以太坊技术黄皮书学习笔记5：交易

以太坊的交易设计比较直接，公式1是对交易的定义：将交易分为2中情况，一种情况是没有交易的接收者，即Tt是空集合，如公式2，这种情况代表的是创建一个智能合约的交易；另一种情况是交易的接受者不为空，一般这种情况指的是一次转账或者消息发送，如公式3。

其中Tn：nonce,表示既要的发送者已经发送到交易个数

Tp:gasPrice,以Wei计价的每个gas的价格

Tg:gasLimit,这个交易最多可以消耗的gas的个数，他与gasprice一起防止恶意用户使用智能合约来攻击网络

Tt:交易的接受者地址，160-bit地址，如果是创建智能合约，则此值为空集合

Tv:交易中涉及的转账额度，以Wei为计价单位

Ti:如果是智能合约的创建交易，则此值表示创建智能合约的代码，只需要在创建的时候使用一次，如果合约创建成功，那么以太网络会返回该代码对应的body，这个是编译后的可以被以太网认识和执行的汇编代码

Tw,Tr,Ts是用来确定交易的发送者的160bit地址的值，是经过加密的数据，下面将会详细的讲解他们的用法

关于交易的数据结构代码如下，有兴趣的同学可以自行学习

交易的自验证：

在开始介绍以太坊交易验证之前，首先要列出需要用到的三个公式【1】：公式1，公式2，公式3.其中公式1是根据一个32字节的私钥，来生成一个64字节的公钥；公式2是通过私钥给一个消息e签名，签名的的结果是三个值:v,r,s，这三个值的长度分别是1个字节，32字节，32字节，这三个值其实就是前面讲到的交易中的签名信息Tw,Tr,Ts；公式3根据消息e和签名信息v,r,s可以还原私钥Pr对应的公钥Pu

公式4，5，6，7说明数据的有效范围，4表示消息e是交易T的hash值，5，6，7是r,s,v的取值范围，其中secp256k1n的值如下:

公式8是对地址的定义，即对于某一私钥Pr，其地址如何计算，其中公式9表示取hash值的后96到255比特位。我们需要注意的是公式10，其说明的内容是根据私钥Pr，求出公钥pu，然后对pu进行KEC运算。公式10和公式1是同一公式。

公式11，12，13，14，15，16，17是为了解释如何获取消息e即h(T)。首先给出的是需要进行hash运算的交易T的定义，当交易T是创建智能合约时Tt是空，如公式15所示，否则按照公式16选择P的值，同时根据v的值不同，定义不同的交易T的内容，然后根据不同的内容使用KEC算法，得到交易T对应的hash值。公式18和19着重说明的G（T，Pr）这个变量其实与T的内容一致，除了G(T,Pr)的值里面v,r,s都是经过签名公式19运算出来的签名信息，这个签名使用了私钥和交易T的hash值，这个公式与公式2一样。

公式20，21，22，23，25是定义了一个交易T的验签函数S(T),通过公式25，将交易T的hash值，与签名信息进行运算，可以还原出私钥Pr对应的公钥Pu，其中公式22，23说明了当Tw属于集合{27,28}时V0的不同取值。公式24表示对于任意的交易T以及交易发送者的私钥Pr，如果满足公式24说明交易的发送者确实是拥有私钥Pr的地址发出。

这里需要给出的逻辑是这样的，我们看到交易T的信息里面并不包含交易的sender，也就是说交易的发起者可以通过自己的私钥，对交易T的hash值进行签名，并且可以将签名的结果v,r,s放到交易T的信息字段中，在全网中传播。任何一个得到交易数据和签名信息的人，可以通过公式20反向推算出交易发送者的地址A，地址A是通过私钥得出，因此全网只要验证发送交易的地址与公式20得出的值相同，即可验证交易的有效性。

本节内容比较简单，解释了交易的数据组成以及如何验证交易的有效性。对源代码有兴趣的同学可以参考下图: