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Solidity极简入门: 27. ABI编码解码

我最近在重新学solidity,巩固一下细节,也写一个“Solidity极简入门”,供小白们使用(编程大佬可以另找教程),每周更新1-3讲。

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ABI (Application Binary Interface,应用二进制接口)是与以太坊智能合约交互的标准。数据基于他们的类型编码;并且由于编码后不包含类型信息,解码时需要注明它们的类型。

Solidity中,ABI编码有4个函数:abi.encode, abi.encodePacked, abi.encodeWithSignature, abi.encodeWithSelector。而ABI解码有1个函数:abi.decode,用于解码abi.encode的数据。这一讲,我们将学习如何使用这些函数。

ABI编码

我们将用编码4个变量,他们的类型分别是uint256, address, string, uint256[2]

    uint x = 10;
address addr = 0x7A58c0Be72BE218B41C608b7Fe7C5bB630736C71;
string name = "0xAA";
uint[2] array = [5, 6];

abi.encode

将给定参数利用ABI规则编码。ABI被设计出来跟智能合约交互,他将每个参数填充为32字节的数据,并拼接在一起。如果你要和合约交互,你要用的就是abi.encode

    function encode() public view returns(bytes memory result) {
result = abi.encode(x, addr, name, array);
}

编码的结果为0x000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000a0000000000000000000000007a58c0be72be218b41c608b7fe7c5bb630736c7100000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000a00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000005000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000600000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000043078414100000000000000000000000000000000000000000000000000000000,由于abi.encode将每个数据都填充为32字节,中间有很多0

abi.encodePacked

将给定参数根据其所需最低空间编码。它类似 abi.encode,但是会把其中填充的很多0省略。比如,只用1字节来编码uint类型。当你想省空间,并且不与合约交互的时候,可以使用abi.encodePacked,例如算一些数据的hash时。

    function encodePacked() public view returns(bytes memory result) {
result = abi.encodePacked(x, addr, name, array);
}

编码的结果为0x000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000a7a58c0be72be218b41c608b7fe7c5bb630736c713078414100000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000050000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000006,由于abi.encodePacked对编码进行了压缩,长度比abi.encode短很多。

abi.encodeWithSignature

abi.encode功能类似,只不过第一个参数为函数签名,比如"foo(uint256,address)"。当调用其他合约的时候可以使用。

    function encodeWithSignature() public view returns(bytes memory result) {
result = abi.encodeWithSignature("foo(uint256,address,string,uint256[2])", x, addr, name, array);
}

编码的结果为0xe87082f1000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000a0000000000000000000000007a58c0be72be218b41c608b7fe7c5bb630736c7100000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000a00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000005000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000600000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000043078414100000000000000000000000000000000000000000000000000000000,等同于在abi.encode编码结果前加上了4字节的函数选择器说明说明: 函数选择器就是通过函数名和参数进行签名处理(Keccak–Sha3)来标识函数,可以用于不同合约之间的函数调用

abi.encodeWithSelector

abi.encodeWithSignature功能类似,只不过第一个参数为函数选择器,为函数签名Keccak哈希的前4个字节。

    function encodeWithSelector() public view returns(bytes memory result) {
result = abi.encodeWithSelector(bytes4(keccak256("foo(uint256,address,string,uint256[2])")), x, addr, name, array);
}

编码的结果为0xe87082f1000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000a0000000000000000000000007a58c0be72be218b41c608b7fe7c5bb630736c7100000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000a00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000005000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000600000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000043078414100000000000000000000000000000000000000000000000000000000,与abi.encodeWithSignature结果一样。

ABI解码

abi.decode

abi.decode用于解码abi.encode生成的二进制编码,将它还原成原本的参数。

    function decode(bytes memory data) public pure returns(uint dx, address daddr, string memory dname, uint[2] memory darray) {
(dx, daddr, dname, darray) = abi.decode(data, (uint, address, string, uint[2]));
}

我们将abi.encode的二进制编码输入给decode,将解码出原来的参数:

在remix上验证

  • 部署合约查看abi.encode方法的编码结果

  • 对比验证四种编码方法的异同点

  • 查看abi.decode方法的解码结果

ABI的使用场景

  1. 在合约开发中,ABI常配合call来实现对合约的底层调用。
    bytes4 selector = contract.getValue.selector;

bytes memory data = abi.encodeWithSelector(selector, _x);
(bool success, bytes memory returnedData) = address(contract).staticcall(data);
require(success);

return abi.decode(returnedData, (uint256));
  1. ethers.js中常用ABI实现合约的导入和函数调用。
    const wavePortalContract = new ethers.Contract(contractAddress, contractABI, signer);
/*
* Call the getAllWaves method from your Smart Contract
*/
const waves = await wavePortalContract.getAllWaves();
  1. 对不开源合约进行反编译后,某些函数无法查到函数签名,可通过ABI进行调用。
  • 0x533ba33a() 是一个反编译后显示的函数,只有函数编码后的结果,并且无法查到函数签名
  • 这种情况无法通过构造interface接口或contract来进行调用

这种情况下,就可以通过ABI函数选择器来调用

    bytes memory data = abi.encodeWithSelector(bytes4(0x533ba33a));

(bool success, bytes memory returnedData) = address(contract).staticcall(data);
require(success);

return abi.decode(returnedData, (uint256));

总结

在以太坊中,数据必须编码成字节码才能和智能合约交互。这一讲,我们介绍了4种abi编码方法和1种abi解码方法。