【Web3 后端】区块链基础

一、核心基础概念

1. 区块链本质：分布式账本技术，由多个节点共同维护的不可篡改的链式数据结构，核心特性包括去中心化、不可篡改、透明可追溯、共识机制。
2. 区块结构：每个区块包含区块头（前序区块哈希、时间戳、Merkle根、难度值等）和区块体（交易列表），区块通过哈希值串联形成链。
3. 交易（Transaction）：区块链上的价值转移或合约调用指令，包含发送者地址、接收者地址、金额、数据（如合约调用参数）、签名等。
4. 账户模型：
   • EOA（外部拥有账户）：由私钥控制的普通账户，可发起交易。
   • 合约账户：由智能合约代码控制的账户，不可主动发起交易，仅响应外部调用。
5. Gas机制：以太坊等公链中，交易/合约执行需消耗Gas（燃料），Gas价格由用户设置，用于激励节点打包交易，防止恶意代码滥用资源。
6. 智能合约：部署在区块链上的自动执行代码（如Solidity编写），定义了资产规则或业务逻辑，通过ABI（应用二进制接口）与外部交互。
7. 主流代币标准：
   • ERC20：同质化代币标准，定义了转账（transfer）、授权（approve）等接口，适用于稳定币、平台币等。
   • ERC721：非同质化代币（NFT）标准，定义了tokenURI（元数据）、ownerOf（所有者查询）等接口，适用于数字艺术品、虚拟资产。
8. 区块链网络：
   • 主网：真实资产流通的网络，交易需消耗真实Gas。
   • 测试网（如Sepolia、Goerli）：用于开发测试，可通过水龙头获取测试币，不涉及真实资产。
9. JSON-RPC接口：区块链节点提供的远程调用接口（如eth_getBalance查询余额、eth_sendTransaction发送交易），是后端服务与区块链交互的核心方式。

二、测试题（含答案解析）

一、问答题

1. 问题：DApp后端服务为何需要监听智能合约的事件（Event）？请举例说明应用场景。
   答案：
   智能合约事件是链上状态变更的日志（如转账、NFT铸造），后端服务监听事件可实时同步链上数据到链下数据库，避免频繁主动查询链上数据（降低节点压力，提升效率）。
   应用场景：NFT市场后端监听Transfer事件，实时更新用户持仓列表；DeFi平台监听Deposit事件，更新用户存款余额。

2. 问题：EOA账户与合约账户的核心区别是什么？DApp后端在处理这两种账户时需注意什么？
   答案：

   • 区别：EOA由私钥控制，可主动发起交易；合约账户由代码控制，仅响应外部调用，无私钥。
   • 注意点：向合约账户转账时，需确认合约是否实现receive/fallback函数（否则转账可能失败）；调用合约方法时，需通过ABI解析函数参数，而EOA仅需处理简单转账。

3. 问题：某用户发起ERC20代币转账后，交易状态显示“失败（Out of Gas）”，请分析可能的原因及DApp后端的应对方案。
   答案：

   • 原因：用户设置的Gas Limit不足（合约执行消耗的Gas超过设置值），或Gas Price过低导致长时间未被打包。
   • 应对方案：后端可通过eth_estimateGas预估交易所需Gas Limit，提示用户设置合理值；监控交易状态，若失败则返回友好提示（如“Gas不足，请重试”）。

4. 问题：什么是ABI？DApp后端调用智能合约时，ABI的作用是什么？
   答案：
   ABI是智能合约的接口描述（JSON格式），定义了函数名、参数类型、返回值等。
   作用：后端通过ABI将人类可读的函数调用（如transfer(to, amount)）编码为区块链可识别的二进制数据，实现与合约的交互；同时将合约返回的二进制数据解码为可读结果。

二、代码题（Golang实现，基于go-ethereum库）

1. 题目：使用Golang编写一个函数，通过以太坊JSON-RPC接口查询指定EOA账户的ETH余额（单位转换为ETH，而非wei）。
   答案：

   package main
   
   import (
       "context"
       "fmt"
       "math/big"
   
       "github.com/ethereum/go-ethereum/ethclient"
   )
   
   // getETHBalance 查询指定地址的ETH余额（返回ETH单位）
   func getETHBalance(client *ethclient.Client, address string) (*big.Float, error) {
        
        
       // 调用eth_getBalance获取余额（单位：wei）
       balanceWei, err := client