以太坊: ETH 发送交易 sendRawTransaction 方法数据的签名 和 验证过程

作者：林冠宏 / 指尖下的幽灵

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前序

最近的工作一直是基于 以太坊公链 做 DApp 开发，虽然对其各 API 的调用都已经很了解了，但是源码部分一直还没深入去看过。工欲善其事，必先利其器，故计划阅读完 以太坊go 版源码，后续会更新系列文章。本文主要简谈 sendRawTransaction 是如何保证我们交易安全的。

1.数据签名

方法：sendRawTransaction

整体流程：

1. 传入各参数 ---->

1. 使用from 对应的 privateKey 与 secp256k1 算法对 各入参 签名得出三个量:V,R,S ---->

1. RLP (递归长度前缀) 方式序列比签名的数据 与 原入参数据 ---->

1. 发送到 ETH 节点

sendRawTransaction 函数的各个入参：

• from 发送者钱包地址
• value 数值，为与 decimal 的乘积
• gas 油费，非最终真实使用值，真实为 gasUsed
• gasPrice 油费单价
• data 附属的数据，可做智能合约函数入参
• nonce 交易系列号，类似id

它们都将会被 from 所对应的密钥 进行签名而得出三个量:V,R,S。同时，各个入参依然以原来的可见的形式进入序列化步骤。

注意：

还有另外一个叫做 sendTransaction 的方法，通过分析源码，可以发现 sendTransaction 内部其实会帮助我们根据我们传参的 from 字段到节点的 accountManager 账号管理器中获取from 的密钥，来帮我们进行数据签名，所以，sendTransaction 一般不会用于远程调用，而用于本地调用，因为只有在本地启动节点的时候，才能配置我们解锁的钱包。

所用的签名加密方式是：非对称加密 中的 secp256k1 椭圆曲线算法

非对称加密:

它是一类加密方式的统称。具体到某种能实现它的算法有下面几种：

• RSA
• secp256k1 (椭圆曲线)
• ElGamal
• ...

而 sendRawTransaction 用到的就是 secp256k1

RLP 序列化

RLP (递归长度前缀)提供了一种适用于任意二进制数据数组的编码，RLP已经成为以太坊中对对象进行序列化的主要编码方式。RLP的唯一目标就是解决结构体的编码问题；对原子数据类型（比如，字符串，整数型，浮点型）的编码则交给更高层的协议；以太坊中要求数字必须是一个大端字节序的、没有零占位的存储的格式。

签名后，数据将会被发送到 ETH 节点。

2. 数据验证

对应到以太坊的 sendRawTransaction RPC 接口。

1. 收到 RLP 序列化的数据后，先进行 RLP 的反序列化

func (s *PublicTransactionPoolAPI) SendRawTransaction(..., encodedTx hexutil.Bytes) (common.Hash, error) {
    tx := new(types.Transaction)
    if err := rlp.DecodeBytes(encodedTx, tx); err != nil { // 反序列化
        return common.Hash{}, err
    }
    return submitTransaction(ctx, s.b, tx)
}

1. 数据的基础校验，主要是一些范围限制以及格式限制校验
   • tx.Size() > 32*102
   • tx.Value().Sign() < 0
   • pool.currentMaxGas < tx.Gas()
   • ...
2. 检查签名，所使用的是 secp256k1.RecoverPubkey 方法，secp256k1 本身支持根据签名信息反推公钥

用消息和签名推导出对方的公钥。再通过公钥，签名，消息的哈希值计算出一个叫 r 的值，这个 r 是签名的一部分，校验签名就是拿计算出来的 r 和签名中携带的 r 经行对比，如果一致就校验通过

if C.secp256k1_ext_ecdsa_recover(
    context,
    (*C.uchar)(unsafe.Pointer(&pubkey[0])), 
    sigdata,  // 签名
    msgdata) == 0 { // msgdata tx 的 hash 内容
    
    return nil, ErrRecoverFailed
}

3. 数据篡改

因为签名生成的 V R S 是由私钥进行签名的，如果修改者只修改了外部的值，例如 value，本来是要转 10 个 ETH ， 被改成转 100 个，等数据传到以太坊的时候，在检查签名的时候，就会发现不匹配，而抛出错误。