一文讲清楚以太坊的nonce

续上篇：一文讲清楚以太坊的gas,gasPrice,gasLimit

我们今天来讲讲以太坊的nonce。做过钱包开发的同学都应该知道，nonce是一个非常关键的参数。对于一般用户来说，各种钱包已经帮我们解决掉这个问题，所以不用怎么关注，但在一些特殊情况下，比如有一笔转账被pending住，但又着急转账，这个时候要是对nonce有足够的认识，就可以很轻松解决。所以，我们有必要专门讲一讲nonce。

nonce的意义

遵循上文讲gas的原则，我们追寻nonce的T-1层原理，并且追根溯源，先看看比特币中的nonce。

比特币中关于nonce的论述，在区块链领域必读书目《精通比特币》中第十章挖矿和共识有非常详细的论述。简单来说，矿工在挖矿的过程中，为了算出符合要求的hash值（前面N个都是0， N取决于难度系数），不断地替换nonce，来做hash运算。所以，nonce主要用于挖矿。

以太坊的共识算法目前也采用POW，肯定有类似的机制。但在以太坊中，我们提及nonce，更多是说的交易的一个参数。我们看一个标准的以太坊交易参数：

nonce是一个可选参数。可以覆盖pending交易。但nonce在交易中存在意义是什么呢？一句话：防止双花，也就是防止同一地址的一笔钱被花两次。

这个结论会引出两个问题：

nonce的机制如何能防止双花？
比特币交易中存在nonce吗？如何没有，它又是如何防止双花的？

nonce的机制如何能防止双花？

以太坊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。

所以，在以太坊的交易中，对于每一个地址的，是严格按照nonce往上递增的。nonce值不会重复，也不会跳跃。只有等上一笔交易成功之后，才开始下一笔，这样就能很好地防止双花问题。

比特币交易中存在nonce吗？如何没有，它又是如何防止双花的？

比特币的中不存在nonce。比特币的交易基于UTXO模型，以太坊基于Balance模型。以太坊中一个账户有多少钱，已经直接存储到世界状态肿。比特币的UTXO模型则不是这样。他是根据账本中未花费记录，一点点计算而来。具体论述可以参考《精通比特币》一书。二者不同的账户模型，决定了在处理双花的问题上，采取不同的模式。其背后的设计原理，不可不察。

利用nonce解决pending问题

我们明白nonce这基本原理之后，看到地址上有一笔交易因为某种原因被一直pending住，也就不会束手无策了。据我的经验，存在两种情况：

交易的gasPrice太低，遭到矿工的嫌弃，一直无法打包。
交易发起速度太快，余额依然不足，无法被打包。

解决办法很简单：把找到pending交易的nonce值，重新发起一笔交易，设定好同样的nonce就行。世面上支持这种操作的钱包不多，imToken都没有这种高级设置。幸好，我深知存在这种需求，在我亲自操刀的钱包中的高级转账设置中，可以让用户设置nonce，具体看下图：