HttpService());  // defaults to http://localhost:8545/
Credentials credentials = WalletUtils.loadCredentials("password", "/path/to/walletfile");
TransactionReceipt transactionReceipt = Transfer.sendFunds(
        web3, credentials, "0x<address>|<ensName>",
        BigDecimal.valueOf(1.0), Convert.Unit.ETHER)
        .send();

或者,如果您希望创建自己的自定义交易:

  • 构建httpService

      Web3j web3 = Web3j.build(new HttpService());  // defaults to http://localhost:8545/
      Credentials credentials = WalletUtils.loadCredentials("password", "/path/to/walletfile");
  • 获取可用的nonce

      EthGetTransactionCount ethGetTransactionCount = web3j.ethGetTransactionCount(
                   address, DefaultBlockParameterName.LATEST).sendAsync().get();
      BigInteger nonce = ethGetTransactionCount.getTransactionCount();
  • 创建我们的交易

      RawTransaction rawTransaction  = RawTransaction.createEtherTransaction(
                   nonce, <gas price>, <gas limit>, <toAddress>, <value>);
  • 签名并发送我们的交易

      byte[] signedMessage = TransactionEncoder.signMessage(rawTransaction, credentials);
      String hexValue = Hex.toHexString(signedMessage);
      EthSendTransaction ethSendTransaction = web3j.ethSendRawTransaction(hexValue).send();

虽然使用web3j的Transfer与Ether进行交易简单得多。

使用以太坊客户端的管理命令(确保您的钱包在客户端的密钥库中):

Admin web3j = Admin.build(new HttpService());  //默认http://localhost:8545/
PersonalUnlockAccount personalUnlockAccount = web3j.personalUnlockAccount("0x000...", "a password").sendAsync().get();
if (personalUnlockAccount.accountUnlocked()) {
    //此处发送交易
}

如果您想使用Parity的Personal或Trace或Geth的Personal客户端API,您可以分别使用org.web3j:parity和org.web3j:geth模块。

8.命令行工具

伴随每个版本一起发布web3j fat jar,提供命令行工具。 你可以从命令行使用web3j的一些功能:

  • 钱包创作
  • 钱包密码管理
  • 资金从一个钱包转移到另一个钱包
  • 生成Solidity智能合约函数包装器

具体的信息请看Web3j一章

七.使用keystore存储地址和私钥的方式开发钱包(不使用助记词)

使用keystore方式开发以太坊钱包是可以不需要助记词这一类的东西的,咱们将使用ethereumjs中的keythereum、ethereumjs-tx和web3js来开发钱包,webjs是和web3j类似的一个NodeJs库。咱们此处的钱包开发只是把生成keystore,导出导入keystore,导入导出私钥,交易签名,发送转账和转账确定的片段的nodeJS代码编写出来,如何你想学习怎么用keythereum、ethereumjs-tx和web3js开发一个以太坊钱包,请阅读本书的项目实战一。项目实战一部分将详细地讲解一个以太坊钱包的设计,开发,测试和上线部署的整个流程。我们的这个钱包将实现的本地私钥的存储,私钥将由钱包的客户端进行管理。

1.keystore

下面的代码是按照keystore相关的代码,包含了生成keystore,导出导入keystore,导入导出私钥。这是笔者基于NodeJs封装的一个模块库,如果你有需求,可以直接使用

const keythereum = require("keythereum");
const fs = require('fs');

var libKeystore = {};

const paramsErr = {code:1000, message:"input params is null"};
const createDkErr = {code:1001, message:"create dk error"};
const createKeystoreErr = {code:1002, message:"create keystore fail"};

/**
 * @param password
 * @returns {*}
 */
// 生成keystore
libKeystore.createKeystore = function (password) {
    if(!password) {
        return paramsErr;
    }
    var keystore = '';
    var params = { keyBytes: 32, ivBytes: 16 };
    var dk = keythereum.create(params);
    var kdf = "pbkdf2";
    var options = {
        kdf: "pbkdf2",
        cipher: "aes-128-ctr",
        kdfparams: {
            c: 262144,
            dklen: 32,
            prf: "hmac-sha256"
        }
    };
    var dk = keythereum.create(params)
    if (!dk) {
        return createDkErr;
    }
    keystore = keythereum.dump(password, dk.privateKey, dk.salt, dk.iv, options);
    if(!keystore) {
        return createKeystoreErr;
    }
    return keystore;
}

/**
 * @param keyObject
 * @param path if your path is null, export keystore by default way; if path has value, export keystore by your way
 * @returns {{code: number, message: string}}
 */
 // 导出keystore
libKeystore.exportKeystore = function(keyObject, path) {
    if(!keyObject) {
        return paramsErr;
    }
    if(!path){
        keythereum.exportToFile(keyObject);
    } else {
        var json = JSON.stringify(keyObject);
        var outfile = keythereum.generateKeystoreFilename(keyObject.address);
        var outpath = path + "/" + outfile;
        console.log(outpath);
        fs.writeFile(outpath, json, function (err) {
            if (err) {
                return err;
            } else{
                outpath;
            }
        });
    }
}

/**
 * @param address
 * @param datadir
 * @returns {*}
 */
 // 导入keystore
libKeystore.importKeystore = function(address, datadir) {
    if(!address || !datadir) {
        return paramsErr;
    }
    return keythereum.importFromFile(address, datadir);
}

/**
 * @param keyObject
 * @param password
 * @returns {*}
 */
 // 导出私钥
libKeystore.exportPrivateKey = function(keyObject, password) {
    if(!keyObject || !password) {
        return paramsErr;
    }
    return keythereum.recover(password, keyObject);
}

/**
 * @param privateKey
 * @param password
 * @returns {*}
 */
 // 导入私钥并生成keystore
libKeystore.importPrivateKey = function(privateKey ,password) {
    if(!password || privateKey) {
        return paramsErr;
    }
    var keystore = '';
    var params = { keyBytes: 32, ivBytes: 16 };
    var dk = keythereum.create(params);
    var kdf = "pbkdf2";
    var options = {
        kdf: "pbkdf2",
        cipher: "aes-128-ctr",
        kdfparams: {
            c: 262144,
            dklen: 32,
            prf: "hmac-sha256"
        }
    };
    var dk = keythereum.create(params)
    if (!dk) {
        return createDkErr;
    }
    keystore = keythereum.dump(password, privateKey, dk.salt, dk.iv, options);
    if(!keystore) {
        return createKeystoreErr;
    }
    return keystore;
}

module.exports = libKeystore;

4.交易签名

以下代码是以太坊交易签名的代码

const util = require('ethereumjs-util');
const transaction = require('ethereumjs-tx');

var ethOrErc20Sign = {};

/**
 * @param privateKey
 * @param nonce
 * @param toAddress
 * @param sendAmount
 * @param gasPrice
 * @param gasLimit
 * @returns {*}
 */
ethOrErc20Sign.ethereumSign = function (privateKey, nonce, toAddress, sendAmount, gasPrice, gasLimit) {
    var errData = {code:400, message:"param is null"};
    var serializedErr = {code:400, message:"Serialized transaction fail"};
    if(!privateKey || !nonce || !toAddress || !sendAmount || !gasPrice || !gasLimit) {
        console.log("one of fromAddress, toAddress, sendToBalance, sendFee is null, please give a valid param");
        return errData;
    } else {
        var transactionNonce = parseInt(nonce).toString(16);
        var numBalance = parseFloat(sendAmount);
        var balancetoWei = web3.toWei(numBalance, "ether");
        var oxNumBalance = parseInt(balancetoWei).toString(16);
        var gasPriceHex = parseInt(gasPrice).toString(16);
        var gasLimitHex = parseInt(gasLimit).toString(16);
        var privateKeyBuffer =  Buffer.from(privateKey, 'hex');
        var rawTx = {
            nonce:'0x' + transactionNonce,
            gasPrice: '0x' + gasPriceHex,
            gas:'0x'+ gasLimitHex,
            to:toAddress,
            value:'0x' + oxNumBalance,
        };
        alert(JSON.stringify(rawTx));
        var tx = new transaction(rawTx);
        tx.sign(privateKeyBuffer);
        var serializedTx = tx.serialize();
        if(serializedTx == null) {
            return serializedErr;
        } else {
            if (tx.verifySignature()) {
                console.log('Signature Checks out!');
            } else {
                return serializedErr;
            }
        }
    }
    return '0x' + serializedTx.toString('hex');
}

module.exports = ethOrErc20Sign;

解释一下上面的代码,privateKey:是私钥,你在生成账户的过程中生成的私钥,私钥是开启你账户大门的钥匙,请谨慎保管;nonce:交易nonce,是保证交易唯一性的标识;toAddress:转入地址,你要转给的那个用户的账户地址,类似于银行卡号;sendAmount:转账金额; gasPrice和gasLimit请参照上面gas,gasPrice和gasLimit一节处查看。

代码中的nonce,gasPrice,gas,to,value等一系列的签名参数都是十六进制字符串,前缀加0x;上面的签名代码中,你也可以使用chainId:1,chainId=1表示将交易发到主网。

5.发送交易到区块链网络

发送签名的交易到区块链网络有很多种方式,可以使用web3j,web3js等库,也可以自己发起一个http请求。咱们这里使用的是web3js发送交易到区块链网络,要使用web3js发送交易到区块链网络。得做下面几件事。

5.1.初始化web3js

var Web3 = require("web3")
if (typeof web3 !== 'undefined'){
   web3 = new Web3(web3.currentProvider);
}else{
   web3 = new Web3(new Web3.providers.HttpProvider("http://localhost:8545"));
}

5.2.获取你的账户上的余额

获取你账户上的余额的目的是为了在你转账的时候校验一下你是否有足够的钱转出,这样能防止你签名的交易发送失败。

web3.eth.getBalance("0xfa319c8ea9b00513bb1a112de2073263aa92c930", function(err, result){
   if (err == null){
      console.log('~balance:' + result);
   }else{
      console.log('~balance:' + result);
   }
});

0xfa319c8ea9b00513bb1a112de2073263aa92c930是账户地址,如果你用的是你的账户,请把这个地址替换成你的地址

5.3.发送交易到区块链网络

web3.eth.sendRawTransaction(十六进制的签名串, function (err, hash){
   console.log('交易结果:' + hash);
   if (callback && typeof(callback) === "function"){
      if(!err){
         callback(null, hash);
      }else{
         callback(err, null);
      }
   }
});

“十六进制的签名串”这儿的位置是你签名的字符串转换成十六进制的串,加前缀0x即可

6.转账交易确认

转账确认有很多种机制来实现,列如利用事件通知机制,区块数确认机制等。在咱项目实战的时候咱们会详细讲解各种确认机制,这里只提供一种简单的确认机制,获取区块数,当你发送交易到区块链网络时,你获取一下当前的区块数量,转完账之后,实时获取区块数量,当你的区块数达到确认的块数之后,可认为转账成功。

下面是获取区块数量的代码

var bnum = web3.eth.blockNumber;
console.log(bnum);

八.基于节点的钱包开发

所谓的基于节点的钱,就是依托钱包节点来开发钱包,你的地址和私钥一系列的信息都存储在钱包节点上,不在本地存储。这种开发钱包的方式总体来说就是调用JSON-RPC接口来开发钱包。咱们这里也是使用web3js来开发,当然你也可以使用HTTP的方式请求接口。

1.创建账户

1.1.在钱包节点上创建一个账户

调用personal.newAccount()函数在钱包节点上生成一个账户keystore,例如:

personal.newAccount("123456")

生成一个密码为123456的账号地址

1.2.在钱包节点上查看这个账户的地址

1.2.1.发送获取账户列表的请求

curl -X POST --data '{"jsonrpc":"2.0","method":"eth_accounts","params":[],"id":1}'

1.2.1.返回账户列表结果

{
  "id":1,
  "jsonrpc": "2.0",
  "result": ["0xc94770007dda54cF92009BFF0dE90c06F603a09f"]
}

这里的accounts显示的是你在这个钱包节点上创建的所有用户的地址,取得地址之后,你就可以去创建一笔交易了。

1.3.获取账户余额

调用eth_getBalance函数获取给出的地址的账户余额

1.3.1.参数

账户地址
区块数量:latest表示最新区块

params: [
   '0xc94770007dda54cF92009BFF0dE90c06F603a09f',
   'latest'
]

1.3.2.返回值

返回十六进制的字符,转换成十进制表示的,币的单位是wei

1.3.3.发送请求

curl -X POST --data '{"jsonrpc":"2.0","method":"eth_getBalance","params":["0xc94770007dda54cF92009BFF0dE90c06F603a09f", "latest"],"id":1}'

1.3.4.返回结果

{
  "id":1,
  "jsonrpc": "2.0",
  "result": "0x0234c8a3397aab58" 
}

1.4.创建交易并发送出去

在钱包节点上创建交易和在本地签名交易的主要区别就在这里,在钱包节点上创建交易是你把整笔交易发送到钱包节点,钱包节点来完成签名和转账。咱们调用的是eth_sendTransaction函数。

1.4.1.参数

from:转出地址。
to:转入地址。
gas:交易执行需要提供的气体
gasPrice:每种付费气体的gasPrice的整数
value:转账的金额
data:ERC20代币转账信息数据
nonce:标识交易的nonce,依次递增。

params: [{
  "from": "0xb60e8dd61c5d32be8058bb8eb970870f07233155",
  "to": "0xd46e8dd67c5d32be8058bb8eb970870f07244567",
  "gas": "0x76c0", // 30400
  "gasPrice": "0x9184e72a000", // 10000000000000
  "value": "0x9184e72a", // 2441406250
  "data": "0xd46e8dd67c5d32be8d46e8dd67c5d32be8058bb8eb970870f072445675058bb8eb970870f072445675"
}]

1.4.2.请求

curl -X POST --data '{"jsonrpc":"2.0","method":"eth_sendTransaction","params":[{see above}],"id":1}'

1.4.3.返回结果

成功返回该笔交易的Hash

{
  "id":1,
  "jsonrpc": "2.0",
  "result": "0xe670ec64341771606e55d6b4ca35a1a6b75ee3d5145a99d05921026d1527331"
}

使用eth_getTransactionReceipt函数可以获取到合约地址。

1.5.转账确认

转账确认有很多种机制来实现,列如利用事件通知机制,区块数确认机制等。在咱项目实战的时候咱们会详细讲解各种确认机制,这里只提供一种简单的确认机制,获取区块数,当你发送交易到区块链网络时,你获取一下当前的区块数量,转完账之后,实时获取区块数量,当你的区块数达到确认的块数之后,可认为转账成功。

通过调用eth_blockNumber函数来获取区块的数量,改函数返回最新的区块数量

1.5.1.发送请求

curl -X POST --data '{"jsonrpc":"2.0","method":"eth_blockNumber","params":[],"id":83}'

1.5.2.返回结果

{
  "id":83,
  "jsonrpc": "2.0",
  "result": "0xc94" 
}

九.非确定性以太坊钱包开发

十.分层确定性以太坊钱包开发

关于分层确定性钱包的优势,在前面的内容中我们已经介绍过,这里就不再多做介绍了。以太坊在BIP分层协议中的序号是60;关于Bip分层协议的内容,请看BIP分层协议一章的内容。

下图是ETH在分层协议中的位置

.:
.:

1.本地生成以太坊分层确定性钱包的账户体系

为了更直观地理解以太坊的地址生成,下面的代码将包含着助记词的东西

var bip39 = require('bip39')
var hdkey = require('ethereumjs-wallet/hdkey')
var util = require('ethereumjs-util')

// 生成助记词
var mnemonic = bip39.generateMnemonic() 
// 生成随机种子
var seed = bip39.mnemonicToSeed(mnemonic)
// 生成钱包私钥
var hdWallet = hdkey.fromMasterSeed(seed) 
// 生成第一个账户的私钥
var key = hdWallet.derivePath("m/44'/60'/0'/0/0")
// 生成地址
var address = util.pubToAddress(key._hdkey._publicKey, true)  
// 导出私钥
var privateKey = key._hdkey._privateKey.toString('hex')
console.log("address = " + address + "  privateKey = " + privateKey)

上面生成的地址和私钥,你可以将使用本地数据库或者文件管理起来,具体怎么管理,在咱们后面的项目实战中将详细地说明

2.交易签名

单个交易签名

function ethereumSign(privateKey, nonce, toAddress, sendToBalance, gasPrice, gasLimit) {
  var errData = {code:400, message:"param is null"};
  var serializedErr = {code:400, message:"Serialized transaction fail"};
  if(!privateKey || !nonce || !toAddress || !sendToBalance || !gasPrice || !gasLimit) {
    console.log("one of fromAddress, toAddress, sendToBalance, sendFee is null, please give a valid param");
    return errData;
  } else {
    var transactionNonce = parseInt(nonce).toString(16);
    var numBalance = parseFloat(sendToBalance);
    var balancetoWei = web3.toWei(numBalance, "ether");
    var oxNumBalance = parseInt(balancetoWei).toString(16);
    var gasPriceHex = parseInt(gasPrice).toString(16);
    var gasLimitHex = parseInt(gasLimit).toString(16);
    var privateKeyBuffer =  Buffer.from(privateKey, 'hex');
    var rawTx = {
      nonce:'0x' + transactionNonce,
      gasPrice: '0x' + gasPriceHex,
      gas:'0x'+ gasLimitHex,
      to:toAddress,
      value:'0x' + oxNumBalance,
    };
    alert(JSON.stringify(rawTx));
    var tx = new transaction(rawTx);
    tx.sign(privateKeyBuffer);
    var serializedTx = tx.serialize();
    if(serializedTx == null) {
      return serializedErr;
    } else {
      if (tx.verifySignature()) {
        console.log('Signature Checks out!');
      } else {
        return serializedErr;
      }
    }
  }
  return '0x' + serializedTx.toString('hex');
}

多笔转账签名

function MultiEthSign(sendData) {
  if(sendData == null) {
    console.log("param is invalid, sendData is null");
  }
  console.log("param is valid, start multiSign transaction");
  var calcNonce = sendData.nonce;
  var arrData = sendData.signDta;
  var outArr = [];
  for(var i = 0; i < arrData.length; i++){
    var transactionNonce = parseInt(calcNonce).toString(16);
    var balancetoWei = web3.toWei(parseFloat(sendData.signDta[i].totalAmount), "ether");
    var balanceValue = parseInt(balancetoWei).toString(16);
    var oxGas = parseInt(sendData.gasLimit).toString(16);
    var oxGasPrice = parseInt(sendData.gasPrice).toString(16);
    var privateKeyBuffer =  Buffer.from(sendData.privateKey, 'hex');
    var rawTx = {
      nonce:'0x' + transactionNonce,
      gasPrice: '0x' + oxGasPrice,
      gas:'0x' + oxGas,
      to: sendData.signDta[i].toAddress,
      value:'0x' + balanceValue
    };
    var tx = new transaction(rawTx);
    tx.sign(privateKeyBuffer);
    var serializedTx = tx.serialize();
    if(serializedTx == null) {
      console.log("Serialized transaction fail")
    } else {
      outArr = outArr.concat('0x' + serializedTx.toString('hex'))
      if (tx.verifySignature()) {
        console.log('Signature Checks out!')
      } else {
        console.log("Signature checks fail")
      }
    }
    calcNonce = calcNonce + 1;
  }
  return { signCoin:"ETH", signDataArr:outArr}
}

发送交易和交易确认如果用NodeJs的话和上面的是一致的

下面咱们使用web3j来发送交易,SSM的代码,使用SpringMVC

交易发送控制器

    package com.biwork.controller;

    import java.util.ArrayList;
    import java.util.HashMap;
    import java.util.List;
    import java.util.Map;

    import javax.servlet.http.HttpServletRequest;

    import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
    import org.slf4j.Logger;
    import org.slf4j.LoggerFactory;
    import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
    import org.springframework.stereotype.Controller;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RequestBody;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
    import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMethod;

    import com.biwork.entity.RawTx;

    import com.biwork.exception.BusiException;

    import com.biwork.po.RespPojo;
    import com.biwork.po.request.BatchRawTxFlowPojo;
    import com.biwork.po.request.RawTxFlowPojo;
    import com.biwork.po.RawTxPojo;

    import com.biwork.service.RawTxService;

    import com.biwork.util.Constants;

    import io.swagger.annotations.Api;
    import io.swagger.annotations.ApiOperation;
    import io.swagger.annotations.ApiParam;

    @Controller
    @RequestMapping("/v1")
    @Api(value = "/v1", description = "发送签名后交易数据到区块链网络")
    public class RawTxController {
        private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(getClass());
        //发送签名后交易到区块链网络
        @Autowired
        RawTxService rawTxService;

        @ResponseBody
        @RequestMapping(value = "/eth_sendBatchRawTransaction", method=RequestMethod.POST, produces="application/json;charset=utf-8;")
        @ApiOperation(value = "批量发送签名后交易数据到以太坊区块链网络", notes = "批量发送签名后交易数据到以太坊区块链网络",httpMethod = "POST")
        public RespPojo getBatchEthRawTx(HttpServletRequest request, @RequestBody 
                @ApiParam(name="发送签名后交易对象",value="传入json格式",required=true) BatchRawTxFlowPojo batchRwatxFlowPojo){
            logger.info("---批量发送签名后交易数据到以太坊区块链网络---");
            RawTxPojo rawTx_pojo=new RawTxPojo();
            RespPojo resp=new RespPojo();
            String signCoin = batchRwatxFlowPojo.getSignCoin();
            List<String> arrList = new ArrayList<>();
            arrList = batchRwatxFlowPojo.getSignDataArr();
            System.out.println("signCoin = " + signCoin);
            System.out.println("sign = " + arrList.get(0));

            if(StringUtils.isBlank(signCoin) || arrList.size() == 0){
                  resp.setRetCode(Constants.PARAMETER_CODE);
                  resp.setRetMsg("批量签名后数据不能为空");
                  return resp;
            }

            RawTx rawTx;
            List<String> hashArray = new ArrayList<>();
            try {
                for(int i = 0; i < arrList.size(); i++) {
                    rawTx = rawTxService.getEthRawTx(arrList.get(i));
                    hashArray.add(rawTx.getRawTx());
                }
            }catch(BusiException e){
                 logger.error("批量发送签名后交易数据到以太坊区块链网络异常-业务异常{}",e);
                  resp.setRetCode(e.getCode());
                  resp.setRetMsg(e.getMessage());
                  return resp;
            }
            catch (Exception e) {
                  logger.error("批量发送签名后交易数据到以太坊区块链网络异常-普通异常{}",e);
                  resp.setRetCode(Constants.FAIL_CODE);
                  resp.setRetMsg(Constants.FAIL_MESSAGE);
                  return resp;
            }
            resp.setRetCode(Constants.SUCCESSFUL_CODE);
            resp.setRetMsg(Constants.SUCCESSFUL_MESSAGE);
            resp.setData(hashArray);
            System.out.println("hashArray = " + hashArray);
            return resp;
        }

        @ResponseBody
        @RequestMapping(value = "/eth_sendRawTransaction", method=RequestMethod.POST, produces="application/json;charset=utf-8;")
        @ApiOperation(value = "发送签名后交易数据到以太坊区块链网络", notes = "发送签名后交易数据到以太坊区块链网络",httpMethod = "POST")
        public RespPojo getEthRawTx(HttpServletRequest request, @RequestBody 
                @ApiParam(name="发送签名后交易对象",value="传入json格式",required=true) RawTxFlowPojo rwatxFlowPojo){
            logger.info("---发送签名后交易数据到以太坊区块链网络方法---");
            RawTxPojo rawTx_pojo=new RawTxPojo();
            RespPojo resp=new RespPojo();
            String data = rwatxFlowPojo.getData();
            System.out.println("data = " + data);

            if(StringUtils.isBlank(data)){
                  resp.setRetCode(Constants.PARAMETER_CODE);
                  resp.setRetMsg("签名后数据不能为空");
                  return resp;
            }

            RawTx rawTx;
            try {
                rawTx = rawTxService.getEthRawTx(data);
            }catch(BusiException e){
                 logger.error("发送签名后交易数据到以太坊区块链网络异常{}",e);
                  resp.setRetCode(e.getCode());
                  resp.setRetMsg(e.getMessage());
                  return resp;
            }
            catch (Exception e) {
                  logger.error("发送签名后交易数据到以太坊区块链网络异常{}",e);
                  resp.setRetCode(Constants.FAIL_CODE);
                  resp.setRetMsg(Constants.FAIL_MESSAGE);
                  return resp;
            }
            if(rawTx!=null){
                rawTx_pojo = new RawTxPojo();
                rawTx_pojo.setRawTx(rawTx.getRawTx());
                Map<String, Object> rtnMap = new HashMap<String, Object>();
                rtnMap.put("transactionHash", rawTx.getRawTx());
                resp.setRetCode(Constants.SUCCESSFUL_CODE);
                resp.setRetMsg(Constants.SUCCESSFUL_MESSAGE);
                resp.setData(rtnMap);
                return resp;
            }
            return resp;
        }

        @ResponseBody 
        @RequestMapping(value="/btc_sendRawTransaction", method=RequestMethod.POST, produces="application/json;charset=utf-8;") @ApiOperation(value = "发送签名后交易数据到BTC区块链网络", notes = "发送签名后交易数据到BTC区块链网络",httpMethod = "POST")
        public RespPojo getBtcRawTx(HttpServletRequest request,@RequestBody
                @ApiParam(name="流程对象",value="传入json格式",required=true) RawTxFlowPojo rwatxFlowPojo){
            logger.info("---发送签名后交易数据到BTC区块链网络方法---");
            RawTxPojo rawTx_pojo=new RawTxPojo();
            RespPojo resp=new RespPojo();

            String data = rwatxFlowPojo.getData();
            System.out.println("data = " + data);

            if(StringUtils.isBlank(data)){
                  resp.setRetCode(Constants.PARAMETER_CODE);
                  resp.setRetMsg("签名后数据不能为空");
                  return resp;
            }

            RawTx rawTx;
            try {
                rawTx = rawTxService.getBtcRawTx(data);
            }catch(BusiException e){
                 logger.error("发送签名后交易数据到BTC区块链网络异常{}",e);
                  resp.setRetCode(e.getCode());
                  resp.setRetMsg(e.getMessage());
                  return resp;
            }
            catch (Exception e) {
                  logger.error("发送签名后交易数据到BTC区块链网络异常{}",e);
                  resp.setRetCode(Constants.FAIL_CODE);
                  resp.setRetMsg(Constants.FAIL_MESSAGE);
                  return resp;
            }
            if(rawTx!=null){
                rawTx_pojo = new RawTxPojo();
                rawTx_pojo.setRawTx(rawTx.getRawTx());
                Map<String, Object> rtnMap = new HashMap<String, Object>();
                rtnMap.put("transactionHash", rawTx.getRawTx());
                resp.setRetCode(Constants.SUCCESSFUL_CODE);
                resp.setRetMsg(Constants.SUCCESSFUL_MESSAGE);
                resp.setData(rtnMap);
                return resp;
            }
            return resp;
        }
    }  

服务的代码

package com.biwork.service.Impl;

import org.springframework.stereotype.Service;
import org.apache.http.impl.client.CloseableHttpClient;
import org.apache.http.impl.client.HttpClients;
import org.apache.http.impl.conn.PoolingHttpClientConnectionManager;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

import com.biwork.entity.RawTx;
import com.biwork.service.RawTxService;

import org.web3j.protocol.Web3j;
import org.web3j.protocol.core.methods.response.EthSendTransaction;
import org.web3j.protocol.http.HttpService;

import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.math.BigDecimal;

import com.biwork.exception.BusiException;


import com.biwork.util.HttpUtil;
import com.neemre.btcdcli4j.core.BitcoindException;
import com.neemre.btcdcli4j.core.CommunicationException;
import com.neemre.btcdcli4j.core.client.BtcdClient;
import com.neemre.btcdcli4j.core.client.BtcdClientImpl;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Properties;

@Service("RawTxService")
public class RawTxServiceImpl implements RawTxService {

    static Logger log = LoggerFactory.getLogger(RawTxService.class);
    private static final String PRO_URL = "https://mainnet.infura.io/PVMw2QL6TZTb2TTgIgrs";

    @Override
    public RawTx getEthRawTx(String data) throws Exception {
        RawTx rawTx = new RawTx();
        Web3j web3j = Web3j.build(new HttpService(PRO_URL, true));
        EthSendTransaction ethSendTransaction = new EthSendTransaction();
        String hash = "";
        try {
            ethSendTransaction = web3j.ethSendRawTransaction(data).send();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        if (ethSendTransaction.hasError()) {
            throw new BusiException(Integer.toString(ethSendTransaction.getError().getCode()), ethSendTransaction.getError().getMessage());
        } else {
            hash = ethSendTransaction.getTransactionHash();
        }
        rawTx.setRawTx(hash);
        return rawTx;
    }

    @Override
    public RawTx getBtcRawTx(String data) throws Exception {
        RawTx rawTx = new RawTx();
        String txid = "";
        Map<String,String> params=new HashMap<String,String>();
        System.out.println("dataTwo = " + data);
        params.put("tx", data);
         try {
             txid =  HttpUtil.testPost(params, "https://blockchain.info/pushtx");
             System.out.println("txid =" + txid);
         } catch (Exception e) {
             throw new BusiException("pushtx",  e.getMessage());    
         }
        rawTx.setRawTx(txid);
        return rawTx;
    }
}

到目前为止,以太坊钱包开发一章算是完成,想要学习更多的内容,请继续关注,项目实战中将会有更多的干货。

转载自:https://github.com/guoshijiang/blockchain-wallet/blob/master/Ethereum/README.md

以太坊GasLimit的计算方法

静态Gas的计算

以太坊黄皮书上说的gasLimit的计算方法:

gasLimit = Gtransaction + Gtxdatanonzero × dataByteLength

需要注意的是这只是静态的gas消耗,实际gas消耗还需要加上合约执行的开销。
计算 IntrinsicGas的源码位置 core/state_transition.go

// IntrinsicGas computes the 'intrinsic gas' for a message with the given data.
func IntrinsicGas(data []byte, contractCreation, homestead bool) (uint64, error) {
    // Set the starting gas for the raw transaction
    var gas uint64
    if contractCreation && homestead {
        gas = params.TxGasContractCreation
    } else {
        gas = params.TxGas
    }
    // Bump the required gas by the amount of transactional data
    if len(data) > 0 {
        // Zero and non-zero bytes are priced differently
        var nz uint64
        for _, byt := range data {
            if byt != 0 {
                nz++
            }
        }
        // Make sure we don't exceed uint64 for all data combinations
        if (math.MaxUint64-gas)/params.TxDataNonZeroGas < nz {
            return 0, vm.ErrOutOfGas
        }
        gas += nz * params.TxDataNonZeroGas

        z := uint64(len(data)) - nz
        if (math.MaxUint64-gas)/params.TxDataZeroGas < z {
            return 0, vm.ErrOutOfGas
        }
        gas += z * params.TxDataZeroGas
    }
    return gas, nil
}

Gas预估

相关源码位置:internal/ethapi/api.go

func (s *PublicBlockChainAPI) EstimateGas(ctx context.Context, args CallArgs) (hexutil.Uint64, error) {
    // Binary search the gas requirement, as it may be higher than the amount used
    var (
        lo  uint64 = params.TxGas - 1
        hi  uint64
        cap uint64
    )
    if uint64(args.Gas) >= params.TxGas {
        hi = uint64(args.Gas)
    } else {
        // Retrieve the current pending block to act as the gas ceiling
        block, err := s.b.BlockByNumber(ctx, rpc.PendingBlockNumber)
        if err != nil {
            return 0, err
        }
        hi = block.GasLimit()
    }
    cap = hi

    // Create a helper to check if a gas allowance results in an executable transaction
    executable := func(gas uint64) bool {
        args.Gas = hexutil.Uint64(gas)

        _, _, failed, err := s.doCall(ctx, args, rpc.PendingBlockNumber, vm.Config{}, 0)
        if err != nil || failed {
            return false
        }
        return true
    }
    // Execute the binary search and hone in on an executable gas limit
    for lo+1 < hi {
        mid := (hi + lo) / 2
        if !executable(mid) {
            lo = mid
        } else {
            hi = mid
        }
    }
    // Reject the transaction as invalid if it still fails at the highest allowance
    if hi == cap {
        if !executable(hi) {
            return 0, fmt.Errorf("gas required exceeds allowance or always failing transaction")
        }
    }
    return hexutil.Uint64(hi), nil
}

EstimateGas采用二分查找法获取要评估交易的gas值。二分查找的下限是param.TxGas, 如果args参数指定Gas大于param.Gas,那么二分查找的上限就是args.Gas,否则以当前pending块的block gas limit(后面简称BGL)作为二分查找的上限。doCall函数模拟智能合约的执行,经过多次尝试找到智能合约能够成功运行的最佳gas值。

由于二分查找的上限和BGL有关,而BGL和不是固定不变的,因此每次gas评估的结果不一定都是相同的,可能每个区块周期就会变动一次。

在实际进行gas评估的时候,可能会出现类似下面的错误。

{"jsonrpc":"2.0","id":1,"error":{"code":-32000,"message":"gas required exceeds allowance or always failing transaction"}}

该错误出现的最可能是合约执行中出错。

参考链接

How do you calculate gas limit for transaction with data in Ethereum?
转载自:https://www.jianshu.com/p/3e7618465996

以太坊web3j开发常用代码片段整理

获取账户的Nonce

public static BigInteger getNonce(Web3j web3j, String addr) {
 try {
     EthGetTransactionCount getNonce = web3j.ethGetTransactionCount(addr,DefaultBlockParameterName.PENDING).send();
      if (getNonce == null){
                throw new RuntimeException("net error");
            }
            return getNonce.getTransactionCount();
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException("net error");
        }
    }

获取ETH余额

public static BigDecimal getBalance(Web3j web3j, String address) {
        try {
            EthGetBalance ethGetBalance = web3j.ethGetBalance(address, DefaultBlockParameterName.LATEST).send();
            return Convert.fromWei(new BigDecimal(ethGetBalance.getBalance()),Convert.Unit.ETHER);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }

获取代币余额 方法一

public static BigInteger getTokenBalance(Web3j web3j, String fromAddress, String contractAddress) {
        String methodName = "balanceOf";
        List<Type> inputParameters = new ArrayList<>();
        List<TypeReference<?>> outputParameters = new ArrayList<>();
        Address address = new Address(fromAddress);
        inputParameters.add(address);

        TypeReference<Uint256> typeReference = new TypeReference<Uint256>() {
        };
        outputParameters.add(typeReference);
        Function function = new Function(methodName, inputParameters, outputParameters);
        String data = FunctionEncoder.encode(function);
        Transaction transaction = Transaction.createEthCallTransaction(fromAddress, contractAddress, data);

        EthCall ethCall;
        BigInteger balanceValue = BigInteger.ZERO;
        try {
            ethCall = web3j.ethCall(transaction, DefaultBlockParameterName.LATEST).send();
            List<Type> results = FunctionReturnDecoder.decode(ethCall.getValue(), function.getOutputParameters());
            balanceValue = (BigInteger) results.get(0).getValue();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return balanceValue;
    }

获取代币余额 方法二 (仅支持主链上的代币)

String tokenBanceUrl =  "https://api.etherscan.io/api?module=account&action=tokenbalance"
     + "&contractaddress=0x5aA8D6dE8CBf23DAC734E6f904B93bD056B15b81"//Token合约地址
     + "&address=0xd4279e30e27f52ca60fac3cc9670c7b9b1eeefdc"//要查询额的账户余地址
     + "&tag=latest&apikey=YourApiKeyToken";

  String result = HttpRequestUtil.sendGet(tokenBanceUrl, "");
  TokenBalanceResult tokenBalanceResult = JSON.parseObject(result, TokenBalanceResult.class);
  System.out.println(tokenBalanceResult.toString());
  if (tokenBalanceResult.getStatus() == 1) {
   BigDecimal tokenCount = new BigDecimal(tokenBalanceResult.getResult())
     .divide(new BigDecimal(10).pow(FinalValue.TOKEN_DECIMALS));
   return tokenCount.floatValue();
  }

构造交易

// 构造eth交易
Transaction transaction = Transaction.createEtherTransaction(fromAddr, nonce, gasPrice, null, toAddr, value);
// 构造合约调用交易
Transaction transaction = Transaction.createFunctionCallTransaction(fromAddr, nonce, gasPrice, null, contractAddr, funcABI);

估算手续费上限

public static BigInteger getTransactionGasLimit(Web3j web3j, Transaction transaction) {
        try {
            EthEstimateGas ethEstimateGas = web3j.ethEstimateGas(transaction).send();
            if (ethEstimateGas.hasError()){
                throw new RuntimeException(ethEstimateGas.getError().getMessage());
            }
            return ethEstimateGas.getAmountUsed();
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException("net error");
        }
    }

转账ETH

public static String transferETH(Web3j web3j, String fromAddr, String privateKey, String toAddr, BigDecimal amount, String data){
        // 获得nonce
        BigInteger nonce = getNonce(web3j, fromAddr);
        // value 转换
        BigInteger value = Convert.toWei(amount, Convert.Unit.ETHER).toBigInteger();

        // 构建交易
        Transaction transaction = Transaction.createEtherTransaction(fromAddr, nonce, gasPrice, null, toAddr, value);
        // 计算gasLimit
        BigInteger gasLimit = getTransactionGasLimit(web3j, transaction);

        // 查询调用者余额,检测余额是否充足
        BigDecimal ethBalance = getBalance(web3j, fromAddr);
        BigDecimal balance = Convert.toWei(ethBalance, Convert.Unit.ETHER);
        // balance < amount + gasLimit ??
        if (balance.compareTo(amount.add(new BigDecimal(gasLimit.toString()))) < 0) {
            throw new RuntimeException("余额不足,请核实");
        }

        return signAndSend(web3j, nonce, gasPrice, gasLimit, toAddr, value, data, chainId, privateKey);
    }

转账代币

public static String transferToken(Web3j web3j, String fromAddr, String privateKey, String toAddr, String contractAddr, long amount) {

        BigInteger nonce = getNonce(web3j, fromAddr);
        // 构建方法调用信息
        String method = "transfer";

        // 构建输入参数
        List<Type> inputArgs = new ArrayList<>();
        inputArgs.add(new Address(toAddr));
        inputArgs.add(new Uint256(BigDecimal.valueOf(amount).multiply(BigDecimal.TEN.pow(18)).toBigInteger()));

        // 合约返回值容器
        List<TypeReference<?>> outputArgs = new ArrayList<>();

        String funcABI = FunctionEncoder.encode(new Function(method, inputArgs, outputArgs));

        Transaction transaction = Transaction.createFunctionCallTransaction(fromAddr, nonce, gasPrice, null, contractAddr, funcABI);
        RawTransaction rawTransaction = RawTransaction.createTransaction(nonce, gasPrice, null, contractAddr, null, funcABI);

        BigInteger gasLimit = getTransactionGasLimit(web3j, transaction);

        // 获得余额
        BigDecimal ethBalance = getBalance(web3j, fromAddr);
        BigInteger tokenBalance = getTokenBalance(web3j, fromAddr, contractAddr);
        BigInteger balance = Convert.toWei(ethBalance, Convert.Unit.ETHER).toBigInteger();

        if (balance.compareTo(gasLimit) < 0) {
            throw new RuntimeException("手续费不足,请核实");
        }
        if (tokenBalance.compareTo(BigDecimal.valueOf(amount).toBigInteger()) < 0) {
            throw new RuntimeException("代币不足,请核实");
        }

        return signAndSend(web3j, nonce, gasPrice, gasLimit, contractAddr, BigInteger.ZERO, funcABI, chainId, privateKey);
    }

转账代币方法二

public static String transferToken2(String fromAddr,String toAddr,String amount) {
  String contractAddress = "0xa22c2217e785f7796c9e8826c6be55c2e481f9f5";
  Web3j web3j =MyWalletUtils.getWeb3j();
     Credentials credentials = MyWalletUtils.getCredentials();
     System.out.println("我的钱包地址:"+credentials.getAddress());
  try {
   EthGetTransactionCount ethGetTransactionCount = web3j.ethGetTransactionCount(
     fromAddr, DefaultBlockParameterName.LATEST).sendAsync().get();
     BigInteger nonce = ethGetTransactionCount.getTransactionCount();
     Function function = new Function(
             "transfer",
             Arrays.asList(new Address(toAddr), new Uint256(new BigInteger(amount))), 
             Arrays.asList(new TypeReference<Type>() {
             }));
     String encodedFunction = FunctionEncoder.encode(function);
     RawTransaction rawTransaction = RawTransaction.createTransaction(nonce, Convert.toWei("18", Convert.Unit.GWEI).toBigInteger(),
             Convert.toWei("100000", Convert.Unit.WEI).toBigInteger(), contractAddress, encodedFunction);
     byte[] signedMessage = TransactionEncoder.signMessage(rawTransaction, credentials);
     String hexValue = Numeric.toHexString(signedMessage);
     System.out.println("transfer hexValue:" + hexValue);
     EthSendTransaction ethSendTransaction = web3j.ethSendRawTransaction(hexValue).sendAsync().get();
     if (ethSendTransaction.hasError()) {
      System.out.println("transfer error:"+ ethSendTransaction.getError().getMessage());
      return ethSendTransaction.getError().getMessage();
     } else {
         String transactionHash = ethSendTransaction.getTransactionHash();
        return "";
     }
  } catch (Exception e) {
   e.printStackTrace();
   return e.getMessage();
  }
 }

对交易签名,并发送交易

public static String signAndSend(Web3j web3j, BigInteger nonce, BigInteger gasPrice, BigInteger gasLimit, String to, BigInteger value, String data, byte chainId, String privateKey) {
        String txHash = "";
        RawTransaction rawTransaction = RawTransaction.createTransaction(nonce, gasPrice, gasLimit, to, value, data);
        if (privateKey.startsWith("0x")){
            privateKey = privateKey.substring(2);
        }

        ECKeyPair ecKeyPair = ECKeyPair.create(new BigInteger(privateKey, 16));
        Credentials credentials = Credentials.create(ecKeyPair);

        byte[] signMessage;
        // 主网是1 responst测试网是3  具体查看ChainId
        if (chainId > ChainId.NONE){
            signMessage = TransactionEncoder.signMessage(rawTransaction, chainId, credentials);
        } else {
            signMessage = TransactionEncoder.signMessage(rawTransaction, credentials);
        }

        String signData = Numeric.toHexString(signMessage);
        if (!"".equals(signData)) {
            try {
                EthSendTransaction send = web3j.ethSendRawTransaction(signData).send();
                txHash = send.getTransactionHash();
                System.out.println(JSON.toJSONString(send));
            } catch (IOException e) {
                throw new RuntimeException("交易异常");
            }
        }
        return txHash;
    }

获取代理额度

public static BigInteger getAllowanceBalance(Web3j web3j, String fromAddr, String toAddr, String contractAddress) {
        String methodName = "allowance";
        List<Type> inputParameters = new ArrayList<>();
        inputParameters.add(new Address(fromAddr));
        inputParameters.add(new Address(toAddr));

        List<TypeReference<?>> outputs = new ArrayList<>();
        TypeReference<Uint256> typeReference = new TypeReference<Uint256>() {
        };
        outputs.add(typeReference);

        Function function = new Function(methodName, inputParameters, outputs);
        String data = FunctionEncoder.encode(function);
        Transaction transaction = Transaction.createEthCallTransaction(fromAddr, contractAddress, data);
        EthCall ethCall;
        BigInteger balanceValue = BigInteger.ZERO;
        try {
            ethCall = web3j.ethCall(transaction, DefaultBlockParameterName.LATEST).send();
            List<Type> result = FunctionReturnDecoder.decode(ethCall.getValue(), function.getOutputParameters());
            balanceValue = (BigInteger) result.get(0).getValue();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return balanceValue;
    }

动态gas价格与限价

在使用智能合约时,你可能需要根据调用函数指定不同的gas价格和最大值。你可以通过为智能合约封装包创建自己的ContractGasProvider来实现这一点。

每一个生成的封装包都包含作为常量的所有智能合约方法名称,这有助于通过switch来进行编译时间匹配。

例如,使用Greeter合约:

Greeter greeter = new Greeter(...);
greeter.setGasProvider(new DefaultGasProvider() {
    @Override
    public BigInteger getGasPrice(String contractFunc) {
        switch (contractFunc) {
            case Greeter.FUNC_GREET: return BigInteger.valueOf(22_000_000_000L);
            case Greeter.FUNC_KILL: return BigInteger.valueOf(44_000_000_000L);
            default: throw new NotImplementedException();
        }
    }

    @Override
    public BigInteger getGasLimit(String contractFunc) {
        switch (contractFunc) {
            case Greeter.FUNC_GREET: return BigInteger.valueOf(4_300_000);
            case Greeter.FUNC_KILL: return BigInteger.valueOf(5_300_000);
            default: throw new NotImplementedException();
        }
    }
});

如何加快以太坊交易确认被打包的的速度---gasprice

https://ethgasstation.info/json/ethgasAPI.json

结果

{
    "average":25, //平均值(Gwei*10的结果)
    "fastestWait":0.5,
    "fastWait":0.7,
    "fast":36,  //最快(Gwei*10的结果)
    "safeLowWait":1.2,
    "blockNum":6274955,
    "avgWait":1.2,
    "block_time":13.876288659793815,
    "speed":0.9481897143119544,
    "fastest":330,
    "safeLow":25    //安全最低值(Gwei*10的结果)
}
发送交易平均正常速度被打包gasprice,单位是wei
var average_gasprice_wei = average*10e8;
发送交易超快被打包的gasprice,单位是wei
var fast_gasprice_wei = fast*10e8;
发送交易最慢被打包的gasprice,单位是wei
var safeLow_gasprice_wei = safeLow*10e8;

转载自:https://www.jianshu.com/p/a63b0c86924d

Swarm节点出票版本选择

目前0.5.3的节点还能接收到一些测试的支票,得到的支票还能参与空投么?

您可能会在 0.5.3 中获得支票,但自 6 月 1 日官方 0.6.2 更新公告以来,它们将不符合空投资格。
https://discord.com/channels/799027393297514537/810905662375854123/851855211835424768

为什么我看到很多特别组织的都声称已经接收了大量0.6.2版本的支票了

Actually, yes, someone or someones are attempting to cheat by cascading ever-increasing check values across checkbooks that they control. What they don't realize is that this is futile as NONE of the checks issued by non-trusted (read: our) nodes will ever convert to qBZZ because the queen bee nodes will be selected from "trusted" nodes, which to me means nodes that are run by the core swarm team.

实际上,是的,某人或某人正试图通过在他们控制的支票簿中级联不断增加的支票值来作弊。 他们没有意识到这是徒劳的,因为不受信任(阅读:我们的)节点发出的检查都不会转换为 qBZZ,因为蜂王节点将从“受信任”节点中选择,这对我来说意味着 由核心swarm 团队运行的节点

https://discord.com/channels/799027393297514537/810905662375854123/851842182747127818
https://discord.com/channels/799027393297514537/810905662375854123/851843762082283541

IBFT共识概述

介绍

伊斯坦布尔拜占庭容错(IBFT)共识是受Castro-Liskov 99论文启发的。

了iBFT通过使用3相一致,从原来PBFT继承PRE-PREPARE,PREPARE和COMMIT。系统最多可以容忍验证器网络中的F故障节点N,其中N = 3F + 1。

执行

术语

  • Validator:阻止验证参与者。
  • Proposer:区块验证参与者,被选择在共识回合中提议区块。
  • Round:共识轮。一轮以提议者创建整体提议开始,以整体承诺或轮次更改结束。
  • Proposal:正在进行共识处理的新区块生成提案。
  • Sequence:投标的序号。序列号应大于所有先前的序列号。当前,每个建议的块高度是其关联的序列号。
  • Backlog:用于保存将来的共识消息的存储。
  • Round state:特定顺序和回合的共识消息,包括预准备消息,准备消息和提交消息。
  • Consensus proof:可以证明该区块已通过共识过程的区块的承诺签名。
  • Snapshot:验证者从上一个时期开始的投票状态。

共识

《伊斯坦布尔BFT共识协议》从回合开始,0验证者以循环方式从他们自己选择提议者。然后,提议者将提出一个新的整体提议,并将其与PRE-PREPARE消息一起广播。在收到PRE-PREPARE来自提议者的消息后,其他验证者将验证传入的提议并输入消息的状态PRE-PREPARED并广播PREPARE消息。此步骤是确保所有验证程序都在相同的序列和同一轮上工作。当验证器从其他验证器接收到ceil(2N/3)ofPREPARE消息时,验证器将切换到的状态PREPARED并进行广播COMMIT信息。此步骤是要通知其他验证者它接受建议的块,并将该块插入到链中。最后,验证等待ceil(2N/3)的COMMIT消息进入COMMITTED状态,再追加块链。

Istanbul BFT协议中的块是最终的,这意味着没有分叉,并且任何有效块都必须位于主链中的某个位置。为了防止故障节点生成与主链完全不同的链,每个验证器都会在将ceil(2N/3)接收到的COMMIT签名extraData插入到链中之前,将接收到的签名附加到标头中的字段。因此,所有块都是可自我验证的。但是,动态extraData会导致块哈希计算出现问题。由于来自不同验证器的同一块可以具有不同的COMMIT签名集,因此同一块也可以具有不同的块哈希。为了解决这个问题,我们通过排除COMMIT签名部分来计算块哈希。因此,我们仍然可以保持块/块哈希的一致性,并在块头中放入共识证明。

共识国家

Istanbul BFT是一种状态机复制算法。每个验证器维护一个状态机副本,以便达成块共识。IBFT共识中的各个州是,

  • NEW ROUND:提案人发送新的整体提案。验证程序等待PRE-PREPARE消息。
  • PRE-PREPARED:验证者已收到PRE-PREPARE消息并广播PREPARE消息。然后,它等待ceil(2N/3)的PREPARE或COMMIT消息。
  • PREPARED:验证器接收到ceil(2N/3)的PREPARE消息和广播COMMIT消息。然后,它等待ceil(2N/3)的COMMIT消息。
  • COMMITTED:验证器接收到ceil(2N/3)的COMMIT消息,并且能够将提出块插入blockchain。
  • FINAL COMMITTED:将一个新块成功插入到区块链中,并且验证器已准备好进行下一轮。
  • ROUND CHANGE:一个验证正在等待ceil(2N/3)的ROUND CHANGE同一提出全面数量的消息。
状态转换

  • NEW ROUND-> PRE-PREPARED:
    • 投标人从收集交易txpool。
    • 提议者生成一个整体提议并将其广播给验证者。然后进入PRE-PREPARED状态。
    • 每个验证器PRE-PREPARED在收到PRE-PREPARE具有以下条件的消息时都会进入:
      • 整体提案来自有效的提案者。
      • 块头有效。
      • 阻止提议的顺序和回合匹配验证者的状态。
    • 验证者将PREPARE消息广播到其他验证者。
  • PRE-PREPARED-> PREPARED:
    • 验证器接收ceil(2N/3)到有效PREPARE消息以进入PREPARED状态。有效消息符合以下条件:
      • 匹配顺序和舍入。
      • 匹配的块哈希。
      • 消息来自已知的验证器。
    • 验证器COMMIT在进入PREPARED状态时广播消息。
  • PREPARED-> COMMITTED:
    • 验证器接收ceil(2N/3)到有效COMMIT消息以进入COMMITTED状态。有效消息符合以下条件:
      • 匹配顺序和舍入。
      • 匹配的块哈希。
      • 消息来自已知的验证器。
  • COMMITTED-> FINAL COMMITTED:
    • 验证程序将ceil(2N/3)承诺签名附加到extraData并尝试将块插入到区块链中。
    • FINAL COMMITTED插入成功后,验证器进入状态。
  • FINAL COMMITTED-> NEW ROUND:
    • 验证者选择一个新的提议者,并开始一个新的回合计时器。
回合变更流程
  • 可以触发ROUND CHANGE以下三个条件:
    • 轮换计时器到期。
    • 无效的PREPREPARE讯息。
    • 块插入失败。
  • 当验证者注意到上述条件之一适用时,它将广播ROUND CHANGE消息以及建议的轮回编号,并等待ROUND CHANGE来自其他验证者的消息。根据以下条件选择建议的轮数:
    • 如果验证已收到ROUND CHANGE来自同行的消息,它选择具有最大回合数F + 1的ROUND CHANGE消息。
    • 否则,它将选择1 + current round number为建议的轮数。
  • 验证器每当收到相同提议轮数上的消息时,就会将接收F + 1到的ROUND CHANGE消息与自己的消息进行比较。如果接收到的ROUND CHANGE消息更大,则验证器将使用接收到的号码再次广播消息。
  • 当接收ceil(2N/3)的ROUND CHANGE在同提出的圆数量的消息,所述验证器退出轮变化循环,计算出新的提议,然后进入NEW ROUND状态。
  • 验证器跳出舍入循环的另一个条件是它通过对等同步接收到已验证的块。
提案人选择

目前,我们支持两种政策:轮循和粘性提议者。

  • 轮询:轮询是默认的提议者选择策略。在此设置中,提议者将在每个区块和每个回合中更改。
  • 粘性提议者:在粘性提议者设置中,仅在发生回合更改时提议者才会更改。
验证人名单投票

Istanbul BFT使用与Clique类似的验证者投票机制,并从Clique EIP复制大部分内容。每个时代的交易都会重置验证者投票,这意味着将添加或删除验证者的所有待处理投票都将重置。

对于所有交易块:

  • 提议者可以投一票以提议更改验证者列表。
  • 每个目标受益人的最新提议仅由单个验证者保存。
  • 随着链条的进行,将实时计票(允许并发提案)。
  • 达成多数共识的提案VALIDATOR_LIMIT立即生效。
  • 无效的建议书不会因为客户实施的简化而受到惩罚。
  • 提案生效后,必须放弃该提案的所有未决票(赞成和反对)。
未来的消息和积压

在异步网络环境中,可能会收到将来无法在当前状态下处理的消息。例如,验证程序可以COMMIT在上接收消息NEW ROUND。我们称这种消息为“未来消息”。当验证器收到将来的消息时,它将把消息放入待办事项中,并尝试在以后尽可能的处理。

常数

Istanbul BFT定义以下常量

  • EPOCH_LENGTH:默认:30000个块。检查点并重置未决投票的块数。
  • REQUEST_TIMEOUT:在以毫秒为单位触发一轮变更之前,每个共识轮都超时。
  • BLOCK_PERIOD:两个连续块之间的最小时间戳差异(以秒为单位)。
  • PROPOSER_POLICY:投标者选择策略,默认为轮询。
  • ISTANBUL_DIGEST:固定幻数0x63746963616c2062797a616e74696e65206661756c7420746f6c6572616e6365的mixDigest在伊斯坦布尔块识别块标题。
  • DEFAULT_DIFFICULTY:默认阻止难度,设置为0x0000000000000001。
  • EXTRA_VANITY:为提议者虚荣保留的固定数量的额外数据前缀字节。
    • 建议的32字节数,以保留当前的额外数据余量。
  • NONCE_AUTH:不可思议的随机数0xffffffffffffffff,可在添加验证器时进行投票。
  • NONCE_DROP:不可思议的随机数,0x0000000000000000用于对删除验证程序进行投票。
  • UNCLE_HASH:总是Keccak256(RLP([]))像叔叔在PoW之外毫无意义。
  • PREPREPARE_MSG_CODE:固定号码0。消息的消息代码PREPREPARE。
  • PREPARE_MSG_CODE:固定号码1。消息的消息代码PREPARE。
  • COMMIT_MSG_CODE:固定号码2。消息的消息代码COMMIT。
  • ROUND_CHANGE_MSG_CODE:固定号码3。用于消息的代码ROUND CHANGE的消息
  • VALIDATOR_LIMIT:通过授权或取消授权提议的验证者数量。
    • 必须floor(N / 2) + 1在链上执行多数共识。
块头

Istanbul BFT不会添加新的块标题字段。相反,它遵循Clique重新使用ethash标头字段的方式,如下所示:

  • nonce:有关受益人字段定义的帐户的提案人提案。

    • 应NONCE_DROP提议取消授权受益人为现有验证人。
    • 应该是NONCE_AUTH提议授权受益人为新的验证人。
    • 必须用零填充,NONCE_DROP或NONCE_AUTH
  • mixHash:固定0x63746963616c2062797a616e74696e65206661756c7420746f6c6572616e6365用于识别伊斯坦布尔街区的魔幻数字。

  • ommersHash:必须如此,UNCLE_HASH因为叔叔在PoW之外毫无意义。

  • timestamp:必须至少是父时间戳+ BLOCK_PERIOD

  • difficulty:必须填充0x0000000000000001。

  • extraData:签名人虚荣和RLP编码的Istanbul额外数据的组合字段,其中Istanbul额外数据包含验证者列表,提议者印章和提交印章。伊斯坦布尔的额外数据定义如下:

    type IstanbulExtra struct {
          Validators    []common.Address  //Validator addresses
          Seal          []byte            //Proposer seal 65 bytes
          CommittedSeal [][]byte          //Committed seal, 65 * len(Validators) bytes
    }

    因此,extraData形式为EXTRA_VANITY | ISTANBUL_EXTRAwhere|代表固定索引,以分隔虚荣和伊斯坦布尔额外数据(不是分隔符的实际字符)。

  • 前EXTRA_VANITY字节(固定)可以包含任意提议者虚荣数据。

  • ISTANBUL_EXTRA字节是根据所计算的RLP编码的Istanbul额外数据RLP(IstanbulExtra),其中RLP()RLP编码函数IstanbulExtra是Istanbul的额外数据。

    • Validators:验证者列表,必须按升序排列。
    • Seal:标头的提议者签名盖章。
    • CommittedSeal:承诺签名盖章清单作为共识证明。

散列哈希,提议者印章和承诺印章
ethash由于以下原因,Istanbul区块哈希计算与区块哈希计算有所不同:

  1. 提议者需要盖上提议者的印章,extraData以证明该区块已被选定的提议者签名。
  2. 验证者需要放入ceil(2N/3)已提交的印章作为共识证明,extraData以证明该区块已通过共识。

ethash除了需要处理之外,该计算仍然类似于块哈希计算extraData。我们计算字段如下:

投标人印章计算

到提议者印章计算时,提交的印章仍然是未知的,因此我们计算出那些未知数为空的印章。计算如下:

  • Proposer seal: SignECDSA(Keccak256(RLP(Header)), PrivateKey)
  • PrivateKey:提议者的私钥。
  • Header:与ethash标头相同,只是不同而已extraData。
  • extraData:vanity | RLP(IstanbulExtra),其中在IstanbulExtra,CommittedSeal并且Seal是空的阵列。
区块哈希计算

在计算块哈希时,我们需要排除提交的密封,因为该数据在不同的验证器之间是动态的。因此,我们CommittedSeal在计算哈希值时会创建一个空数组。计算公式为:

  • Header:与ethash标头相同,只是不同而已extraData。
  • extraData:vanity | RLP(IstanbulExtra),其中在IstanbulExtra,CommittedSeal是一个空数组。
共识证明

在将区块插入区块链之前,每个验证者都需要ceil(2N/3)从其他验证者那里收集已提交的印章,以构成共识证明。一旦接收到足够的承诺密封,这将填补CommittedSeal中IstanbulExtra,重新计算extraData,然后再插入块成blockchain。请注意,由于提交的密封可能因不同的来源而有所不同,因此如上一节所述,我们在计算块哈希值时会排除该部分。

承诺印章计算:

提交的印章是由每个验证者对哈希值COMMIT_MSG_CODE及其私钥的消息代码签名而计算的。计算如下:

  • Committed seal:SignECDSA(Keccak256(CONCAT(Hash, COMMIT_MSG_CODE)), PrivateKey)。
  • CONCAT(Hash, COMMIT_MSG_CODE):连接块哈希和COMMIT_MSG_CODE字节。
  • PrivateKey:签署验证者的私钥。

出处

GoQuorum中的Istanbul BFT实施基于EIP 650。自从打开EIP以来,它已进行了更新,以通过引入锁定来解决安全问题。

原文:https://docs.goquorum.consensys.net/en/stable/Concepts/Consensus/IBFT/