引言
在以太坊生态中，交易（Transaction，简称 Tx）是区块链交互的核心。随着网络升级，交易格式不断演进，出现了多种改进提案（EIP），同时为提升用户体验，诞生了元交易（Meta Transaction）这种免 Gas 费交互模式。本文将深入解析以太坊交易格式演变与元交易的工作原理。
交易格式与广播流程
用户向以太坊网络提交交易的过程，主要通过 RPC 方法 eth_sendRawTransaction 实现。该方法的输入参数由签名后的交易数据构成，关键点在于：交易签名者将支付交易中指定的 ETH 转移金额及消耗的 Gas 费用。普通 ETH 转账与合约调用交易格式基本一致，区别在于合约交易的 input data 字段包含了调用数据。
交易签名计算涉及九个元素：
- nonce：账户交易序号
- gas price：Gas 价格（影响打包速度）
- gas limit：Gas 消耗上限
- to：目标地址
- value：转移 ETH 数量
- input data：调用数据（合约交易需填充）
- chain id：链标识符（EIP-155 引入）
- 两个固定为 0 的字段（EIP-155 引入）
引入 chain id 旨在防止跨链重放攻击，例如避免以太坊经典（Ethereum Classic）上的交易被重放至主网。交易哈希（TxHash）通过 Keccak256(RawTransaction) 计算得出，其中 RawTransaction 即 eth_sendRawTransaction 的签名交易数据。
EIP-2718：交易类型标准化
EIP-2718 定义了两种交易形式：
- LegacyTransaction：传统 EIP-155 交易
- TransactionType || TransactionPayload：新型交易，首字节为交易类型（0x00-0x7f）
首字节在 0x00-0x7f 范围内即为新型交易，否则为传统交易。交易类型由其他 EIP 具体定义。
EIP-2930：可选访问列表（交易类型 1）
EIP-2930 定义了类型为 0x01 的交易，格式为：
0x01 || rlp([chainId, nonce, gasPrice, gasLimit, to, value, data, accessList, signatureYParity, signatureR, signatureS])此格式引入了访问列表（accessList），可优化部分合约交互的 Gas 成本。
EIP-1559：Gas 费机制改革（交易类型 2）
EIP-1559 定义了类型为 0x02 的交易，格式为：
0x02 || rlp([chainId, nonce, maxPriorityFeePerGas, maxFeePerGas, gasLimit, to, value, data, accessList, signatureYParity, signatureR, signatureS])该提案废除了 gasPrice 字段，代之以两个新字段：
- maxPriorityFeePerGas：用户支付给矿工的小费
- maxFeePerGas：用户愿意支付的最高 Gas 费
EIP-1559 将 Gas 费分为两部分：基础费（baseFeePerGas）被销毁，优先费（maxPriorityFeePerGas）支付给矿工。用户实际支付费用为：
min(maxFeePerGas * gasUsed, (baseFeePerGas + maxPriorityFeePerGas) * gasUsed)需确保 maxFeePerGas 不低于 baseFeePerGas，否则交易无效。传统 EIP-155 交易仍被兼容，其 Gas 费中基础费部分被销毁，剩余部分归矿工所有。
EIP-4844：数据分片支持（交易类型 3）
EIP-4844（Dencun 升级引入）定义了类型为 0x03 的交易，格式为：
0x03 || rlp([chain_id, nonce, max_priority_fee_per_gas, max_fee_per_gas, gas_limit, to, value, data, access_list, max_fee_per_blob_gas, blob_versioned_hashes, y_parity, r, s])该提案通过 blob 数据支持数据分片，降低 Layer2 数据成本。
EIP-7702：授权列表交易（交易类型 4）
EIP-7702 定义了类型为 0x04 的交易，格式为：
0x04 || rlp([chain_id, nonce, max_priority_fee_per_gas, max_fee_per_gas, gas_limit, to, value, data, access_list, authorization_list, y_parity, r, s])其中 authorization_list 包含授权信息，支持更灵活的账户控制模式。
元交易：免 Gas 交易机制
基本原理
元交易（Gasless Transaction）允许用户在不持有 ETH 的情况下调用智能合约，Gas 费用由中继者（Relayer）支付。实现原理是用户对函数参数签名，中继者将签名与参数转发至合约，合约验证签名后执行操作。这需对合约进行两方面改造：
- 函数增加签名参数（如 signature 或 V/R/S），并在合约内验证签名有效性
- 函数内部使用从签名恢复的用户地址而非 msg.sender（即中继者地址）
签名处理可参考 EIP-191（签名数据标准）和 EIP-712（结构化数据哈希与签名）。实例可借鉴 Compound 协议的 delegateBySig 函数，它实现了与 delegate 函数相同的功能，但支持元交易。
中心化中继者方案
中心化中继者模式下，用户将签名后的请求发送至中继服务器，中继者验证后支付 Gas 费并提交交易至区块链。优点是实现简单，但依赖中继者的可信度与可用性。
去中心化中继者方案
Gas Station Network (GSN) 提供了去中心化中继解决方案，通过开放网络中继节点降低中心化风险。开发者可集成 GSN 使 dApp 支持免 Gas 交易，提升用户体验。
安全机制
为防止签名交易被重复提交（重放攻击），需在合约层面实施安全措施：
- 使用 nonce 机制：每个用户设置 nonce，每次调用递增并包含在签名中，确保每次签名唯一
- 设置过期时间（expiry）：签名请求有效期限制，超时作废
中继者亦需实施策略防止滥用，如限制用户每日提交次数，避免恶意消耗 Gas。
常见问题
什么是 EIP-1559 交易？
EIP-1559 引入了基础费与优先费机制，基础费被销毁，优先费奖励矿工。用户设置 maxFeePerGas 和 maxPriorityFeePerGas 控制成本，交易效率更高。
元交易如何保证安全？
合约通过验证用户签名确保参数未被篡改，并从签名恢复用户地址。结合 nonce 与过期时间机制，防止重放攻击与过期请求。
哪些场景适合使用元交易？
适合新用户无 Gas 费启动、推广活动免交互成本、批量操作节约 Gas 等场景。需注意中继者成本覆盖与合约安全实现。
EIP-4844 如何降低费用？
EIP-4844 引入 blob 数据存储，大幅降低 Layer2 数据上链成本，进而减少用户交易费用，提升网络可扩展性。
中继者如何避免亏损？
中继者可通过 dApp 补贴、服务收费、流量激励等模式覆盖成本，同时需监控恶意请求并实施频率限制等风控措施。