使用 Python 操作 Ethereum：用 web3.py 探索链上世界

如果你想用 Python 快速切入区块链开发，web3.py 是最容易上手的利器之一。它不需要你把整块链同步到本地，也无需承担运行节点的巨大硬盘开销，只要一条 HTTP 或 WebSocket 连接，就能把 Ethereum 当成一个“远程数据库”，轻松读取余额、调用智能合约，甚至签署并推送交易。本文将带你从零开始，完成环境配置、节点连接、ERC20 合约读取、交易签名与上链的完整流程，同时融入真实可跑的代码片段、踩坑提醒与常见疑难解答。

web3.py 与 pyethereum 的核心差异

维度	web3.py	pyethereum
作用	轻量级客户端，连接外部节点	完整节点，需同步区块链
存储需求	几乎为零	数百 GB 起跳
使用场景	快速开发、教学、数据分析	挖矿、网桥、深度验证
启动速度	分钟级	同步链数据需小时至天

结论：若你只想“用链”，而不想“做链”，web3.py 是最佳之选。

一步步搭建 web3.py 环境

1. 依赖安装

pip install web3

Windows 用户注意：如果编译失败，记得先装 Visual C++ Build Tools。

2. Windows 额外步骤

进入 Visual Studio Build Tools 页面，勾选“C++ 生成工具”，大约占用 6–8 GB 硬盘，安装完成后 rerun pip。

秒连 Ethereum 节点

web3.py 本身不是节点，必须对接现成节点。你有两种主流方案：

自建节点：geth 或 Erigon，全节点同步耗时耗盘。
托管节点：Infura、Alchemy、QuickNode 等。

初学者推荐 Infura，注册后免费获取 API Key，省去复杂同步。示例连接 Ropsten（测试网）：

import os
from web3 import Web3, HTTPProvider

INFURA_ROPSTEN = "https://ropsten.infura.io/v3"
def get_w3():
    key = os.getenv("INFURA_API_KEY")
    if not key:
        raise ValueError("请先设置环境变量 INFURA_API_KEY")
    return Web3(HTTPProvider(f"{INFURA_ROPSTEN}/{key}"))

w3 = get_w3()
print("连接测试:", w3.isConnected())

运行结果会打印 True，即已成功对接。👉不想自己拉节点？在线一键签 tx

读取任意 ERC20 代币信息

步骤拆解

准备 ABI 文件：可在 OpenZeppelin GitHub 下载标准模板。
地址校验：Ethereum 采用 checksum address，防止大小写拼写错误；w3.toChecksumAddress() 自动转换。
构造合约实例：传入地址 + ABI 即可。

运行示例

import json
from web3.exceptions import BadFunctionCallOutput

# 第 1 步：加载 ABI
with open("erc20.abi.json") as f:
    abi = json.load(f)

# 第 2 步：地址校验
token_addr = w3.toChecksumAddress("0x4e470dc7321e84ca96fcaedd0c8abcebbaeb68c6")

# 第 3 步：构建合约
contract = w3.eth.contract(address=token_addr, abi=abi)

# 第 4 步：读取链上数据
name     = contract.functions.name().call()
symbol   = contract.functions.symbol().call()
decimals = contract.functions.decimals().call()
supply   = contract.functions.totalSupply().call() / 10 ** decimals

print(f"Token: {name} ({symbol}), 总供给: {supply:,.2f}")

输出：

Token: KyberNetwork (KNC), 总供给: 210,000,000.00

签署并推送交易

读取是免费的，写入则需要 发送交易并支付 Gas。以下示例把 1 枚代币从一个地址转到同地址（演示目的）。

环境变量准备：

export INFURA_API_KEY=your_infura_key
export ETHEREUM_ACCOUNT=0xYourAccount
export ETHEREUM_PKEY=YourPrivateKeyWithout0x

代码实现：

# 账户、nonce、gas 预检
from_account = w3.toChecksumAddress(os.getenv("ETHEREUM_ACCOUNT"))
w3.eth.default_account = from_account
nonce   = w3.eth.get_transaction_count(from_account)
amount  = w3.toWei("1", "ether")

# 计算所需 gas
tx_function = contract.functions.transfer(
    Web3.toChecksumAddress("0x000000000000000000000000000000000000dEaD"),
    amount
)
gas = tx_function.estimateGas({'from': from_account})

# 构建原始交易
tx = tx_function.buildTransaction({
    'nonce': nonce,
    'gas': gas,
    'gasPrice': w3.toWei('5', 'gwei'),
    'chainId': 3  # 3 = Ropsten
})

# 私钥签名
signed = w3.eth.account.sign_transaction(tx, private_key=os.getenv("ETHEREUM_PKEY"))
tx_hash = w3.eth.send_raw_transaction(signed.rawTransaction)

print("Tx hash:", tx_hash.hex())

使用 tx_hash 可在 Ropsten Etherscan（https://ropsten.etherscan.io/tx/<tx_hash>）实时追踪状态。👉玩转链上收发，简单快捷就在这里

常见疑问 FAQ

Q1：Python 签名是否会暴露私钥？
A：只要私钥保存在环境变量或 .env 文件，不提交代码仓库，就基本安全。生产场景建议使用密钥管理服务（KMS 或 Vault）。

Q2：为何 estimateGas 结果偏高？
A：estimateGas 默认按最大可能调用套路估算，真实值通常低 10–30%。你可在实际部署后通过 历史平均 gasUsed × 1.1 调整。

Q3：Infura 免费额度耗尽怎么办？
A：可换 QuickNode、Alchemy，或者自建全节点。练手阶段调用量有限，几乎不可能用完。

Q4：如何切到以太坊主网？
A：把 Chain ID 改成 1，HTTPProvider 换成主网节点即可。但注意 Ropsten 是免费的，主网每一步都是真金白银。

Q5：ABI 如何生成？
A：使用 solc --bin --abi YourContract.sol 或部署时在 Remix IDE 里一键下载，也可用 Hardhat/Foundry 自动生成。

Q6：调试合约遇到回滚（revert）怎么办？
A：收集 tx_receipt.logs，结合 remix-debug 或在链上工具（如 Tenderly）查看 revert message，再做 ABI 解压。