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【手把手】如何在10分钟内搭建一个以太坊私有链?

区块链大本营2018-11-07 20:51:22

在开发以太坊时,很多时候需要搭建一条以太坊私有链,这篇来自作者熊丽兵的文章,手把手教你10分钟内如何在Mac上进行搭建。


作者 | 熊丽兵

整理 | 科科


阅读本文前,你应该对以太坊语言有所了解,如果你还不了解,建议你先看以太坊是什么。


go-ethereum客户端安装


Go-ethereum客户端通常被称为Geth,它是个命令行界面,执行在Go上实现的完整以太坊节点。Geth得益于Go语言的多平台特性,支持在多个平台上使用(比如Windows、Linux、Mac)。Geth是以太坊协议的具体落地实现,通过Geth,你可以实现以太坊的各种功能,如账户的新建编辑删除,开启挖矿,ether币的转移,智能合约的部署和执行等等。所以,我们选择geth工具来进行开发。由于本人是mac,所以优先使用mac进行开发啦。mac中geth安装如下:


brew tap ethereum/ethereum
brew install ethereum


检查是否安装成功


geth --help


如果输出一些帮助提示命令,则说明安装成功。

其他平台可参考Geth 安装


搭建私有链


以太坊支持自定义创世区块,要运行私有链,我们就需要定义自己的创世区块,创世区块信息写在一个json格式的配置文件中。首先将下面的内容保存到一个json文件中,例如genesis.json。

json文件内容如下:


{
 "config": {
       "chainId": 10,
       "homesteadBlock": 0,
       "eip155Block": 0,
       "eip158Block": 0
   },
 "alloc"      : {},
 "coinbase"   : "0x0000000000000000000000000000000000000000",
 "difficulty" : "0x20000",
 "extraData"  : "",
 "gasLimit"   : "0x2fefd8",
 "nonce"      : "0x0000000000000042",
 "mixhash"    : "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
 "parentHash" : "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
 "timestamp"  : "0x00"
}

左滑可查看未显示代码部分(下同)


初始化:写入创世区块


准备好创世区块json配置文件后,需要初始化区块链,将上面的创世区块信息写入到区块链中。首先要新建一个目录data0用来存放区块链数据(其实,这个目录data0就相当于一个根节点。当我们基于genesis.json生成根节点后,其他人就可以来连接此根节点,从而能进行交易)。data0目录结构如图所示:


接下来进入privatechain目录中,执行初始化命令:


cd privatechain
geth --datadir data0 init genesis.json


上面的命令的主体是 geth init,表示初始化区块链,命令可以带有选项和参数,其中–datadir选项后面跟一个目录名,这里为 data0,表示指定数据存放目录为 data0, genesis.json是init命令的参数。


运行上面的命令,会读取genesis.json文件,根据其中的内容,将创世区块写入到区块链中。如果看到log信息中含有Successfully wrote genesis state字样,说明初始化成功。


初始化成功后的目录如下:


其中geth/chaindata中存放的是区块数据,keystore中存放的是账户数据。


启动私有链节点


初始化完成后,就有了一条自己的私有链,之后就可以启动自己的私有链节点并做一些操作,在终端中输入以下命令即可启动节点:


geth --datadir data0 --networkid 1108 console


上面命令的主体是geth console,表示启动节点并进入交互式控制台,–datadir选项指定使用data0作为数据目录,–networkid选项后面跟一个数字,这里是1108,表示指定这个私有链的网络id为1108。网络id在连接到其他节点的时候会用到,以太坊公网的网络id是1,为了不与公有链网络冲突,运行私有链节点的时候要指定自己的网络id(上面命令可能会运行失败,我直接重启mac,再进入到privateChain目录中,简单粗暴)。


运行上面的命令后,就启动了区块链节点并进入了Javascript Console:


这是一个交互式的Javascript执行环境,在这里面可以执行Javascript代码,其中>是命令提示符。在这个环境里也内置了一些用来操作以太坊的Javascript对象,可以直接使用这些对象。这些对象主要包括:


eth:包含一些跟操作区块链相关的方法
net:包含以下查看p2p网络状态的方法
admin:包含一些与管理节点相关的方法
miner:包含启动&停止挖矿的一些方法
personal:主要包含一些管理账户的方法
txpool:包含一些查看交易内存池的方法
web3:包含了以上对象,还包含一些单位换算的方法


玩转Javascript Console


进入以太坊Javascript Console后,就可以使用里面的内置对象做一些操作,这些内置对象提供的功能很丰富,比如查看区块和交易、创建账户、挖矿、发送交易、部署智能合约等。接下来介绍几个常用功能,下面的操作中,前面带>的表示在Javascript Console中执行的命令。


创建账户


前面只是搭建了私有链,并没有自己的账户,可以在js console中输入eth.accounts来验证:


> eth.accounts
[]


此时没有账户,接下来使用personal对象来创建一个账户:


> personal.newAccount()
> Passphrase:
> Repeat passphrase:
"0x4a3b0216e1644c1bbabda527a6da7fc5d178b58f"


Passphrase其实就是密码的意思,输入两次密码后,就创建了一个账户。再次执行命令:


> personal.newAccount()
> Passphrase:
> Repeat passphrase:
"0x46b24d04105551498587e3c6ce2c3341d5988938"


这时候再去看账户,就有两个了。


> eth.accounts
["0x4a3b0216e1644c1bbabda527a6da7fc5d178b58f", "0x46b24d04105551498587e3c6ce2c3341d5988938"]


账户默认会保存在数据目录的keystore文件夹中。查看目录结构,发现data0/keystore中多了两个文件,这两个文件就对应刚才创建的两个账户,这是json格式的文本文件,可以打开查看,里面存的是私钥经过密码加密后的信息。


json文件中信息格式如下:


{
 "address": "4a3b0216e1644c1bbabda527a6da7fc5d178b58f",
 "crypto": {
   "cipher": "aes-128-ctr",
   "ciphertext": "238d6d48126b762c8f13e84622b1bbb7713f7244c2f24555c99b76396fae8355",
   "cipherparams": {
     "iv": "d0f5a3d3e6c1eeec77bf631bc938725d"
   },
   "kdf": "scrypt",
   "kdfparams": {
     "dklen": 32,
     "n": 262144,
     "p": 1,
     "r": 8,
     "salt": "70dc72c4eb63bea50f7637d9ff85bb53f6ca8ace17f4245feae9c0bc9abaad82"
   },
   "mac": "bd7fc0c937c39f1cbbf1ca654c33b53d7f9c644c6dacfeefe1641d2f3decea04"
 },
 "id": "57803d82-0cd4-4a78-9c29-9f9252fdcf60",
 "version": 3
}


查看账户余额


eth对象提供了查看账户余额的方法:


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


目前两个账户的以太币余额都是0,要使账户有余额,可以从其他账户转账过来,或者通过挖矿来获得以太币奖励。


启动&停止挖矿


通过miner.start()来启动挖矿:


> miner.start(10)


其中start的参数表示挖矿使用的线程数。第一次启动挖矿会先生成挖矿所需的DAG文件,这个过程有点慢,等进度达到100%后,就会开始挖矿,此时屏幕会被挖矿信息刷屏。


如果想停止挖矿,并且进度已经达到100%之后,可以在js console中输入


miner.stop():


注意:输入的字符会被挖矿刷屏信息冲掉,没有关系,只要输入完整的miner.stop()之后回车,即可停止挖矿。


挖到一个区块会奖励5个以太币,挖矿所得的奖励会进入矿工的账户,这个账户叫做coinbase,默认情况下coinbase是本地账户中的第一个账户:


> eth.coinbase
"0x4a3b0216e1644c1bbabda527a6da7fc5d178b58f"


现在的coinbase是账户0,要想使挖矿奖励进入其他账户,通过miner.setEtherbase()将其他账户设置成coinbase即可:


> miner.setEtherbase(eth.accounts[1])
true
> eth.coinbase
"0x46b24d04105551498587e3c6ce2c3341d5988938"


挖到区块以后,账户0里面应该就有余额了:


> eth.getBalance(eth.accounts[0])
2.31e+21


getBalance()返回值的单位是wei,wei是以太币的最小单位,1个以太币=10的18次方个wei。要查看有多少个以太币,可以用web3.fromWei()将返回值换算成以太币:


> web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[0]),'ether')
2310


发送交易


截止目前,账户一的余额还是0:


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


可以通过发送一笔交易,从账户0转移10个以太币到账户1:


> amount = web3.toWei(10,'ether')
"10000000000000000000"
> eth.sendTransaction({from:eth.accounts[0],to:eth.accounts[1],value:amount})
Error: authentication needed: password or unlock
   at web3.js:3143:20
   at web3.js:6347:15
   at web3.js:5081:36
   at <anonymous>:1:1


这里报错了,原因是账户每隔一段时间就会被锁住,要发送交易,必须先解锁账户,由于我们要从账户0发送交易,所以要解锁账户0:


> personal.unlockAccount(eth.accounts[0])
Unlock account 0x4a3b0216e1644c1bbabda527a6da7fc5d178b58f
Passphrase:
true


输入创建账户时设置的密码,就可以成功解锁账户。然后再发送交易:


> amount = web3.toWei(10,'ether')
"10000000000000000000"
> eth.sendTransaction({from:eth.accounts[0],to:eth.accounts[1],value:amount})
INFO [03-07|11:13:11] Submitted transaction                    fullhash=0x1b21bba16dd79b659c83594b0c41de42debb2738b447f6b24e133d51149ae2a6 recipient=0x46B24d04105551498587e3C6CE2c3341d5988938
"0x1b21bba16dd79b659c83594b0c41de42debb2738b447f6b24e133d51149ae2a6"


我们去查看账户1中的余额:


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


发现还没转过去,此时交易已经提交到区块链,但还未被处理,这可以通过查看txpool来验证:


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


其中有一条pending的交易,pending表示已提交但还未被处理的交易。


要使交易被处理,必须要挖矿。这里我们启动挖矿,然后等待挖到一个区块之后就停止挖矿:


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


当miner.stop()返回true后,txpool中pending的交易数量应该为0了,说明交易已经被处理了,而账户1应该收到币了:


> web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[1]),'ether')
10


查看交易和区块


eth对象封装了查看交易和区块信息的方法。


查看当前区块总数:


> eth.blockNumber
463


通过区块号查看区块:


> eth.getBlock(66)
{
 difficulty: 135266,
 extraData: "0xd783010802846765746886676f312e31308664617277696e",
 gasLimit: 3350537,
 gasUsed: 0,
 hash: "0x265dfcc0649bf6240812256b2b9b4e3ae48d51fd8e43e25329ac111556eacdc8",
 logsBloom: "0x00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
 miner: "0x4a3b0216e1644c1bbabda527a6da7fc5d178b58f",
 mixHash: "0xaf755722f62cac9b483d3437dbc795f2d3a02e28ec03d39d8ecbb6012906263c",
 nonce: "0x3cd80f6ec5c2f3e9",
 number: 66,
 parentHash: "0x099776a52223b892d13266bb3aec3cc04c455dc797185f0b3300d39f9fc0a8ec",
 receiptsRoot: "0x56e81f171bcc55a6ff8345e692c0f86e5b48e01b996cadc001622fb5e363b421",
 sha3Uncles: "0x1dcc4de8dec75d7aab85b567b6ccd41ad312451b948a7413f0a142fd40d49347",
 size: 535,
 stateRoot: "0x0c9feec5a201c8c98618331aecbfd2d4d93da1c6064abd0c41ae649fc08d8d06",
 timestamp: 1520391527,
 totalDifficulty: 8919666,
 transactions: [],
 transactionsRoot: "0x56e81f171bcc55a6ff8345e692c0f86e5b48e01b996cadc001622fb5e363b421",
 uncles: []
}


通过交易hash查看交易:


> eth.getTransaction("0x1b21bba16dd79b659c83594b0c41de42debb2738b447f6b24e133d51149ae2a6")
{
 blockHash: "0x1cb368a27cc23c786ff5cdf7cd4351d48f4c8e8aea2e084a5e9d7c480449c79a",
 blockNumber: 463,
 from: "0x4a3b0216e1644c1bbabda527a6da7fc5d178b58f",
 gas: 90000,
 gasPrice: 18000000000,
 hash: "0x1b21bba16dd79b659c83594b0c41de42debb2738b447f6b24e133d51149ae2a6",
 input: "0x",
 nonce: 0,
 r: "0x31d22686e0d408a16497becf6d47fbfdffe6692d91727e5b7ed3d73ede9e66ea",
 s: "0x7ff7c14a20991e2dfdb813c2237b08a5611c8c8cb3c2dcb03a55ed282ce4d9c3",
 to: "0x46b24d04105551498587e3c6ce2c3341d5988938",
 transactionIndex: 0,
 v: "0x38",
 value: 10000000000000000000
}


看完你也来试试吧!


作者简介:

熊丽兵, 牛娃软件 CTO ,深入浅出区块链learnblockchain.cn博主,区块链大本营特邀专栏作者。擅长Java/Python/JavaScript语言,曾就职于创新工场(点心团队),猎豹移动,参与开发移动应用,如安卓优化大师,清理大师等。昵称Tiny熊, ,区块链大本营特邀专栏作者, 对底层公链,区块链技术落地有深入研究。


本文原始链接:

https://learnblockchain.cn/2018/03/18/create_private_blockchain/#more


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