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Solidity学习 - ABI 应用二进制接口

news 2025/6/29 6:39:39

文章目录

- 一、ABI 基础概念
- - 1. ABI 与 API 的区别
  - 2. ABI 的核心作用
- 二、ABI 接口描述
- - 1. 编译后的产物
  - 2. ABI JSON 格式示例
  - 3. ABI JSON 关键字段说明
- 三、ABI 编码
- - 1. 编码示例
  - 2. 编码数据的组成
  - 3. Solidity 中的编码函数
- 四、ABI 解码
- - 1. 解码的基本概念
  - 2. 事件日志的解码
- 五、ABI 编解码可视化工具

一、ABI 基础概念

1. ABI 与 API 的区别

API（应用程序接口）：是两个软件之间进行通信的桥梁，用于访问某个服务。
ABI（应用二进制接口）：定义了智能合约中可交互的方法、事件和错误，是与 EVM（以太坊虚拟机）交互的桥梁。

2. ABI 的核心作用

EVM 只能识别和运行由 0 和 1 组成的二进制数据，因此在调用函数时，需要借助 ABI 将人类可读的函数转化为 EVM 可读的字节码。从本质上说，ABI 是编码和解码规范，用于规范外部与 EVM 的交互，也可用于合约间的交互。

二、ABI 接口描述

1. 编译后的产物

在 Solidity 中编译代码后，会得到两个重要的 artifact（产物）：

bytecode（字节码）：合约部署到区块链上的实际代码。
ABI 接口描述：是 JSON 格式的文件，定义了智能合约中外部可交互的方法、事件和可解释的错误。

2. ABI JSON 格式示例

以 Counter 合约为例，其编译后生成的 ABI 是一个 JSON 格式的数组，每个对象定义了合约中可公开调用的方法（函数）、声明的事件及错误等。以下是 Counter 合约及其对应的 ABI 示例：

contract Counter {uint public counter;address private owner;   error NotOwner();   event Set(uint _value);  constructor() {owner = msg.sender;}   function set(uint x) public {       if(owner != msg.sender)  revert NotOwner();       counter = x;emit Set(x);   }
}

对应的 ABI 如下：

[{"inputs": [],         "name": "NotOwner",         "type": "error"},{"anonymous": false,         "inputs": [{                 "indexed": false,                 "internalType": "uint256",                 "name": "_value",                 "type": "uint256"}],"name": "Set",         "type": "event"},{"inputs": [],         "name": "counter",         "outputs": [{                 "internalType": "uint256",                 "name": "",                 "type": "uint256"}],         "stateMutability": "view",         "type": "function"},{"inputs": [{                 "internalType": "uint256",                 "name": "x",                 "type": "uint256"}],"name": "set",         "outputs": [],         "stateMutability": "nonpayable",         "type": "function"}
]

3. ABI JSON 关键字段说明

type：定义是函数、事件或错误等。
name：表示函数名称、事件名称、自定义错误名称。
inputs：函数输入参数。
outputs：函数输出参数。

三、ABI 编码

1. 编码示例

以调用部署在 sepolia 网络上的 Counter 合约的 set() 函数，并传入参数 10 为例，经过 ABI 编码后提交到链上的数据是 0x60fe47b1000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000a。

2. 编码数据的组成

该编码数据包含两个部分：

函数选择器（前 4 个字节）：0x60fe47b1，它是 ABI 描述中函数的签名 set(uint256) 进行 keccak256 哈希运算后取前 4 个字节，即 bytes4(keccak256("set(uint256)")) == 0x60fe47b1。
参数编码：参数 10 的十六进制是 a，然后扩展到 32 个字节。

3. Solidity 中的编码函数

Solidity 中有 5 个用于编码的函数：

abi.encode：按 EVM 标准规则对参数编码，每个参数按 32 个字节填充 0 后再拼在一起，用于与合约交互时编码参数。
abi.encodePacked：紧密编码，参数编码拼接时不填充 0，使用实际占用空间拼接，若结果不是 32 字节整数倍数，在末尾填充 0，例如在使用 EIP712 时需要用到。
abi.encodeWithSignature：对函数签名及参数进行编码，第一个参数是函数签名，后面按 EVM 标准规则对参数编码，可直接获得调用函数所需的 ABI 编码数据。
abi.encodeWithSelector：与 abi.encodeWithSignature 功能类似，第一个参数为 4 个字节的函数选择器。
abi.encodeCall：通过函数指针对函数及参数编码，执行编码时进行完整的类型检查，确保类型匹配函数签名。

四、ABI 解码

1. 解码的基本概念

解码是编码的“逆过程”。区块链浏览器能将提交给链上的 0x60fe47b10000000...0a 显示为函数 set(uint256 x)，就是对数据进行了解码。需要注意的是，仅能对参数进行解码，函数选择器因使用了 keccak256 哈希运算（哈希不可逆）无法直接解码，但开源合约代码后，区块链浏览器可计算出所有函数的函数选择器，从而通过函数选择器匹配对应的函数签名。

2. 事件日志的解码

ABI 解码的一个重要场景是解析交易中的事件日志。日志包含 Topics 和 Data 两部分，其中 Topics 的第一个主题是事件签名的 Keccak256 哈希。通过匹配该哈希值，可知道 EVM 产生的日志由哪个事件生成，进而根据事件的参数列表解析日志数据。Solidity、web3.js、ethers.js 库都提供了解码函数。