FISCO BCOS 数据结构与编码协议 交易结构 区块结构
一、交易结构及其RLP编码描述
FISCO BCOS的交易结构在原以太坊的交易结构的基础上，有所增减字段。FISCO BCOS 2.0+的交易结构字段如下：
| name | type | description | RLP index RC1 | RLP index RC2 |
|---|---|---|---|---|
| type | enum | 交易类型，表明该交易是创建合约还是调用合约交易，初始为空合约 | - | - |
| nonce | u256 | 消息发送方提供的随机数，用于唯一标识交易 | 0 | 0 |
| value | u256 | 转账数额，目前去币化的FISCO BCOS不使用该字段 | 5 | 5 |
| receiveAddress | h160 | 交易接收方地址，type为创建合约时该地址为0x0 | 4 | 4 |
| gasPrice | u256 | 本次交易的gas的单价，FISCO BCOS中为固定值300,000,000 | 1 | 1 |
| gas | u256 | 本次交易允许最多消耗的gas数量，FISCO BCOS可配置该值 | 2 | 2 |
| data | vector< byte > | 与交易相关的数据，或者是创建合约时的初始化参数 | 6 | 6 |
| chainId | u256 | 记录本次交易所属的链信息/业务信息 | - | 7 |
| groupId | u256 | 记录本次交易所属的群组 | - | 8 |
| extraData | vector< byte > | 预留字段，记录交易信息，内部使用“#”分割信息 | - | 9 |
| vrs | SignatureStruct | 交易发送方对交易7字段RLP编码后的哈希值签名生成的数据 | 7,8,9 | 10,11,12 |
| hashWith | h256 | 交易结构所有字段（含签名信息）RLP编码后的哈希值 | - | - |
| sender | h160 | 交易发送方地址，基于vrs生成 | - | - |
| blockLimit | u256 | 交易生命周期，该交易最晚被处理的块高，FISCO BCOS新增字段 | 3 | 3 |
| importTime | u256 | 交易进入交易池的unix时间戳，FISCO BCOS新增字段 | - | - |
| rpcCallback | function | 交易出块后RPC回调，FISCO BCOS新增字段 | - | - |
RC1的hashWith字段（也称交易hash/交易唯一标识）的生成流程如下：
RC2的生成流程也类似，只是在第一步rlp+hash的transaction结构体中增加chainId、groupId和extraData三个字段。
二、区块结构及其RLP编码描述
FISCO BCOS的区块由以下五部分组成
rc1版本
| name | description | RLP index |
|---|---|---|
| blockHeader | 区块头RLP编码 | 0 |
| transactions | 交易列表RLP编码 | 1 |
| transactionReceipts | 交易回执列表RLP编码 | 2 |
| hash | 区块头RLP编码后的哈希值 | 3 |
| sigList | PBFT共识落盘阶段收集到的节点签名信息，Raft不使用 | 4 |
rc2、rc3、2.0及以上版本
| name | description | RLP index |
|---|---|---|
| blockHeader | 区块头RLP编码 | 0 |
| transactions | 交易列表RLP编码 | 1 |
| hash | 区块头RLP编码后的哈希值 | 2 |
| sigList | PBFT共识落盘阶段收集到的节点签名信息，Raft不使用 | 3 |
| transactionReceipts | 交易回执列表RLP编码 | 4 |
FISCO BCOS的区块头中每个字段意义如下：
| name | type | description | RLP index |
|---|---|---|---|
| parentHash | h256 | 父区块的哈希值 | 0 |
| stateRoot | h256 | 状态树的根哈希值 | 1 |
| transactionsRoot | h256 | 交易树的根哈希值 | 2 |
| receiptsRoot | h256 | 收据树的根哈希值 | 3 |
| dbHash | h256 | 分布式存储通过计算哈希值来记录一区块中写入的数据，FISCO BCOS新增字段 | 4 |
| logBloom | LogBloom | 交易收据日志组成的Bloom过滤器，FISCO BCOS目前尚未使用 | 5 |
| number | int64_t | 本区块的块号，块号从0号开始计算 | 6 |
| gasLimit | u256 | 本区块中所有交易消耗的Gas上限 | 7 |
| gasUsed | u256 | 本区块中所有交易使用的Gas之和 | 8 |
| timestamp | int64_t | 打包区块的unix时间戳 | 9 |
| extraData | vector | 区块的附加数据，FISCO BCOS目前只用于在第0块中记录群组genesis文件信息 | 10 |
| sealer | u256 | 打包区块的节点在共识节点列表中的索引，FISCO BCOS新增字段 | 11 |
| sealerList | vector | 区块的共识节点列表（不含观察节点），FISCO BCOS新增字段 | 12 |
| hash | h256 | 区块头前13个字段RLP编码后的哈希值，FISCO BCOS新增字段 | - |
三、交易收据
| name | type | description | RLP index |
|---|---|---|---|
| stateRoot | h256 | 区块状态根 | 0 |
| gasUsed | u256 | 交易消耗的gas | 1 |
| contractAddress | Address | 部署合约的地址 | 2 |
| bloom | h2048 | 布隆滤波器 | 3 |
| status | h256 | 交易执行结果的状态码 | 4 |
| output | LogBloom | 交易返回值 | 5 |
| logs | LogEntry[] | event logs | 6 |
四、网络传输协议
FISCO BCOS 目前有两类数据包格式，
- 节点与节点间通信的数据包为P2PMessage格式，
- 节点与SDK间通信的数据包为ChannelMessage格式。
1. P2PMessage
v2.0.0-rc2扩展了群组ID和模块ID范围，最多支持32767个群组，且新增了Version字段来支持其他特性(如网络压缩)，包头大小为16字节，v2.0.0-rc2的网络数据包结构如下：
| name | type | description |
|---|---|---|
| Length | uint32_t | 数据包长度，含包头和数据 |
| Version | uint16_t | 记录数据包版本和特性信息，目前最高位0x8000用于记录数据包是否压缩 |
| groupID (GID) | int16_t | 群组ID，范围1-32767 |
| ModuleID (MID) | uint16_t | 模块ID，范围1-65535 |
| PacketType | uint16_t | 数据包类型，同一模块ID下的子协议标识 |
| Seq | uint32_t | 数据包序列号，每个数据包自增 |
| Data | vector | 数据本身，长度为lenght-12 |
补充
- P2PMessage不限制包大小，由上层调用模块（共识/同步/AMOP等)进行包大小管理；
- 群组ID和模块ID可唯一标识协议ID（protocolID），三者关系为
protocolID = (groupID << sizeof(groupID)*8) | ModuleID； - 数据包通过protocolID所在的16位二进制数值来区分请求包和响应包，大于0为请求包，小于0为相应包。
- 目前AMOP使用的packetType有
SendTopicSeq = 1，RequestTopics = 2，SendTopics = 3。
ChannelMessage v2
| 字段 | 类型 | 长度(Byte) | 描述 |
|---|---|---|---|
| length | uint32_t | 4 | 数据包长度，含包头和数据，大端 |
| type | uint16_t | 2 | 数据包类型，大端 |
| seq | string | 32 | 数据包序列号，32字节uuid |
| result | int32_t | 4 | 错误码，大端 |
| data | bytes | length-42 | 数据包体，字节流 |
AMOP消息包
AMOP消息包继承ChannelMessage包结构，在data字段添加了自定义内容。包括0x30,0x31,0x35,0x1001
| 长度Byte | 说明 | |
|---|---|---|
| length | 1 | Topic的长度 |
| topic | length | topic名 |
五、消息包类型
数据包类型枚举值及其对应的含义如下：
| 类型 | 包体 | 描述 | 解释 |
|---|---|---|---|
| 0x12 | JSONRPC 2.0格式 | RPC接口消息包 | SDK->节点 |
| 0x13 |
json格式心跳包{"heartbeat":"0"}
|
心跳包 |
0:SDK->节点， 1:节点->SDK |
| 0x14 |
SDK->节点的包体 节点->SDK的包体
|
握手包，json格式的协议版本协商 | SDK<->节点，双向 |
| 0x30 | AMOP消息包包体 | AMOP请求包 | SDK<->节点，双向 |
| 0x31 | 失败的AMOP消息的包体 | AMOP失败响应包 | 节点->SDK或节点->节点 |
| 0x32 | json数组，存储SDK监听的Topics | 上报Topic信息 | SDK->节点 |
| 0x35 | AMOP消息包包体 | AMOP多播消息 | 节点->节点 |
| 0x1000 | json格式的交易上链通知 | 交易上链回调 | 节点->SDK |
| 0x1001 |
json格式的区块上链通知{"groupID":"groupID","blockNumber":"blockNumber"}
|
区块高度通知 | 节点->SDK |
错误码
| code | message |
|---|---|
| 0 | 成功 |
| 100 | 节点不可达 |
| 101 | SDK不可达 |
| 102 | 超时 |
https://fisco-bcos-documentation.readthedocs.io/zh_CN/latest/docs/design/protocol_description.html
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