以太坊技術黃皮書學習筆記5：交易

以太坊的交易設計比較直接，公式1是對交易的定義：將交易分爲2中情況，一種情況是沒有交易的接收者，即Tt是空集合，如公式2，這種情況代表的是創建一個智能合約的交易；另一種情況是交易的接受者不爲空，一般這種情況指的是一次轉賬或者消息發送，如公式3。

其中Tn：nonce,表示既要的發送者已經發送到交易個數

Tp:gasPrice,以Wei計價的每個gas的價格

Tg:gasLimit,這個交易最多可以消耗的gas的個數，他與gasprice一起防止惡意用戶使用智能合約來攻擊網絡

Tt:交易的接受者地址，160-bit地址，如果是創建智能合約，則此值爲空集合

Tv:交易中涉及的轉賬額度，以Wei爲計價單位

Ti:如果是智能合約的創建交易，則此值表示創建智能合約的代碼，只需要在創建的時候使用一次，如果合約創建成功，那麼以太網絡會返回該代碼對應的body，這個是編譯後的可以被以太網認識和執行的彙編代碼

Tw,Tr,Ts是用來確定交易的發送者的160bit地址的值，是經過加密的數據，下面將會詳細的講解他們的用法

關於交易的數據結構代碼如下，有興趣的同學可以自行學習

交易的自驗證：

在開始介紹以太坊交易驗證之前，首先要列出需要用到的三個公式【1】：公式1，公式2，公式3.其中公式1是根據一個32字節的私鑰，來生成一個64字節的公鑰；公式2是通過私鑰給一個消息e簽名，簽名的的結果是三個值:v,r,s，這三個值的長度分別是1個字節，32字節，32字節，這三個值其實就是前面講到的交易中的簽名信息Tw,Tr,Ts；公式3根據消息e和簽名信息v,r,s可以還原私鑰Pr對應的公鑰Pu

公式4，5，6，7說明數據的有效範圍，4表示消息e是交易T的hash值，5，6，7是r,s,v的取值範圍，其中secp256k1n的值如下:

公式8是對地址的定義，即對於某一私鑰Pr，其地址如何計算，其中公式9表示取hash值的後96到255比特位。我們需要注意的是公式10，其說明的內容是根據私鑰Pr，求出公鑰pu，然後對pu進行KEC運算。公式10和公式1是同一公式。

公式11，12，13，14，15，16，17是爲了解釋如何獲取消息e即h(T)。首先給出的是需要進行hash運算的交易T的定義，當交易T是創建智能合約時Tt是空，如公式15所示，否則按照公式16選擇P的值，同時根據v的值不同，定義不同的交易T的內容，然後根據不同的內容使用KEC算法，得到交易T對應的hash值。公式18和19着重說明的G（T，Pr）這個變量其實與T的內容一致，除了G(T,Pr)的值裏面v,r,s都是經過簽名公式19運算出來的簽名信息，這個簽名使用了私鑰和交易T的hash值，這個公式與公式2一樣。

公式20，21，22，23，25是定義了一個交易T的驗籤函數S(T),通過公式25，將交易T的hash值，與簽名信息進行運算，可以還原出私鑰Pr對應的公鑰Pu，其中公式22，23說明了當Tw屬於集合{27,28}時V0的不同取值。公式24表示對於任意的交易T以及交易發送者的私鑰Pr，如果滿足公式24說明交易的發送者確實是擁有私鑰Pr的地址發出。

這裏需要給出的邏輯是這樣的，我們看到交易T的信息裏面並不包含交易的sender，也就是說交易的發起者可以通過自己的私鑰，對交易T的hash值進行簽名，並且可以將簽名的結果v,r,s放到交易T的信息字段中，在全網中傳播。任何一個得到交易數據和簽名信息的人，可以通過公式20反向推算出交易發送者的地址A，地址A是通過私鑰得出，因此全網只要驗證發送交易的地址與公式20得出的值相同，即可驗證交易的有效性。

本節內容比較簡單，解釋了交易的數據組成以及如何驗證交易的有效性。對源代碼有興趣的同學可以參考下圖: