以太坊學習筆記：私有鏈搭建操做指南

時間  2019-11-13
標籤 以太 學習 筆記 私有 搭建 指南 简体版
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雖然以太坊是一個公有鏈系統，可是咱們能夠經過設置一些參數來運行本身的私有鏈節點，在本身的私有鏈上進行開發和測試不須要同步公有鏈數據，也不須要花錢來買以太幣，節省存儲空間和成本，並且很靈活很方便。本文介紹使用geth客戶端搭建私有鏈的操做步驟，同時會解釋在這個過程當中用到的各個命令及選項的含義和做用，最後會介紹geth的Javascript Console中的一些經常使用功能。node

系統和軟件

搭建私有鏈

1、準備創世區塊配置文件

以太坊支持自定義創世區塊，要運行私有鏈，咱們就須要定義本身的創世區塊，創世區塊信息寫在一個json格式的配置文件中。首先將下面的內容保存到一個json文件中，例如genesis.json。linux

{
  "coinbase"   : "0x0000000000000000000000000000000000000000",
  "difficulty" : "0x400",
  "extraData"  : "0x0",
  "gasLimit"   : "0x2fefd8",
  "nonce"      : "0xdeadbeefdeadbeef",
  "mixhash"    : "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "parentHash" : "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "timestamp"  : "0x00",
  "alloc"      : {}
}

2、初始化：寫入創世區塊

準備好創世區塊配置文件後，須要初始化區塊鏈，將上面的創世區塊信息寫入到區塊鏈中。首先要新建一個目錄用來存放區塊鏈數據，假設新建的數據目錄爲~/privatechain/data0，genesis.json保存在~/privatechain中，此時目錄結構應該是這樣的：web

privatechain
├── data0
└── genesis.json

接下來進入privatechain中，執行初始化命令：json

$ cd privatechain
$ geth --datadir data0 init genesis.json

上面的命令的主體是geth init，表示初始化區塊鏈，命令能夠帶有選項和參數，其中--datadir選項後面跟一個目錄名，這裏爲data0，表示指定數據存放目錄爲data0，genesis.json是init命令的參數。api

運行上面的命令，會讀取genesis.json文件，根據其中的內容，將創世區塊寫入到區塊鏈中。若是看到如下的輸出內容，說明初始化成功了。網絡

I0322 10:52:44.585282 cmd/geth/chaincmd.go:131] successfully wrote genesis block and/or chain rule set: b240e0678c2a8f87cf350225b528e3d97688aad6d4d84ee84e405c7fc9e37e4e

初始化成功後，會在數據目錄data0中生成geth和keystore兩個文件夾，此時目錄結構以下：區塊鏈

privatechain
├── data0
│   ├── geth
│   │   └── chaindata
│   │       ├── 000002.log
│   │       ├── CURRENT
│   │       ├── LOCK
│   │       ├── LOG
│   │       └── MANIFEST-000003
│   └── keystore
└── genesis.json

其中geth/chaindata中存放的是區塊數據，keystore中存放的是帳戶數據。測試

3、啓動私有鏈節點

初始化完成後，就有了一條本身的私有鏈，以後就能夠啓動本身的私有鏈節點並作一些操做，在終端中輸入如下命令便可啓動節點：加密

$ geth --datadir data0 --networkid 1108 console

上面命令的主體是geth console，表示啓動節點並進入交互式控制檯，--datadir選項指定使用data0做爲數據目錄，--networkid選項後面跟一個數字，這裏是1108，表示指定這個私有鏈的網絡id爲1108。網絡id在鏈接到其餘節點的時候會用到，以太坊公網的網絡id是1，爲了避免與公有鏈網絡衝突，運行私有鏈節點的時候要指定本身的網絡id。.net

運行上面的命令後，就啓動了區塊鏈節點並進入了Javascript Console：

...
Welcome to the Geth JavaScript console!

instance: Geth/v1.5.6-stable/linux/go1.7.3
 modules: admin:1.0 debug:1.0 eth:1.0 miner:1.0 net:1.0 personal:1.0 rpc:1.0 txpool:1.0 web3:1.0

>

這是一個交互式的Javascript執行環境，在這裏面能夠執行Javascript代碼，其中>是命令提示符。在這個環境裏也內置了一些用來操做以太坊的Javascript對象，能夠直接使用這些對象。這些對象主要包括：

  • eth：包含一些跟操做區塊鏈相關的方法
  • net：包含如下查看p2p網絡狀態的方法
  • admin：包含一些與管理節點相關的方法
  • miner：包含啓動&中止挖礦的一些方法
  • personal：主要包含一些管理帳戶的方法
  • txpool：包含一些查看交易內存池的方法
  • web3：包含了以上對象，還包含一些單位換算的方法

探索Javascript Console

進入以太坊Javascript Console後，就可使用裏面的內置對象作一些操做，這些內置對象提供的功能很豐富，好比查看區塊和交易、建立帳戶、挖礦、發送交易、部署智能合約等。 接下來介紹幾個經常使用功能，下面的操做中，前面帶>的表示在Javascript Console中執行的命令。

1、建立帳戶

前面只是搭建了私有鏈，並無本身的帳戶，能夠在js console中輸入eth.accounts來驗證：

> eth.accounts
[]

接下來使用personal對象來建立一個帳戶：

> personal.newAccount()
Passphrase: 
Repeat passphrase: 
"0xc232e2add308136571bb8f9197ba4ae4e5ba9836"

會提示輸入密碼和確認密碼，輸入密碼不會有顯示，只要輸入就能夠了，以後就會顯示新建立的帳戶地址。

能夠建立多個帳戶，咱們再來建立一個帳戶：

> personal.newAccount()
Passphrase: 
Repeat passphrase: 
"0x814d39aa21f3eed069f2b21da7b5f857f7343afa"

接下來就能夠查看到剛纔建立的兩個帳戶了：

> eth.accounts
["0xc232e2add308136571bb8f9197ba4ae4e5ba9836", "0x814d39aa21f3eed069f2b21da7b5f857f7343afa"]

帳戶默認會保存在數據目錄的keystore文件夾中。查看目錄結構，發現data0/keystore中多了兩個文件，這兩個文件就對應剛纔建立的兩個帳戶，這是json格式的文本文件，能夠打開查看，裏面存的是私鑰通過密碼加密後的信息。

data0
├── geth
│   ├── chaindata
│   ├── LOCK
│   ├── nodekey
│   └── nodes
├── geth.ipc
├── history
└── keystore
    ├── UTC--2017-03-22T09-06-47.766993033Z--c232e2add308136571bb8f9197ba4ae4e5ba9836
    └── UTC--2017-03-22T09-09-42.041015656Z--814d39aa21f3eed069f2b21da7b5f857f7343afa

小提示：命令均可以按Tab鍵自動補全。

2、查看帳戶餘額

eth對象提供了查看帳戶餘額的方法：

> eth.getBalance(eth.accounts[0])
0
> eth.getBalance(eth.accounts[1])
0

目前兩個帳戶的以太幣餘額都是0，要使帳戶有餘額，能夠從其餘帳戶轉帳過來，或者經過挖礦來得到以太幣獎勵。

3、啓動&中止挖礦

經過miner.start()來啓動挖礦：

> miner.start(1)

其中start的參數表示挖礦使用的線程數。第一次啓動挖礦會先生成挖礦所需的DAG文件，這個過程有點慢，等進度達到100%後，就會開始挖礦，此時屏幕會被挖礦信息刷屏。

若是想中止挖礦，在js console中輸入miner.stop()：

> miner.stop()

注意：輸入的字符會被挖礦刷屏信息沖掉，沒有關係，只要輸入完整的miner.stop()以後回車，便可中止挖礦。

挖到一個區塊會獎勵5個以太幣，挖礦所得的獎勵會進入礦工的帳戶，這個帳戶叫作coinbase，默認狀況下coinbase是本地帳戶中的第一個帳戶：

> eth.coinbase
"0xc232e2add308136571bb8f9197ba4ae4e5ba9836"

如今的coinbase是帳戶0，要想使挖礦獎勵進入其餘帳戶，經過miner.setEtherbase()將其餘帳戶設置成coinbase便可：

> miner.setEtherbase(eth.accounts[1])
true
> eth.coinbase
"0x814d39aa21f3eed069f2b21da7b5f857f7343afa"

咱們仍是以帳戶0做爲coinbase，挖到區塊之後，帳戶0裏面應該就有餘額了：

> eth.getBalance(eth.accounts[0])
160000000000000000000

getBalance()返回值的單位是wei，wei是以太幣的最小單位，1個以太幣=10的18次方個wei。要查看有多少個以太幣，能夠用web3.fromWei()將返回值換算成以太幣：

> web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[0]),'ether')
160

4、發送交易

目前，帳戶一的餘額仍是0：

> eth.getBalance(eth.accounts[1])
0

能夠經過發送一筆交易，從帳戶0轉移5個以太幣到帳戶1：

> amount = web3.toWei(5,'ether')
"5000000000000000000"
> eth.sendTransaction({from:eth.accounts[0],to:eth.accounts[1],value:amount})
Error: account is locked
    at web3.js:3119:20
    at web3.js:6023:15
    at web3.js:4995:36
    at <anonymous>:1:1

這裏報錯了，緣由是帳戶每隔一段時間就會被鎖住，要發送交易，必須先解鎖帳戶，因爲咱們要從帳戶0發送交易，因此要解鎖帳戶0：

> personal.unlockAccount(eth.accounts[0])
Unlock account 0xc232e2add308136571bb8f9197ba4ae4e5ba9836
Passphrase: 
true

輸入建立帳戶時設置的密碼，就能夠成功解鎖帳戶。而後再發送交易：

> amount = web3.toWei(5,'ether')
"5000000000000000000"
> eth.sendTransaction({from:eth.accounts[0],to:eth.accounts[1],value:amount})
I0322 19:39:36.300675 internal/ethapi/api.go:1047] Tx(0x0c59f431068937cbe9e230483bc79f59bd7146edc8ff5ec37fea6710adcab825) to: 0x814d39aa21f3eed069f2b21da7b5f857f7343afa
"0x0c59f431068937cbe9e230483bc79f59bd7146edc8ff5ec37fea6710adcab825"

此時交易已經提交到區塊鏈，返回了交易的hash，但還未被處理，這能夠經過查看txpool來驗證：

> txpool.status
{
  pending: 1,
  queued: 0
}

其中有一條pending的交易，pending表示已提交但還未被處理的交易。

要使交易被處理，必需要挖礦。這裏咱們啓動挖礦，而後等待挖到一個區塊以後就中止挖礦：

> miner.start(1);admin.sleepBlocks(1);miner.stop();

當miner.stop()返回true後，txpool中pending的交易數量應該爲0了，說明交易已經被處理了：

> txpool.status
{
  pending: 0,
  queued: 0
}

此時，交易已經生效，帳戶一應該已經收到了5個以太幣了：

> web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[1]),'ether')
5

5、查看交易和區塊

eth對象封裝了查看交易和區塊信息的方法。

查看當前區塊總數：

> eth.blockNumber
33

經過交易hash查看交易：

> eth.getTransaction("0x0c59f431068937cbe9e230483bc79f59bd7146edc8ff5ec37fea6710adcab825")
{
  blockHash: "0xf5d3da50065ce5793c9571a031ad6fe5f1af326a3c4fb7ce16458f4d909c1613",
  blockNumber: 33,
  from: "0xc232e2add308136571bb8f9197ba4ae4e5ba9836",
  gas: 90000,
  gasPrice: 20000000000,
  hash: "0x0c59f431068937cbe9e230483bc79f59bd7146edc8ff5ec37fea6710adcab825",
  input: "0x",
  nonce: 0,
  r: "0x433fe5845391b6da3d8aa0d2b53674e09fb6126f0070a600686809b57e4ef77d",
  s: "0x6b0086fb76c46024f849141074a5bc79c49d5f9a658fd0fedbbe354889c34d8d",
  to: "0x814d39aa21f3eed069f2b21da7b5f857f7343afa",
  transactionIndex: 0,
  v: "0x1b",
  value: 5000000000000000000
}

經過區塊號查看區塊：

> eth.getBlock(33)
{
  difficulty: 132928,
  extraData: "0xd783010506846765746887676f312e372e33856c696e7578",
  gasLimit: 3244382,
  gasUsed: 21000,
  hash: "0xf5d3da50065ce5793c9571a031ad6fe5f1af326a3c4fb7ce16458f4d909c1613",
  logsBloom: "0x00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  miner: "0xc232e2add308136571bb8f9197ba4ae4e5ba9836",
  mixHash: "0x09849dff7c8b8467812fa80d1fa2a27bc61f1cf16d5b2c05a6ce1b77ee18f3f1",
  nonce: "0x5b3939449dbdbea0",
  number: 33,
  parentHash: "0xeca34637642f56f7cfe5b699031c7ddbc43aee00fb10c7f054e0a9719cf226da",
  receiptsRoot: "0xd5f5b7ee944e57cbff496f7bdda7ceffd5eedffe6d5be5320008190502adc07a",
  sha3Uncles: "0x1dcc4de8dec75d7aab85b567b6ccd41ad312451b948a7413f0a142fd40d49347",
  size: 649,
  stateRoot: "0xc7add6b756980ab9e482766e455597ef1583e747ad62e2924a8e66c6f9170112",
  timestamp: 1490183209,
  totalDifficulty: 4358016,
  transactions: ["0x0c59f431068937cbe9e230483bc79f59bd7146edc8ff5ec37fea6710adcab825"],
  transactionsRoot: "0x7335a362b2c3925e7ba1b41bf7772aa9645a13d4f9c12edd5892b87887264232",
  uncles: []
}

還有更多的功能請自行探索...。

6、鏈接到其餘節點

能夠經過admin.addPeer()方法鏈接到其餘節點，兩個節點要想聯通，必須保證網絡是相通的，而且要指定相同的networkid。

假設有兩個節點：節點一和節點二，networkid都是1108，經過下面的步驟就能夠從節點一鏈接到節點二。

首先要知道節點二的enode信息，在節點二的js console中執行下面的命令查看enode信息：

> admin.nodeInfo.enode
"enode://9e86289ea859ca041f235aed87a091d0cd594b377cbe13e1c5f5a08a8a280e62d4019ac54063ed6a1d0e3c3eaedad0b73c40b99a16a176993f0373ffe92be672@[::]:30304"

而後在節點一的js console中執行admin.addPeer()，就能夠鏈接到節點二：

> admin.addPeer("enode://9e86289ea859ca041f235aed87a091d0cd594b377cbe13e1c5f5a08a8a280e62d4019ac54063ed6a1d0e3c3eaedad0b73c40b99a16a176993f0373ffe92be672@127.0.0.1:30304")

addPeer()的參數就是節點二的enode信息，注意要把enode中的[::]替換成節點二的IP地址。鏈接成功後，節點二就會開始同步節點一的區塊，同步完成後，任意一個節點開始挖礦，另外一個節點會自動同步區塊，向任意一個節點發送交易，另外一個節點也會收到該筆交易。

經過admin.peers能夠查看鏈接到的其餘節點信息，經過net.peerCount能夠查看已鏈接到的節點數量。

除了上面的方法，也能夠在啓動節點的時候指定--bootnodes選項鍊接到其餘節點。

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