以太坊私有链

时间 2019-11-12

标签以太私有繁體版

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虽然以太坊是一个公有链系统，可是咱们能够经过设置一些参数来运行本身的私有链节点，在本身的私有链上进行开发和测试不须要同步公有链数据，也不须要花钱来买以太币，节省存储空间和成本，并且很灵活很方便。本文介绍使用geth客户端搭建私有链的操做步骤，同时会解释在这个过程当中用到的各个命令及选项的含义和做用，最后会介绍geth的Javascript Console中的一些经常使用功能。node

系统和软件

Ubuntu 16.04 64位
geth 1.5.6 =>(安装教程)

搭建私有链

1、准备创世区块配置文件

以太坊支持自定义创世区块，要运行私有链，咱们就须要定义本身的创世区块，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。linux

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

2、初始化：写入创世区块

准备好创世区块配置文件后，须要初始化区块链，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用来存放区块链数据，假设新建的数据目录为~/privatechain/data0，genesis.json保存在~/privatechain中，此时目录结构应该是这样的：web

privatechain
├── data0
└── genesis.json

接下来进入privatechain中，执行初始化命令：json

$ 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，命令能够带有选项和参数，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。api

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。若是看到如下的输出内容，说明初始化成功了。网络

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

初始化成功后，会在数据目录data0中生成geth和keystore两个文件夹，此时目录结构以下：区块链

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

其中geth/chaindata中存放的是区块数据，keystore中存放的是帐户数据。测试

3、启动私有链节点

初始化完成后，就有了一条本身的私有链，以后就能够启动本身的私有链节点并作一些操做，在终端中输入如下命令便可启动节点：加密

$ 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做为数据目录，--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在链接到其余节点的时候会用到，以太坊公网的网络id是1，为了避免与公有链网络冲突，运行私有链节点的时候要指定本身的网络id。spa

运行上面的命令后，就启动了区块链节点并进入了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

>

这是一个交互式的Javascript执行环境，在这里面能够执行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做以太坊的Javascript对象，能够直接使用这些对象。这些对象主要包括：

eth：包含一些跟操做区块链相关的方法
net：包含如下查看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&中止挖矿的一些方法
personal：主要包含一些管理帐户的方法
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

探索Javascript Console

进入以太坊Javascript Console后，就可使用里面的内置对象作一些操做，这些内置对象提供的功能很丰富，好比查看区块和交易、建立帐户、挖矿、发送交易、部署智能合约等。接下来介绍几个经常使用功能，下面的操做中，前面带>的表示在Javascript Console中执行的命令。

1、建立帐户

前面只是搭建了私有链，并无本身的帐户，能够在js console中输入eth.accounts来验证：

> eth.accounts
[]

接下来使用personal对象来建立一个帐户：

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

会提示输入密码和确认密码，输入密码不会有显示，只要输入就能够了，以后就会显示新建立的帐户地址。

能够建立多个帐户，咱们再来建立一个帐户：

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

接下来就能够查看到刚才建立的两个帐户了：

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

帐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建立的两个帐户，这是json格式的文本文件，能够打开查看，里面存的是私钥通过密码加密后的信息。

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键自动补全。

2、查看帐户余额

eth对象提供了查看帐户余额的方法：

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

目前两个帐户的以太币余额都是0，要使帐户有余额，能够从其余帐户转帐过来，或者经过挖矿来得到以太币奖励。

3、启动&中止挖矿

经过miner.start()来启动挖矿：

> miner.start(1)

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。

若是想中止挖矿，在js console中输入miner.stop()：

> 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()以后回车，便可中止挖矿。

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帐户，这个帐户叫作coinbase，默认状况下coinbase是本地帐户中的第一个帐户：

> eth.coinbase
"0xc232e2add308136571bb8f9197ba4ae4e5ba9836"

如今的coinbase是帐户0，要想使挖矿奖励进入其余帐户，经过miner.setEtherbase()将其余帐户设置成coinbase便可：

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

咱们仍是以帐户0做为coinbase，挖到区块之后，帐户0里面应该就有余额了：

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

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，能够用web3.fromWei()将返回值换算成以太币：

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

4、发送交易

目前，帐户一的余额仍是0：

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

能够经过发送一笔交易，从帐户0转移5个以太币到帐户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

这里报错了，缘由是帐户每隔一段时间就会被锁住，要发送交易，必须先解锁帐户，因为咱们要从帐户0发送交易，因此要解锁帐户0：

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

输入建立帐户时设置的密码，就能够成功解锁帐户。而后再发送交易：

> 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"

此时交易已经提交到区块链，返回了交易的hash，但还未被处理，这能够经过查看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，必需要挖矿。这里咱们启动挖矿，而后等待挖到一个区块以后就中止挖矿：

> 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：

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

此时，交易已经生效，帐户一应该已经收到了5个以太币了：

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

5、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
33

经过交易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
}

经过区块号查看区块：

> 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: []
}

还有更多的功能请自行探索...。

6、链接到其余节点

能够经过admin.addPeer()方法链接到其余节点，两个节点要想联通，必须保证网络是相通的，而且要指定相同的networkid。

假设有两个节点：节点一和节点二，networkid都是1108，经过下面的步骤就能够从节点一链接到节点二。

首先要知道节点二的enode信息，在节点二的js console中执行下面的命令查看enode信息：

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

而后在节点一的js console中执行admin.addPeer()，就能够链接到节点二：

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

addPeer()的参数就是节点二的enode信息，注意要把enode中的[::]替换成节点二的IP地址。链接成功后，节点二就会开始同步节点一的区块，同步完成后，任意一个节点开始挖矿，另外一个节点会自动同步区块，向任意一个节点发送交易，另外一个节点也会收到该笔交易。

经过admin.peers能够查看链接到的其余节点信息，经过net.peerCount能够查看已链接到的节点数量。

除了上面的方法，也能够在启动节点的时候指定--bootnodes选项链接到其余节点。