Clark Cui

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ETH #3：Transaction（交易） ​

交易是区块链上唯一的"写操作"。理解交易的结构和生命周期，是理解区块链运作方式的关键。

学习目标 ​

  1. 理解以太坊中交易的生命周期
  2. 掌握交易的结构及常见重要字段
  3. 了解交易的类型和执行过程
  4. 理解 EVM（以太坊虚拟机）的基本原理

交易的生命周期 ​

sequenceDiagram
    participant User as 用户
    participant Wallet as 钱包
    participant Node as RPC 节点
    participant Mempool as 交易池
    participant Validator as 验证者
    participant Chain as 区块链

    User->>Wallet: 发起交易
    Wallet->>Wallet: 构建交易数据
    Wallet->>Wallet: 用私钥签名
    Wallet->>Node: 提交已签名交易
    Node->>Mempool: 进入交易池等待
    Validator->>Mempool: 选取交易打包
    Validator->>Validator: 执行交易（EVM）
    Validator->>Chain: 写入区块
    Chain-->>User: 交易确认 ✅

交易数据结构 ​

graph TB
    TX["📝 Transaction"] --> NONCE["nonce<br/>交易计数器（防重放）"]
    TX --> GAS["gasPrice / maxFeePerGas<br/>Gas 单价"]
    TX --> LIMIT["gasLimit<br/>Gas 上限"]
    TX --> TO["to<br/>目标地址"]
    TX --> VALUE["value<br/>转账金额（Wei）"]
    TX --> DATA["data<br/>合约调用数据"]
    TX --> V["v, r, s<br/>签名数据"]

关键字段说明 ​

字段说明
nonce发送方的交易计数器，从 0 开始递增，防止重放攻击
gasLimit本次交易愿意消耗的最大 Gas 量
maxFeePerGas每单位 Gas 愿意支付的最高费用（EIP-1559）
maxPriorityFeePerGas给验证者的小费（EIP-1559）
to目标地址；若为空则表示创建合约
value转账的 ETH 数量（以 Wei 为单位，1 ETH = 10^18 Wei）
data合约调用的 ABI 编码数据；普通转账时为空

交易类型 ​

graph LR
    subgraph "Type 0 — Legacy"
        T0["传统交易<br/>gasPrice 固定"]
    end
    subgraph "Type 1 — EIP-2930"
        T1["带访问列表<br/>预声明存储槽"]
    end
    subgraph "Type 2 — EIP-1559"
        T2["基础费用 + 小费<br/>baseFee 动态调整"]
    end

    T0 -->|"2021 伦敦升级"| T2
    T0 -->|"2021 柏林升级"| T1

EIP-1559 手续费机制 ​

实际费用 = baseFee + priorityFee（不超过 maxFeePerGas）
  • baseFee：由网络自动计算，根据上一个区块的使用率动态调整，会被销毁
  • priorityFee（小费）：用户额外支付给验证者的费用，用于激励优先打包
  • maxFeePerGas：用户愿意支付的最高单价

EVM（以太坊虚拟机） ​

EVM 是以太坊的计算引擎，负责执行智能合约代码。

graph TB
    subgraph EVM["⚙️ EVM 执行引擎"]
        STACK["栈 Stack<br/>256位 × 1024深"]
        MEM["内存 Memory<br/>按字节寻址"]
        STORAGE["存储 Storage<br/>持久化 Key-Value"]
        CODE["代码 Code<br/>操作码 Opcodes"]
    end

    TX["交易 data 字段"] -->|"输入"| CODE
    CODE -->|"PUSH/POP"| STACK
    CODE -->|"MLOAD/MSTORE"| MEM
    CODE -->|"SLOAD/SSTORE"| STORAGE
    STORAGE -->|"状态变更"| STATE["世界状态"]

EVM 是一个基于栈的虚拟机，用操作码（Opcode）执行指令，每个操作消耗一定量的 Gas。

学习资源 ​