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duimi
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基于区块链的 Dapp 开发笔记(1)-如何解决以太坊中的 nounce 冲突问题

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  •   duimi · 2018-06-25 11:15:27 +08:00 · 4047 次点击
    这是一个创建于 2334 天前的主题,其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。

    基于区块链的 Dapp 开发笔记( 1 )

    如何解决以太坊中的 nounce 冲突问题

    近期我们做了一个小的基于以太坊的 DAPP-告白世界,一共 4 个独立页面(见下图),其中主要是将告白信息上链,来做到对告白信息永久保存。

    P98TEt.th.jpg P98H4f.th.jpg P987UP.th.jpg P98IHI.th.jpg

    这个 DAPP 我们使用了 web3js。我们并没有设置自己以太坊全节点,所以使用使用了 infura 提供的 HttpProvider。

    const web3 = new Web3( https://mainnet.infura.io/<infuraAccessToken>)
    

    由于 infura 并没有提供 private key 的存储,所以默认的 HttpProvider 并不能发起交易,只能进行查询操作。要进行交易有两个选择,第一是使用一个能保存 private key 并签名交易的 provider,比如 truffle-hdwallet-provider。 但是这个 provider 要求我们将助记词传递给它。

    var HDWalletProvider = require("truffle-hdwallet-provider");
    var provider = new HDWalletProvider(mnemonic, "https://mainnet.infura.io/<infuraAccessToken>");
    
    

    这样做一方面感觉不太放心,另外一方面也不够灵活。所以我们采用了第二个办法,自己签名交易并发送。

    自己签名交易的时候必须填写每个交易的 nonce 值。 由于以太坊设计的技术特点,要求从同一个账号产生的每个交易都有一个不同的 nonce,对交易进行区分。这个 nonce 并不是随意选择的,而是必须从 0 开始递增。而且每个被以太坊网络记录的交易的 nonce 都必须比该账号产生的前一个交易大 1。

    听起来很简单,同时,web3 也提供了一个接口,getTransactionCount 让我们查询一个特定账号在网络中已经确认了多少笔交易。所以一个最简单的产生 nonce 的策略就是使用 getTransactionCount() 的返回值。

    async function sendTransaction(data, account) {
        data.nonce = web.eth.getTransactionCount(account);
        await signAndSend(data);
    }
    

    不幸的是,以太网是一个弱一致性分布式系统。这里面有太多的不确定性。 试想,由于以太坊网络确认一笔交易需要数分钟的时间。如果在一个很短的时间内(比如 10 秒之内)我们产生了两笔交易,我们连续调用了两次 getTransactionCount() 来产生两个 nonce。我们会惊奇的发现两个 nonce 会是完全一样,因为系统根本还没有来得及确认上一笔交易。那么我们广播出去的这两笔交易,最终只会有一笔得到确认。

    P9GK56.md.png

    所以我们改进一下策略,如果我们在自己的服务器上记录 nonce,每签名一次交易就增加一次怎么样?

    var nonce = 0;
    async function initializeNonce() {
        nonce = await web3.eth.getTransactionCount(account);
    }
    
    function sendTransaction(data) {
        data.nonce = nonce;
        nonce += 1;
        await signAndSend(data);
    }
    

    在一个分布式网络中,即使不考虑本地出错的可能性,网络传输随时都可能产生错误。设想我们签名好一个交易,并且发送出去,然后增加 nonce 等待下一次签名。在这个时候,如果刚刚送处去的那个交易失败了怎么办?比如 transaction fail 或者 gas 太低直接被系统丢弃了怎么办?如果我们继续增加 nonce,由于 nonce 的不连续会导致后面的交易都得不到处理。

    在刚才改进的策略之上,我们的解决方式是不停的监听所有没有被确认的交易,如果超过一定的时间(比如 15 分钟)交易都没有得到确认。该交易对应的 nonce 会被重新使用来发送下一个交易。 在网络中查询一个交易是否得到确认可以使用getTransactionReceipt()方法。

    solution

    最后,对我们的小玩具感兴趣的,可以用微信扫描二维码来尝试一下:

    P9GQPK.jpg

    最后,欢迎对开发 DAPP 感兴趣的开发者们来关注我们的 github ( https://github.com/rrtoken/DAPP_Blog ), 接下来我们的心得会在这里总结。

    12 条回复    2020-01-02 15:35:13 +08:00
    epicnoob
        1
    epicnoob  
       2018-06-25 11:30:25 +08:00
    1.积累几条交易,同时发送,每次 nonce+1
    2.使用多个地址,每次选取其中之一广播交易。
    epicnoob
        2
    epicnoob  
       2018-06-25 11:31:12 +08:00
    3.提升 gas,增加处理速度
    chy373180
        3
    chy373180  
       2018-06-25 13:04:52 +08:00
    1 楼正解
    duimi
        4
    duimi  
    OP
       2018-06-25 13:16:06 +08:00
    @epicnoob 谢谢提议,我们的想法如下:

    1 )我们觉得第一点建议有价值,也有问题:
    积累几条消息,同时发送,那么就是要等待。人家消息来了不能立即发送,同时会遇到一样的情况,你并不知道发送成功了没有。
    2 )第二点的话比较麻烦,本来你要管理一个账号的 nonce,现在要管理好几个账号的 nonce。不会是一个简单的解决方案。
    3 )哈哈,有钱的确怎么样都行:)
    phpcxy
        5
    phpcxy  
       2018-06-25 13:29:08 +08:00
    getTransactionCount 我取"pending"的记录,不知有没有问题?
    duimi
        6
    duimi  
    OP
       2018-06-25 13:36:08 +08:00
    @phpcxy 会好一些的, 然而不能完全解决。因为这个 pending 记录并不准确。
    duimi
        7
    duimi  
    OP
       2018-06-25 13:36:28 +08:00
    @phpcxy pending 表示即将被 confirm 的交易,但是这都取决于下一个出块者。
    leyle
        8
    leyle  
       2018-06-25 16:27:52 +08:00
    现在推广都要这样了,我猜这个 ( 1 ) 就是绝唱了。
    mingyun
        9
    mingyun  
       2018-06-25 22:26:57 +08:00
    还以为 https://github.com/rrtoken/DAPP_Blog 是源码 分享学习下
    duimi
        10
    duimi  
    OP
       2018-06-25 22:47:36 +08:00
    @mingyun 哈哈,是文章内容,觉得 github 好用。
    duimi
        11
    duimi  
    OP
       2018-06-25 22:47:56 +08:00
    @leyle ( 2 )已经有了一部分了:)
    iamfirst
        12
    iamfirst  
       2020-01-02 15:35:13 +08:00
    @duimi 积累几条交易,同时发送。再加一个超时机制,检查已经有累积的交易,并且等待时间超过指定的时间,一并发出去
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