web3.py与以太坊链上存储交互

**1. 介绍web3.py和以太坊链上存储**

以太坊是一种构建去中心化应用（DApps）的开放平台，它的区块链网络存储着各种类型的数据，包括智能合约代码、交易记录等。在与以太坊网络进行交互时，我们需要使用特定的工具和库。web3.py就是一个在Python中使用的强大的库，用于与以太坊网络进行通信和交互。

**了解web3.py库**

web3.py库提供了一种方便的方式来与以太坊网络进行交互。它可以帮助我们连接到以太坊节点、读取和写入链上数据、构建和签署交易等。使用web3.py库，我们可以轻松地进行以太坊开发和与以太坊网络进行交互。

**以太坊链上存储的概念和重要性**

在以太坊的区块链网络上，数据被存储在一个持久的、去中心化的方式。这意味着数据不仅仅保存在一个集中式的服务器上，而是存储在许多节点的数据库中。这种去中心化的存储方式具有很多优势，例如数据的不可篡改性、可靠性和安全性。

以太坊链上存储对于构建去中心化应用非常重要。通过将数据存储在以太坊链上，我们可以确保数据的可用性和完整性。例如，在一个去中心化的交易市场上，交易记录和用户资金余额等数据可以存储在以太坊上，从而避免了集中式存储的安全风险。

接下来，我们将学习如何搭建与以太坊节点的连接。
## 搭建与以太坊节点的连接

在本章中，我们将介绍如何搭建与以太坊节点的连接。首先，我们会讲解如何安装和配置web3.py库，然后演示如何连接到以太坊节点。最后，我们会使用Infura提供的API节点进行连接。让我们一步步来看。

### 安装和配置web3.py库

web3.py是一个用于与以太坊网络进行交互的Python库，它提供了丰富的功能，包括连接以太坊节点、读取链上数据、发送交易等。首先，我们需要安装web3.py库，可以通过pip来进行安装：

pip install web3

安装完成后，我们就可以开始配置web3.py库与以太坊节点的连接了。

### 连接到以太坊节点

在连接到以太坊节点之前，我们需要先启动一个本地的以太坊节点或者拥有远程节点的访问权限。接下来，我们可以通过web3.py来进行节点的连接：

from web3 import Web3

# 连接本地以太坊节点
w3 = Web3(Web3.HTTPProvider('http://localhost:8545'))
if w3.isConnected():
    print("与本地节点连接成功")

# 或者连接到Infura提供的API节点
infura_url = 'https://mainnet.infura.io/v3/your_infura_project_id'
w3_infura = Web3(Web3.HTTPProvider(infura_url))
if w3_infura.isConnected():
    print("与Infura节点连接成功")

通过上述代码，我们可以连接到本地或者远程的以太坊节点。接下来，我们将学习如何读取以太坊链上的数据。
### 3. 读取以太坊链上的数据

在本章节中，我们将使用web3.py库来读取以太坊链上存储的数据。首先，让我们了解一下以太坊链的数据结构。

#### 3.1 了解以太坊链的数据结构

以太坊链可以被看作是一系列区块组成的链，每个区块包含了交易和状态的信息。一个区块中的交易可以是发送以太币的交易，也可以是调用智能合约的交易。每个交易包含了发送者、接收者、数额以及其他相关信息。

以太坊中的状态是由一系列键值对组成的，这些键值对被保存在一个叫作"世界状态"的数据结构中。智能合约的数据也存储在这个世界状态中。每个状态都会对应一个特定的地址。

#### 3.2 使用web3.py库读取链上存储的数据

接下来，我们将学习如何使用web3.py库来读取以太坊链上存储的数据。

首先，我们需要建立与以太坊节点的连接。我们可以使用本地节点或者使用Infura提供的API节点来连接。在这里，我们将使用Infura提供的API节点。

from web3 import Web3

# 连接到Infura提供的以太坊节点
web3 = Web3(Web3.HTTPProvider('https://mainnet.infura.io/v3/your_infura_project_id'))

连接成功后，我们可以使用web3.py库中的相应方法来读取链上存储的数据。

首先，我们可以通过指定区块的哈希值来获取该区块的信息。

# 获取最新的区块号
latest_block_number = web3.eth.blockNumber

# 获取最新的区块的信息
latest_block = web3.eth.getBlock(latest_block_number)

# 获取最新的区块的哈希值
latest_block_hash = latest_block.hash

# 打印最新的区块的哈希值
print("Latest Block Hash:", latest_block_hash.hex())

接下来，我们可以通过指定交易的哈希值来获取该交易的信息。

# 指定交易的哈希值
transaction_hash = "0xabcdef1234567890"

# 获取交易的信息
transaction = web3.eth.getTransaction(transaction_hash)

# 获取交易的发送者地址
sender_address = transaction["from"]

# 获取交易的接收者地址
receiver_address = transaction["to"]

# 获取交易发送的数额
amount = web3.fromWei(transaction["value"], "ether")

# 打印交易的相关信息
print("Sender Address:", sender_address)
print("Receiver Address:", receiver_address)
print("Amount:", amount)

#### 3.3 使用过滤器获取特定数据

除了通过指定区块或交易的哈希值来获取数据外，我们还可以使用过滤器来获取特定条件下的数据。

from web3.middleware import geth_poa_middleware

# 添加POA中间件。如果连接的节点是POA网络，需要添加此中间件
web3.middleware_onion.inject(geth_poa_middleware, layer=0)

# 设置过滤器
filter = web3.eth.filter({"fromBlock": 0, "toBlock": "latest", "address": "0xabcdef1234567890"})

# 获取满足过滤器条件的交易
transactions = filter.get_all_entries()

# 打印满足过滤器条件的交易的数量
print("Number of Transactions:", len(transactions))

通过设置适当的过滤器条件，我们可以获取到满足条件的交易数据。

这里我们介绍了使用web3.py库读取以太坊链上存储的数据的基本方法，包括获取区块信息、交易信息以及使用过滤器筛选数据。在实际应用中，可以根据具体需求来进一步深入学习和应用这些方法。

接下来，我们将在下一章节中学习如何向以太坊链中存储数据。
#### 4. 向以太坊链中存储数据

在本章中，我们将介绍如何使用web3.py库向以太坊链中存储数据。存储在以太坊链上的数据是通过交易的形式实现的，我们将使用web3.py库来构建并发送这些交易。

##### 4.1 构建并签署交易

首先，我们需要构建一个交易对象，以便将数据存储到以太坊链上。交易对象包括以下几个重要的属性：

- 发送方地址：用于标识交易的发送方。
- 接收方地址：用于标识交易的接收方，通常是一个合约地址。
- 要发送的数据：要存储到以太坊链上的具体数据。

下面是一个使用web3.py库构建交易对象的示例代码：

from web3 import We