PUT:科普 | 为什么要使用 transaction data？

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时间：1900/1/1 0:00:00

可能你也注意到了，在跟智能合约交互时，你的事务会自动包含inputdata。在MyCrypto钱包界面，这些数据有个简单的标签：“Data”——它是做什么的呢？

这篇文章就是从技术上解释事务输入数据是怎么一回事，它实质是什么，又是怎么工作的。

-MyCrypto钱包的高级事务设定-

什么是InputData？

我们先来看看这笔token转账交易。某个人发送了0ETH到?0xd26114cd6ee289accf82350c8d8487fedb8a0c07，而且Etherscan网站呈现了这是一笔意图发送0.19OMGtoken到这个地址的事务。那么，EVM究竟是怎么知道，这个人想要转账某个数额的token到另一地址的呢？

你再仔细看Etherscan，就能看到这笔事务带着inputdata。inputdata是发送者为这笔事务附加的额外数据，既可以是普通的文本，也可以是数字。但在这笔交易中，发送者使用这部分数据来“告诉”合约，让合约运行特定的函数。智能合约本身是由一系列函数组成的。举例而言，一个ERC-20token合约使用比如“transfer”来把token从A账户转移到B账户，使用“balancerOf”函数来获得某个地址的余额，等等。在我们研究的这笔交易中，你可以看到它调用了?transfer(address_to,uint256_value)?函数。

徐明星新书《趣说金融史》正式发布科普金融发展之道:金色财经现场报道，9月23日，欧科云链创始人徐明星携手著名财经作家李霁月、行业观察者顾泽辉力作《趣说金融史》一书，跨越5000年金融历史，重读金钱故事，并预测新的金融时代。该书由中信出版社出版，将于近期正式发售。据了解，本书可以更好地呈现金融的起源与发展，帮助人们理解货币、金融与未来经济。作为区块链行业领军企业——欧科云链的创始人，徐明星深知技术探索对经济社会的重要推动作用，他曾先后出版过《图说区块链》、《区块链：重塑经济与世界》、《通证经济》、《链与未来》等行业权威著作，解读区块链等新型技术的推动下，金融与社会的升级之道，对经济社会发展做出了重大贡献。其中，《区块链：重塑经济与世界》曾作为新中国70周年重点推荐图书之一被相关书店推荐。[2021/9/23 17:00:57]

这笔事务的输入数据为0xa9059cbb0000000000000000000000004bbeeb066ed09b7aed07bf39eee0460dfa26152000000000000000000000000000000000000000000000000002a34892d36d6c74。你可以把这一长串的?十六进制?数据分解一下。开头的0x表示这是一个十六进制数值，紧接着的8个字节是函数标识符，再然后就全部是以32字节为一组的函数参数。所以第一组是?0000000000000000000000004bbeeb066ed09b7aed07bf39eee0460dfa261520?而第二组是?000000000000000000000000000000000000000000000000002a34892d36d6c74。

火币推出《一分钟读懂DeFi》系列科普视频:据官方消息，8月24日，火币推出《一分钟读懂DeFi》系列科普视频，并与微博财经合作冠名播出，布道DeFi认知，助力行业发展《一分钟读懂DeFi》是由火币成长学院打造的业内首个系统全面讲解DeFi的系列科普动画，继推出《区块链100问》后的再续佳作。《一分钟读懂DeFi》系列动画对DeFi的发展进行系统梳理，适合想要由浅入深、全面系统了解区块链DeFi的人们轻松了解DeFi。目前视频已由火币网官方微博发布。[2020/8/24]

-InputData分解-

如果你在Etherscan上查看这些数据，你会看到它以下文这个形式呈现：

Function:transfer(address_to,uint256_value)

MethodID:0xa9059cbb

:0000000000000000000000004bbeeb066ed09b7aed07bf39eee0460dfa261520

:00000000000000000000000000000000000000000000000002a34892d36d6c74

十六进制是啥？

十六进制是一种计数系统，就像十进制和二进制一样；十六进制使用数字0到9和字母A到F，来对应表示十进制的0到15。下面这种图展现的就是这样的对应关系。十六进制常常用来更直观地表示大数字。

人大附中物理老师李永乐科普拜占庭将军问题和区块链:5月14日，人大附中物理老师、科普视频网红李永乐在其公众号发布视频《拜占庭将军问题是什么？区块链如何防范恶意节点？》。李永乐老师在视频中对拜占庭将军问题和区块链进行了讲解，他表示，拜占庭将军问题本质上指的是，在分布式计算机网络中，如果存在故障和恶意节点，是否能够保持正常节点的网络一致性问题。在近40年的时间里，人们提出了许多方案解决这一问题，称为拜占庭容错法。例如兰波特自己提出了口头协议、书面协议法，后来有人提出了实用拜占庭容错PBFT算法，在2008年，中本聪发明比特币后，人们又设想了通过区块链的方法解决这一问题。区块链通过算力证明来保持账本的一致性，也就是必须计算数学题，才能得到记账的权力，其他人对这个记账结果进行验证，如果是对的，就认可你的结果。与拜占庭问题比起来，就增加了叛徒的成本。[2020/5/14]

-十进制数字与对应的十六进制字符-

单个十六进制字符所能表示的最大数值是15，长度是4个比特。多个十六进制字符相连时，你要把每个字符的二进制表示前后拼接在一起，才能得到其十进制数值。举个例子，0x5C，可以写成0101(=5)和1100(=C)，前后拼接就是01011100，这就是二进制形式的92，所以十六进制数0x5C的数值就是92。

大多数编程语言都使用前缀0x作为绝对标识符，将十六进制数与其他的计数类型区别开来。这个前缀本身没有任何意义，只是为了清晰。我们这篇文章也会采取一样的做法，十六进制数都用0x开头。

动态 | 币安科普MimbleWimble算法:币安官方推特今日发布隐私算法Mimblewimble的科普贴，在下方留言区大量网友留言猜测是否是基于 Mimblewimble算法的隐私币Grin或者Beam即将登陆币安交易所，其中猜测Grin的呼声更高。[2019/9/2]

讲完这些，我们继续。如果你还是没能理解十六进制，也不用担心——对于理解inputdata来说不是必需的。

InputData与智能合约

InputData的首要用途就是与智能合约交互。大部分智能合约都使用?合约ABI规范，使得Etherscan这样的网站能自动解码inputdata并显示事务所调用的具体操作。在我们上面那个例子中，这是一笔有关代币合约的事务，而且代币合约遵循ERC-20标准。这也就意味着，我们都知晓所有可能调用的函数，以及它们的?签名。举例，用于ERC-20合约的transfer函数的完整签名总是?transfer(address,uint256)，意味着这个函数需要两个参数，所传入的第一个参数会被解读为一个地址，第二个参数会被解读为一个未签名的256位的数字。

Solidity语言有多种参数类型。如果你有兴趣学习Solidity语言和智能合约，你可以在Solidity文档页面了解更多。

函数签名

如你所见，transfer函数的签名是?transfer(address,uint256)，这个对所有ERC-20合约都是一样的。如果某个合约给转账函数安排不一样的参数类型，比如一个地址和一个uint128，这个合约就不是“ERC-20兼容”的。

要获得一个函数的签名的十六进制形式，我们先要获得这个函数的SHA-3哈希值的前面4个字节。而要想知道一个数据的Keccak-256哈希值，你可以使用JavaSceript语言的web3库，或者求助于这样的在线工具。在这个工具页面填入?transfer(address,uint256)，它会显示?0xa9059cbb2ab09eb219583f4a59a5d0623ade346d962bcd4e46b11da047c9049b?作为结果。取前8个字符，就是?a9059cbb，恰好跟上述事务的MethodID一致。

声音 | ETC Labs主管：科普教育是未来几年公链面临的巨大挑战:ETCLabs主管Darin Kotalik认为，科普教育是未来几年公链面临的巨大挑战，人们必须要对区块链有基本的认识，分清楚公链和私链的区别。[2019/8/25]

另一个例子：ERC-20标准合约的approve函数的函数签名是?approve(address,uint256)，其SHA-3哈希值是?0x095ea7b334ae44009aa867bfb386f5c3b4b443ac6f0ee573fa91c4608fbadfba，首8个字符是?095ea7b3，因此，调用许可函数的inputdata开头就会是0x095ea7b3。这笔发往DAItoken合约的事务就是如此。

地址和数量

每一个参数的长度都是32字节，或者说64个十六进制字符。但以太坊地址只有40个字节长。为了解决这个问题，地址参数要用0来填充。在十六进制里面，0x0000123和0x123是一样的，因此?0x0000000000000000000000004bbeeb066ed09b7aed07bf39eee0460dfa261520等同于?0x4bbeeb066ed09b7aed07bf39eee0460dfa261520，而且?0x00000000000000000000000000000000000000000000000002a34892d36d6c74?也就等于?0x2a34892d36d6c74。那为什么我们要填充这些0呢？

就像我们上面说到的，Solidity合约可以接受的最大数值是2256?-1，刚好是32字节。使用固定的长度可以让EVM和其他应用在解码数据时候更轻松，因为你可以假设每一个参数的长度都是一样的。

那数组和字符串呢？

如上所述，在inputdata中使用数组和字符串，情形会有些许不同。因为数组本质是多个东西组成的一个列表。举个例子，1、2、3三个数所组成的列表在大多数编程语言中都可以写为。要在事务中发送这种数据，列表中的每一个对象都要作为32字节一组的数据发送，列在inputdata的结尾。指明数组长度的指针就作为参数。

假定我们有一个叫做?calledmyFunction?的函数，接收一个地址和数字的数组作为参数，即?myFunction(address,uint256)。该函数的函数签名是0x4b294170。地址这一项，我们照上面所说的操作。因为我们的数组包含3个对象，数组的长度用十六进制表示为0x3。然后每个对象都要占据恰好32自己的空间，且数组要放在所有其它参数之后，所以数组会从32+32=64字节之后开始。

000000000000000000000000000000000000000000000000000000003000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000100000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000020000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000003

-例子：input数据要按照32字节一组来切分-

因为字符串的长度是任意的，它们要按32字节一组来切分，处理方式跟数组相同。

像Etherscan这样的网站是如何解码inputdata的？

哈希函数是单向函数，所以如果你只有函数签名的哈希值，是不可能会恢复出函数签名的。合约的所有者可以将合约的ABI作为JSON文件上传，就像这个例子，这可以用来拿到函数签名的哈希值。

即使合约的所有者不上传合约的ABI，也能够解码input数据。因为，ERC-20合约函数的签名都是一样的，因此Etherscan只需使用一个预定义的合约ABI即可服务大部分合约。举个例子，ERC20合约的转账函数的合约ABI如下文所示

如果输入数据里的签名与任意一个预定义的函数相匹配，Etherscan都能解码inputdata。

inputdata的大小有没有什么限制？

既有，也没有。以太坊协议没有为inputdata的长度设固定的上限，但inputdata也消耗gas。单个区块可用的Gas数量是有上限的，在本文撰写时是800万。每一个0字节都要消耗4gas，而非零的字节要消耗68gas。一笔标准的ETH转账事务要消耗21000单位gas，所以，如果不考虑调用合约的交易，当前inputdata的最大长度是2MB，或者全部用非零字节的话，就是0.12MB。因为inputdata不会只有零，也不会一个0也没有，所以实际的大小会在两者之间。

如果你想看实时的区块Gas上限，可以看ETHStats.net。