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。
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。
-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
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。
-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。
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。
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3232=64字节之后开始。
-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。
-特定区块的Gas上限-
只需将鼠标停留在“GasLimit”部分的某个区块上,就可以看到其Gas上限。
更多信息
合约ABI规范
ERC-20Token标准
以太坊虚拟机
参考
以太坊黄皮书
Solidity文档
原文链接:
https://blog.mycrypto.com/why-do-we-need-transaction-data-/
作者:?MaartenZuidhoorn
翻译:?阿剑
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