以太坊交易数据签名

A. 以太坊web3.sendRawTransaction离线签名交易

工作中需要复现短地址攻击和the重入攻击，重入攻击可以直接通过eth.sendTransaction和remix来发送交易，但是短地址攻击由于钱包和remix这些都对input做了长度检测，无法通过这些方式来复现，只能通过发离线签名交易来实现。

1.环境依赖：nodejs , keythereum , ethereumjs-common , ethereumjs-tx 。

2.进入Node控制台，获取相应账户私钥。

3.签名交易，进入Node,这里注意nonce问题，需要Nonce是实际可执行的nonce，Nonce不对会发送交易失败,关于如何获取input data网络比较多就不详述了。

4.遇到的坑，网络出来的步骤是有问题的或者过时了，当时是参考的这篇文章， https://www.freebuf.com/articles/blockchain-articles/199903.html
，在控制台通过eth.sendRawTransaction发送签名好的交易，我遇到了这个错误 ** sendRawTransaction invalid sender **

B. 如何创建和签署以太坊交易

交易

区块链交易的行为遵循不同的规则集

• 由于公共区块链分布式和无需许可的性质，任何人都可以签署交易并将其广播到网络。

• 根据区块链的不同，交易者将被收取一定的交易费用，交易费用取决于用户的需求而不是交易中资产的价值。

• 区块链交易无需任何中央机构的验证。仅需使用与其区块链相对应的数字签名算法（DSA）使用私钥对其进行签名。

• 一旦一笔交易被签名，广播到网络中并被挖掘到网络中成功的区块中，就无法恢复交易。

以太坊交易结构

• 以太坊交易的数据结构：交易0.1个ETH

  {
  'nonce':'0x00', // 十进制：0
  'gasLimit': '0x5208', //十进制： 21000
  'gasPrice': '0x3b9aca00', //十进制1，000，000，000
  'to': '' ，//发送地址
  'value': '0x16345785d8a0000',//100000000000000000 ，10^17
  'data': '0x', // 空数据的十进制表示
  'chainId': 1 // 区块链网络ID
  }

  这些数据与交易内容无关，与交易的执行方式有关，这是由于在以太坊中发送交易中，您必须定义一些其他参数来告诉矿工如何处理您的交易。交易数据结构有2个属性设计"gas": "gasPrice","gasLimit"。

• "gasPrice": 单位为Gwei, 为 1/1000个eth,表示交易费用

• "gasLimit": 交易允许使用的最大gas费用。

• 这2个值通常由钱包提供商自动填写。

  除此之外还需要指定在哪个以太坊网络上执行交易（chainId）: 1表示以太坊主网。

  在开发时，通常会在本地以及测试网络上进行测试，通过测试网络发放的测试ETH进行交易以避免经济损失。在测试完成后再进入主网交易。

  另外，如果需要提交一些其它数据，可以用"data"和"nonce"作为事务的一部分附加。

  A nonce（仅使用1次的数字）是以太坊网络用于跟踪交易的数值，有助于避免网络中的双重支出以及重放攻击。

以太坊交易签名

以太坊交易会涉及ECDSA算法，以Javascript代码为例，使用流行的ethers.js来调用ECDSA算法进行交易签名。

• const ethers = require('ethers')


• const signer = new ethers.Wallet('钱包地址')



• signer.signTransaction({


• 'nonce':'0x00', // 十进制：0


• 'gasLimit': '0x5208', //十进制： 21000


• 'gasPrice': '0x3b9aca00', //十进制1，000，000，000


• 'to': '' ，//发送地址


• 'value': '0x16345785d8a0000',//100000000000000000 ，10^17


• 'data': '0x', // 空数据的十进制表示


• 'chainId': 1 // 区块链网络ID


• })


• .then(console.log)

可以使用在线使用程序Composer将已签名的交易传递到以太坊网络。这种做法被称为”离线签名“。离线签名对于诸如状态通道之类的应用程序特别有用，这些通道是跟踪两个帐户之间余额的智能合约，并且在提交已签名的交易后就可以转移资金。脱机签名也是去中心化交易所（DEXes）中的一种常见做法。

也可以使用在线钱包通过以太坊账户创建签名验证和广播。

使用Portis，您可以签署交易以与加油站网络（GSN）进行交互。

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C. 以太坊区块链之Bug --2020/05/19

为了防止交易重播，ETH（ETC）节点要求每笔交易必须有一个nonce数值。每一个账户从同一个节点发起交易时，这个nonce值从0开始计数，发送一笔nonce对应加1。当前面的nonce处理完成之后才会处理后面的nonce。注意这里的前提条件是相同的地址在相同的节点发送交易。

以下是nonce使用的几条规则：

● 当nonce太小（小于之前已经有交易使用的nonce值），交易会被直接拒绝。

● 当nonce太大，交易会一直处于队列之中，这也就是导致我们上面描述的问题的原因；

● 当发送一个比较大的nonce值，然后补齐开始nonce到那个值之间的nonce，那么交易依旧可以被执行。

● 当交易处于queue中时停止geth客户端，那么交易queue中的交易会被清除掉。

         第一个字段 AccountNonce ，直译就是账户随机数。它是以太坊中很小但也很重要的一个细节。以太坊为每个账户和交易都创建了一个Nonce，当从账户发起交易的时候，当前账户的Nonce值就被作为交易的Nonce。这里，如果是普通账户那么Nonce就是它发出的交易数，如果是合约账户就是从它的创建合约数。

为什么要使用这个Nonce呢？其主要目的就是为了防止重复攻击（Replay Attack）。因为交易都是需要签名的，假定没有Nonce，那么只要交易数据和发起人是确定的，签名就一定是相同的，这样攻击者就能在收到一个交易数据后，重新生成一个完全相同的交易并再次提交，比如A给B发了个交易，因为交易是有签名的，B虽然不能改动这个交易数据，但只要反复提交一模一样的交易数据，就能把A账户的所有资金都转到B手里。

当使用账户Nonce之后，每次发起一个交易，A账户的Nonce值就会增加，当B重新提交时，因为Nonce对不上了，交易就会被拒绝。这样就可以防止重复攻击。当然，事情还没有完，因为还能跨链实施攻击，直到EIP-155引入了chainID，才实现了不同链之间的交易数据不兼容。事实上，Nonce并不能真正防止重复攻击，比如A向B买东西，发起交易T1给B，紧接着又提交另一个交易T2，T2的Gas价格更高、优先级更高将被优先处理，如果恰好T2处理完成后剩余资金已经不足以支付T1，那么T1就会被拒绝。这时如果B已经把东西给了A，那A也就攻击成功了。所以说，就算交易被处理了也还要再等待一定时间，确保生成足够深度的区块，才能保证交易的不可逆。

Price 指的是单位Gas的价格，所谓Gas就是交易的消耗，Price就是单位Gas要消耗多少以太币（Ether），Gas * Price就是处理交易需要消耗多少以太币，它就相当于比特币中的交易手续费。

GasLimit 限定了本次交易允许消耗资源的最高上限，换句话说，以太坊中的交易不可能无限制地消耗资源，这也是以太坊的安全策略之一，防止攻击者恶意占用资源。

Recipient 是交易接收者，它是common.Address指针类型，代表一个地址。这个值也可以是空的，这时在交易执行时，会通过智能合约创建一个地址来完成交易。

Amount 是交易额。这个简单，不用解释。

Payload 比较重要，它是一个字节数组，可以用来作为创建合约的指令数组，这时每个字节都是一个单独的指令；也可以作为数据数组，由合约指令来进行操作。合约由以太坊虚拟机（Ethereum Virtual Machine，EVM）创建并执行。

V、R、S 是交易的签名数据。以太坊当中，交易经过数字签名之后，生成的signature是一个长度65的字节数组，它被截成三段，前32字节被放进R，再32字节放进S，最后1个字节放进V。那么为什么要被截成3段呢？以太坊用的是ECDSA算法，R和S就是ECSDA签名输出，V则是Recovery ID。

R,S,V是交易签名后的值，它们可以被用来生成签名者的公钥；R，S是ECDSA椭圆加密算法的输出值，V是用于恢复结果的ID

D. 以太坊钱包Mist多重签名

个人如果钱包中有几个以太币，保管好私钥，做几个备份也没有什么好担心的，但是要是像我这样手握成千上万个币，能不担心吗，哈哈哈。。。

一般大量持币的机构，都会使用多重签名机制来保证币的安全，所谓多重签名就是多于一个人同意交易才生效，为了弄清楚实际过程，来实操一下。

主账户需要多于1个ETH才能新建合约，至少需要3个账户才能完成多重签名钱包

OK，输入完密码后看到钱包正在创建，这里我们设置了发送任意的币都需要至少两个钱包账户同意

耐心等待一会即可看到多重签名钱包创建好了，创建好后也有一个地址，可以像正常转币一样将ETH从其他地址存到多重签名地址，这里我们存入100个，可以看到账户内现有100个ETH，每次转出需要至少2人同意

我们这里创建了多重签名账户的3个管理地址，那么其他的地址需要手动添加改地址到钱包，即可查看或操作此账户了。

选择从多重签名的钱包转出，会有提示，每日超过限额，需要其他一个账户确认

先按正常的流程走吧，输完发起账号的密码，交易历史中会看到区块确认中，当有确认的时候，发现所有多重签名账号的Mist中都多了一个提醒

PS：由于多重签名地址底层使用了以太坊的智能合约，所以每次发起（包括其他人批准）都需要消耗gas，也就是说需要保证管理账号中有足够的ETH才行。

E. 以太坊转账流程

发起:用户在本地的以太坊钱包软件中选择要发送的交易地址(From)、输入目标地址(To)、金额(Value)、是否部署或调用合(Data)、手续费单价(Gasprice)等,确认发送至以太坊节点节点和钱包可以是同一台
广播:节点收到(或自己发起)交易后,会对交易进行验证。验证:交易的签名、发起账号的余额是否能支付转账余额与手续费、Nonce是否为账号已发出的交易数。验证为合法后,将交易加入节点的交易池中交易池中存储着待打包的交
安装以太坊浏览器钱包插件,创建钱包,获取虚拟以太币,进行转账交易。 实验内容 学习 初识以太坊,发送交易 1.学习《初始以太坊,发送交易》,虚拟以太币交易。