无需安装metamask钱包，如何使用私钥直接发送以太坊交易

By 古千峰

很多DAPP应用，会要求在电脑浏览器中安装以太坊钱包metamask，当应用中需要发送ETH时，自动打开metamask，发送交易。

但是在浏览器中如果没有metamask钱包（安装metamask的门槛并不低，需要学会科学上网），该怎么办呢？能不能像imtoken那样简单的操作呢？

发送交易的本质是用发送方的私钥签名，所以除了metamask外，还可以使用另外两种方法签名：

• 导入keystore文本，然后输入对应的密码。
  这也是imtoken使用的主要方式，用过keystore的都知道，每次发送交易，都需要输入一个密码。注意，这个密码并不是存放在钱包服务商服务器上的，而是加密后存放在keystore文本中。一旦遗失了这个keystore文件，就等于丢失了这个文件对应账户中资产的控制权。
• 导入私钥。
  这个方式比较简单，直接将私钥输入即可。但是风险比keystore方式高。因为几乎没人能够记住私钥，绝大多数人会把私钥保存在本地某个文件中，这样就使得私钥被盗的风险增加。而使用keystore方式时，只要解开keystore文件的密码没有被泄漏，账户还是安全的。

本教程，就先来介绍使用私钥方式来签名并发送交易，而不需要安装metamask钱包，这类应用可广泛用于手机端Dapp。这类Dapp不需要与运营商的服务器进行交互，前端源码公开，对于运营商来说，比较容易自证清白。

使用以太坊发送交易分为两步：

• 把交易内容json进行签名
• 发送签名后的数据

一、准备工作

1- 在编程之前，需要导入两个库：

• web3.js，推荐使用0.20.x版本
• ethereumjs-tx.js，用于发送交易，即Tx

1.1 如果你喜欢使用nodejs，用以下命令安装：

npm install web3@0.20.3 --save
npm install ethereumjs-tx --save

在程序中，使用以下命令导入库：

var Web3 = require("web3");
var Tx = require("ethereumjs-tx");

1.2 如果你喜欢使用原生javascript，则需要在html中使用如下方式导入以上两个库：

<script src="https://cdn.jsdelivr.net/gh/ethereum/web3.js/dist/web3.min.js"></script>
<script src="https://cdn.rawgit.com/ethereumjs/browser-builds/2fb69a714afe092b06645286f14b94f41e5c062c/dist/ethereumjs-tx.js"></script>

2- 注册infura，并获取API KEY

开发以太坊Dapp，一般需要在本地安装geth，但这种方法需要花比较多的时间和空间来同步区块，利用infura可以简单很多，infura提供公开以太坊和测试节点，可以利用infura提供的api访问以太坊以及IPFS。

官网网址：infura.io。只需要提供email注册得到链接即可，进到infura的dashboard中，新建一个DAPP，即可获得API KEY，如下图。

API KEY

二、连接以太坊网络

一般使用以下统一代码：

function init() {
    var network = "mainnet";//或者ropsten等测试网络名称
    var infura_apikey = "infura的API_KEY";
    if (typeof web3 !== 'undefined') {
        //如果浏览器中安装有metamask，则执行这里
        web3 = new Web3(web3.currentProvider);
    } else {
        /*
        //开发环境，如果在本地有以太坊的testrpc或者Ganache测试环境，则使用以下方式链接
        web3 = new Web3(new Web3.providers.HttpProvider("http://localhost:8545"));
        */
        //通过infura连接以太坊网络
        web3 = new Web3(new Web3.providers.HttpProvider('https://' + network + '.infura.io/v3/' + infura_apikey));
    }
}

三、配置发送交易的数据

function getTx() {
    //发送1个eth
    var wei = web3.toWei("1", "ether");
    //获取当前Gas价格，Gas价格一直变动，发送交易前建议动态获取
    var gasPrice = web3.eth.gasPrice.toNumber();
    //获取当前发送账号的所有交易，包括pending的交易，用来确定nonce值
    //web3.eth.getTransactionCount 有bug，有时候无法正确获取，最好在客户端设置nonce值
    var nonce = web3.eth.getTransactionCount('发送者地址', 'pending');
    //获取估计的Gas值
    var estimategas = web3.eth.estimateGas({
        to: '收款方地址，或者合约地址',
        data: '发送数据'
    });
    //获取gas限额
    var gasLimit = web3.eth.getBlock("latest").gasLimit;

    //配置交易参数
    var rawTransaction = {
        nonce:     web3.toHex(nonce),
        gasPrice:  web3.toHex(gasPrice * 2),
        gasLimit:  web3.toHex(gasLimit),
        gas:       web3.toHex(estimategas),
        value:     web3.toHex(wei),
        chainId:   3, //ropsten测试网络用3，主网用1
        to:        '收款方地址',
        data:      '发送数据'
    }
    return rawTransaction;

四、签名

如果是用nodejs，使用如下代码：

var privateKey = new Buffer('发送账户的私钥', 'hex')
var tx = new Tx(rawTransaction);
tx.sign(privateKey);
var serializedTx = tx.serialize().toString('hex');//签名结果

如果用原生javascript，使用如下代码：

var privateKey = new EthJS.Buffer.Buffer('发送账户的私钥', 'hex');
var tx = new EthJS.Tx(rawTransaction);
tx.sign(privateKey);
var serializedTx = tx.serialize().toString('hex');

五、发送交易

使用如下代码：

web3.eth.sendRawTransaction("0x" + serializedTx, function (err, hash) {
    if (!err) console.log("Tx: " + hash); //交易发送成功后的TX值
    else console.log(err.toString());
});

nodejs版全部代码如下：

var Web3 = require('web3');
var Tx = require('ethereumjs-tx');

const network = "ropsten";//mainnet, ropsten
const chainId = 3;//1- mainnet, 3-ropsten
const sender = "0x615b80388e3d3cac6aa3a904803acfe7939"; //发送者公钥
const privateKey = new Buffer('19608a60b54943cd840c84b8e833ef84732a18eb562cdee09f8dba532ea', 'hex')
const toAddress = "0x3fe7995bf0a505a51196aa11218b181c849"; //接受者公钥
const ethAmount = "0";//发送的ETH
const hexData = "Hello World!";

const infura_apikey = "3446259cb0e74d68b614f9a103";

init();
sendTx();

function sendTx() {
    var wei = web3.toWei(ethAmount, "ether");
    var nonce = web3.eth.getTransactionCount(sender, 'pending');
    var estimategas = web3.eth.estimateGas({
        to: toAddress,
        data: hexData
    });
    var gasPrice = web3.eth.gasPrice.toNumber();
    var gasLimit = web3.eth.getBlock("latest").gasLimit;

    var rawTransaction = {
        nonce: web3.toHex(nonce),
        gasPrice: web3.toHex(gasPrice * 2), //2倍Gas价格
        gasLimit: web3.toHex(gasLimit),
        gas: web3.toHex(estimategas),
        value: web3.toHex(wei),
        chainId: chainId,
        to: toAddress,
        data: hexData
    }

    var tx = new Tx(rawTransaction);
    tx.sign(privateKey);

    var serializedTx = tx.serialize().toString('hex');
    console.log(serializedTx);
    
    web3.eth.sendRawTransaction("0x" + serializedTx, function (err, hash) {
        if (!err) console.log("Tx: " + hash);
        else console.log(err.toString());
    });
    
}

function init() {
    if (typeof web3 !== 'undefined') {
        web3 = new Web3(web3.currentProvider);
    } else {
        //web3 = new Web3(new Web3.providers.HttpProvider("http://localhost:7545"));
        web3 = new Web3(new Web3.providers.HttpProvider('https://' + network + '.infura.io/v3/' + infura_apikey));
    }
}

如果使用原生javascript，可以参考以下链接：
https://codepen.io/jackygu/pen/zJdVyj