以太坊源码分析——Whisper
摘要：前言是以太坊中一项非常有趣的技术，它是一种基于身份的通信系统，专为人与人之间的小量数据通信而设计。 该协议运行在以太坊协议的框架之上，所有运行该协议的节点以下统称为节点组成网络。
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前言
Whisper 是以太坊中一项非常有趣的技术。 它是一种基于身份的通信系统，专为 Dapp 之间的少量数据通信而设计。 Whisper协议运行在以太坊p2p协议框架之上，所有运行Whisper协议的节点（以下简称节点）组成一个Whisper网络。 通过节点间的消息转发，理论上每个节点都可以接收到所有的Whisper消息。
特征
Whisper 具有以下基本特征和概念
通信加密
每条 Whisper 消息在网络上都是加密传输的，您可以选择两种加密算法之一：非对称加密（椭圆曲线）和对称加密（AES GSM）。
信封
信封是 Whisper 消息在网络中传输的基本单位，包含加密后的原始消息和消息相关的控制信息：
过期时间：消息的超时时间，超过这个时间，消息将不会被节点处理或转发
TTL：消息的生存时间。 消息只能在创建后的 TTL 时间内存活。 过了这个时间，消息在网络中超时
主题：消息的主题
AESNonce：使用AES对称密钥加密算法时使用的Nonce值
EnvNonce：用于PoW计算
当一个节点从一个Peer收到一个Envelope时，它会把这个Envelope转发给其他Peer，而不管它是否关心里面的数据（Topic是否满足设定值），这是Whisper的固有机制。
话题
每个 Envelope 指定封装消息的 Topic。 如果节点不关心主题，则不需要尝试打开（解密）信封。 通常一个Topic对应一个Key用于消息加密（无论是对称加密还是非对称加密）。 因此，如果一个节点收到它关心的主题的信封，它应该能够打开信封
筛选
Dapp 可以在节点上安装多个 Filter。 每个过滤器都包含一组条件。 只有满足这些条件的信封才能打开。 准确的说，不是节点打开了Envelope，而是节点上安装的Filter打开了Envelope。 每个 Filter 都有一个缓冲区来存储解密后的消息。 如果一个 Envelope 满足多个 Filter，则该消息将存储在多个 Filter 中。 过滤器可以设置以下条件：
主题：感兴趣的主题的集合
发件人地址：创建此消息的节点
Recipient address：指定接收节点的地址
PoW要求：消息需要的工作量证明
AcceptP2P：节点是否接受P2P消息，此类消息有特殊用途
工作证明
工作量证明用于防止节点恶意发送大量消息，采用的算法类似于PoW共识算法。 消息的创建者需要找到一个nonce，使得消息的哈希值小于一个值。这个值与消息的大小和TTL有关。 消息越大，TTL 越大，就越难找到 nonce。 计算工作量的公式为
其中$BestBit$为Hash值中从左到右第一个为1的位的位置（值越大，需要尝试nonce的次数越多）
源码分解
这部分主要涉及到Whisper filter envelope，它们的联系如下：
耳语
Whisper代表一个协议实例，负责整个Whisper功能的运行。 比较重要的字段如下：
protocol——Whisper协议的具体取值以太坊密钥破解，最重要的是Run字段，表示协议的操作入口
filter - 此节点上安装的所有过滤器
privateKeys - 存储在该节点上的非对称密钥对的集合，一个 Whisper 实例可以存储多个密钥对
symKeys - 本次会话存储的对称密钥的集合，一个Whisper实例可以存储多个对称密钥
envelopes - 信封池，保存所有要通过广播发送的信封。 信封池的存储键值为信封的Hash
expirations - 超时池，记录信封的过期时间，超时池的存储key值为unix时间，值为信封的Hash
peers——活跃Peer节点的集合，数据源为p2p底层
msgQueue - 普通 Whisper 消息的信封处理通道
以太坊源码分析——p2p节点发现与协议运行中提到，两个节点在底层连接后，会运行彼此支持的协议的Run函数。 对于 Whisper 协议，它是 HandlerPeer 函数。
HandlePeer最终运行在两个Go例程中以太坊密钥破解，一个是Whisper.runMessageLoop()，负责从底层读取消息，另一个是Peer.update()，负责定期发送信封池中未发送的信封到对端删除过期信封。
信封
Envelope 表示一个 Whisper 消息，它有两个来源
出方向由NewEnvelope()构造
从Peer节点接收入站方向
它的重要领域是
Topic——Envelope中数据的主题，节点的过滤器可以过滤感兴趣的主题进行解密
EnvNonce - 消息创建者在 PoW 中找到的随机数
pow - 消息的 pow 值
消息发送的典型流程
下面是节点广播发送一小段数据payload，封装到Envelope中，然后添加到Envelope pool中的过程，其中wh代表Whisper实例
首先构造发送参数，包括原始数据载荷、主题Topic等。
构造带发送参数的SentMessage
根据发送参数将SentMessage封装到新建的Envelope中，这一步包括签名（sign）加密（encrypt）计算随机数（Seal）
将信封添加到信封池
消息接收的典型流程
下面是一个典型的Whisper消息接收流程，其中w代表Whisper实例
w.runMessageLoop()接收到底层的Whisper消息，解码成Envelope，加入Envelope池，调用postEvent()将事件写入w.messageQueue
另一方面，当w被Start启动时，它从w.messageQueue接收事件并开始Filter匹配
使用每个已安装的 Filter 来匹配 Envelope。 如果匹配，Envelope 将被打开（解密），最后放入 Filter 的缓冲区。
演示
写了一个whipser chat-room demo，托管在github上，有兴趣的可以看看
