通过web3。py用Python存取Ethereum

　　想要通过 Python 存取 Ethereum，从 Ethereum 官方的 Github 中可以看到有两种模块可以达成：web3.py 和 pyethereum 。就我目前的理解来说，两者的差别在于 web3.py 主要是作为外部存取 Ethereum 客户端，也就是说 web3.py 函数库本身不会成为区块链节点，也不会进行区块链同步，而是连接一个区块链上的节点，把区块链当成是外部资料库一样取用而已；而 pyethereum 则比较像是 geth 那样，是用来把自己做成一个区块链节点，会正常进行区块同步，也可以作为矿工开始挖矿。
　　在本篇当中，因为是想要一个轻量级的客户端来与区块链互动，并不想要准备庞大的储存空间来存放区块链的资料，因此会以 web3.py 为主。  配置 web3.py 执行环境  通过 web3.py 连接 Ethereum 节点  存取区块链上的 ERC20 合约  签署并送出交易
　　配置 web3.py 执行环境
　　web3.py 可以直接通过 pip 安装。  pip install web3
　　需注意的是，在 Windows 上想安装时，会需要事先安装 Visual C++ Builder，否则在安装的最后阶段会因为无法编译而失败。
　　通过 web3.py 连结 Ethereum 节点
　　web3.py 因为自身不会作为一个区块链的节点存在，因此它需要有一个节点用来存取区块链上的资料。一般来说最安全的方式应该是自己使用 geth 或者 parity 来自建节点，不过如果在不想要自建节点的状况时，可以考虑看看 infura 提供的 HTTP 节点服务。
　　以 infura 现在的 API 来说，如果要连接 Ropsten 测试链，连接的网址是  https://ropsten.infura.io/v3/api_key  ，其中 api_key   要去注册帐号才取得。以下的程序仿照了 web3.py 内建的 auto.infura   的作法，会从环境变数读取 INFURA_API_KEY   这个参数来组出 infura.io   的 HTTP 位址，用来建立根基 Ropsten 测试链的连线。 import os  from web3 import (     HTTPProvider,     Web3, )  INFURA_ROPSTEN_BASE_URL = ＂https://ropsten.infura.io/v3＂  def load_infura_url():     key = os.environ.get(＂INFURA_API_KEY＂, ＂＂)     return ＂%s/%s＂ % (INFURA_ROPSTEN_BASE_URL, key)  w3 = Web3(HTTPProvider(load_infura_url()))
　　存取区块链上的 ERC20 合约
　　在开始存取合约之前，需要先谈谈什么是 ABI 。在 Ethereum 中，因为合约都是以编译过的 binary code 形式存在，因此其实函数库没办法直接知道合约传输的内容到底是什么，因为合约的回传值全都是 binary。因此在操作合约之前，需要提供一份 ABI 文件，告诉函数库如何使用合约。  # Assume the contract we＂re going to invoke is a standard ERC20 contract. with open(＂erc20.abi.json＂) as f:     erc20_abi = json.load(f)  # Web3 accept only checksum address. So we should ensure the given address is a # checksum address before accessing the corresponding contract. contract_addr = w3.toChecksumAddress(＂0x4e470dc7321e84ca96fcaedd0c8abcebbaeb68c6＂);  erc20_contract = w3.eth.contract(address=contract_addr, abi=erc20_abi)  for func in erc20_contract.all_functions():     logger.debug(＂contract functions: %s＂, func)  logger.debug(＂Name of the token: %s＂, erc20_contract.functions.name().call())
　　这里假设我们想存取 Ropsten 测试链上位置是  0x4e470dc7321e84ca96fcaedd0c8abcebbaeb68c6   的智能合约。这个合约是透过 etherscan 随便找的某个 ERC20 这个合约，因此可以用标准的 ERC20 的 ABI 来存取它。我们在建立这个合约的 instance 时，先跑一个回圈印出合约内所有的 function（这个步骤其实是在列出 ABI 上面的信息），接着试着呼叫合约中的 name()   来取得这个合约宣告的代币名称。最后输出的内容如下： 2018-09-07 15:02:53,815 | __main__ | DEBUG | contract functions:  2018-09-07 15:02:53,816 | __main__ | DEBUG | contract functions:  2018-09-07 15:02:53,824 | __main__ | DEBUG | contract functions:  2018-09-07 15:02:53,824 | __main__ | DEBUG | contract functions:  2018-09-07 15:02:53,824 | __main__ | DEBUG | contract functions:  2018-09-07 15:02:53,824 | __main__ | DEBUG | contract functions:  2018-09-07 15:02:53,824 | __main__ | DEBUG | contract functions:  2018-09-07 15:02:53,825 | __main__ | DEBUG | contract functions:  2018-09-07 15:02:53,825 | __main__ | DEBUG | contract functions:  2018-09-07 15:02:54,359 | __main__ | DEBUG | Name of the token: KyberNetwork
　　签署并送出交易
　　在上面的例子中，呼叫智能合约时是直接呼叫智能合约里的 function，但这一般只能用在读取区块链上的资料的状况。如果是想要通过呼叫智能合约来写入资料到区块链，就必须要用另一种方式来呼叫合约，也就是必须先签署交易，然后付 gas 去执行这个交易。
　　假设我们一样是要呼叫一个 ERC20 这个合约，要执行合约上的  transferFrom()   这个函数。transferFrom()   需要三个参数 _from  、 _to  、 _value  ，表示要从 _from   帐号转帐给 _to   帐号，转账金额是 _value  。 # Set the account which makes the transaction. account = w3.toChecksumAddress(os.environ.get(＂ETHEREUM_ACCOUNT＂, ＂＂)) w3.eth.defaultAccount = account  # Web3 accept only checksum address. So we should ensure the given address is a # checksum address before accessing the corresponding contract. contract_address = w3.toChecksumAddress(＂0x4e470dc7321e84ca96fcaedd0c8abcebbaeb68c6＂) contract = w3.eth.contract(address=contract_address, abi=contract_abi)  # Prepare the necessary parameters for making a transaction on the blockchain. estimate_gas = contract.functions.transferFrom(account, account, w3.toWei(＂1＂, ＂eth＂)).estimateGas() nonce = w3.eth.getTransactionCount(account)  # Build the transaction. txn = contract.functions.transferFrom(account, account, w3.toWei(＂1＂, ＂eth＂)).buildTransaction({     ＂chainId＂: 3,     ＂gas＂: estimate_gas,     ＂gasPrice＂: w3.toWei(＂1＂, ＂gwei＂),     ＂nonce＂: nonce })  logger.debug(＂Transaction: %s＂, txn)  # Sign the transaction. private_key = bytes.fromhex(os.environ.get(＂ETHEREUM_ACCOUNT_PKEY＂, ＂＂)) signed_txn = w3.eth.account.signTransaction(txn, private_key=private_key)  tx_hash = w3.eth.sendRawTransaction(signed_txn.rawTransaction) logger.debug(＂Txhash: 0x%s＂, bytes.hex(tx_hash))
　　在上面的程序中，首先第 2 ~ 3 首先从环境变量中读取我们要使用的帐号，这个帐号将会用来发送交易，当然要付 gas 时间也会从这个帐号扣。第 10 ~ 20 行建立一个原始交易（raw transaction），这个交易中因为我们需要自行指定包括 gas、nonce 等参数，因此需要排在前面 11 ~ 12 确认参数要设定多少。然后最重要的第 25 ~ 26 行读取私钥，并且用私钥去签署交易。这里假设私钥的组成会是用 Hex 编码的文字，所以使用  bytes.fromhex   把 Hex 编码转回成 byte 格式。签好以后就送出交易，送出交易时 API 会回传 byte 格式的交易的 transaction hash，可以把它编码后印出来，之后就可以去 etherscan 上查找这笔交易了。