以太坊私链搭建>Solidity系列教程 以太坊私链搭建

001以太坊源码分析-下载、编译go-ethereum、搭建私链下载

$ git clone https://github.com/ethereum/go-ethereum.git

编译

$ cd go-ethereum
$ make geth 

将 geth 添加到环境变量 vi ~/.bashrc

export GETH="$GOPATH/src/github.com/ethereum/go-ethereum/build"
export PATH="$PATH:$GETH/bin"

然后执行 source ~/.bashrc 使配置生效。

检查是否安装成功

geth --help

如果输出一些帮助提示命令，则安装成功。

搭建私链打造钱包

首先，为什么要创建钱包，因为我们需要使用 genesis.json 来初始化私链，还需要初始化一些 eth 方便转账，否则第一次挖矿很容易卡住。有交易时不容易卡住

#发送交易

打开之前的地址，输入密码

生成钱包.png

然后下载私钥

下载私钥文件.png

配置初始状态

运行以太坊私链，需要定义自己的创世块，创世块信息以JSON格式写入配置文件。首先将以下内容保存到 JSON 文件中，例如 genesis.json

$ mkdir ~/privatechain
$ cd privatechain
$ mkdir data0
$ vi genesis.json 

genesis.json 代码

定义分配一个钱包并将余额设置为 100 以太币

{
  "config": {
        "chainId": 10, 
        "homesteadBlock": 0,
        "eip155Block": 0,
        "eip158Block": 0
    },
  "alloc"      :{
       "开始下载的私钥文件的公钥地址":{
                  "balance":"100000000000000000000"
                }
   },
  "coinbase"   : "0x0000000000000000000000000000000000000000",
  "difficulty" : "0x20000",
  "extraData"  : "",
  "gasLimit"   : "0x2fefd8",
  "nonce"      : "0x0000000000000042",
  "mixhash"    : "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "parentHash" : "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "timestamp"  : "0x00"
}

其中chainID指定了独立的区块链网络ID。连接到其他节点时使用网络 ID。以太坊公网的网络ID为1。为了不与公链网络冲突，运行私链节点时必须指定自己的网络ID。不同ID网络的节点不能相互连接。配置文件还设置了当前挖矿难度难度、区块gas消耗限制gasLimit等参数。

初始化：写入创世块

准备好创世块配置文件后，需要初始化区块链，并将上述创世块信息写入区块链。首先，创建一个新目录来存储区块链数据。假设新创建的数据目录是~/privatechain/data0以太坊私链查询交易，而genesis.json存储在~/privatechain中。此时目录结构应该如下：

privatechain
├── data0
└── genesis.json

执行初始化命令：

geth --datadir data0 init genesis.json

上述命令的主体是geth init，意思是初始化区块链。该命令可以有选项和参数。--datadir 选项后跟一个目录名，这里是data0，表示指定的数据存储目录是data0以太坊私链查询交易，genesis.json 是init 命令的Arguments。

运行上述命令将读取 genesis.json 文件，并根据内容将创世块写入区块链。如果看到如下输出，说明初始化成功。

INFO [01-29|21:21:13] Maximum peer count                       ETH=25 LES=0 total=25
INFO [01-29|21:21:13] Allocated cache and file handles         database=/Users/fujinliang/privatechain/data0/geth/chaindata cache=16 handles=16
INFO [01-29|21:21:13] Writing custom genesis block 
INFO [01-29|21:21:13] Persisted trie from memory database      nodes=0 size=0.00B time=358.89µs gcnodes=0 gcsize=0.00B gctime=0s livenodes=1 livesize=0.00B
INFO [01-29|21:21:13] Successfully wrote genesis state         database=chaindata                                           hash=5e1fc7…d790e0
INFO [01-29|21:21:13] Allocated cache and file handles         database=/Users/fujinliang/privatechain/data0/geth/lightchaindata cache=16 handles=16
INFO [01-29|21:21:13] Writing custom genesis block 
INFO [01-29|21:21:13] Persisted trie from memory database      nodes=0 size=0.00B time=2.633µs  gcnodes=0 gcsize=0.00B gctime=0s livenodes=1 livesize=0.00B
INFO [01-29|21:21:13] Successfully wrote genesis state         database=lightchaindata                                           hash=5e1fc7…d790e0

初始化成功后，会在数据目录data0中生成geth和keystore两个文件夹。此时的目录结构如下：

privatechain
├── data0
│   ├── geth
│   │   ├── chaindata
│   │   │   ├── 000001.log
│   │   │   ├── CURRENT
│   │   │   ├── LOCK
│   │   │   ├── LOG
│   │   │   └── MANIFEST-000000
│   │   └── lightchaindata
│   │       ├── 000001.log
│   │       ├── CURRENT
│   │       ├── LOCK
│   │       ├── LOG
│   │       └── MANIFEST-000000
│   └── keystore
└── genesis.json

区块数据存储在 geth/chaindata 中，账户数据存储在 keystore 中。

然后将我们生成的私钥文件移动到这个keystore文件夹中。我们启动节点并使用eth.accounts后，可以看到我们搬进来的私钥文件的公钥地址，使用eth.getBalance(eth.accounts[0])打印出100 ether

启动私链节点

geth --datadir data0 --networkid 110 console

上述命令的主体是geth console，意思是启动节点，进入交互控制台。--datadir 选项指定使用 data0 作为数据目录。--networkid 选项后面是一个数字，这里是 110，表示这条私链的网络 ID 指定为 110。网络 ID 用于连接其他节点时使用。以太坊公网的network id为1。为了不与公链网络冲突，运行私链节点时必须指定自己的network id。

运行上述命令后，启动区块链节点，进入节点的控制台：

...
Welcome to the Geth JavaScript console!
instance: Geth/v1.8.10-unstable-ccc0debb/darwin-amd64/go1.10.2
 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 JavaScript 执行环境，可以在其中执行 JavaScript 代码，其中 > 是命令提示符。在这个环境中也有内置的 JavaScript 对象用于操作以太坊，这些对象可以直接使用。这些对象主要包括：

控制台操作

进入 Ethereum Javascript Console 后，您可以使用内置对象进行一些操作。这些内置对象提供了丰富的功能，例如查看区块和交易、创建账户、挖矿、发送交易和部署智能合约。

常用命令有：

创建帐号

输入 eth.accounts 查询系统中的账户：

> eth.accounts
[]

显示为[]，表示没有账号，则使用personal.newAccount()创建账号：

> personal.newAccount()
Passphrase: 
Repeat passphrase: 
"0xfb9cc019fc650a1699d05b7fb564b83c3a72b64d"

Passphrase 表示输入密码，Repeat passphrase 表示输入确认密码

重新创建一个帐户

> personal.newAccount()
Passphrase: 
Repeat passphrase: 
"0xc6b5702b15a3794374e28f41f36e1e8dbdd564df"

查看刚刚创建的用户：

> eth.accounts
["0xfb9cc019fc650a1699d05b7fb564b83c3a72b64d", "0xc6b5702b15a3794374e28f41f36e1e8dbdd564df"]

帐号默认保存在数据目录的data0/keystore文件夹中。可以查看里面的文件

{
    "address": "fb9cc019fc650a1699d05b7fb564b83c3a72b64d", 
    "crypto": {
        "cipher": "aes-128-ctr", 
        "ciphertext": "0efae4f94134172b785f1f635be8e70342bf31e1e0ecad21d672594f09ccf572", 
        "cipherparams": {
            "iv": "37f4f3fa2cf070b70e3eb668fad6f46f"
        }, 
        "kdf": "scrypt", 
        "kdfparams": {
            "dklen": 32, 
            "n": 262144, 
            "p": 1, 
            "r": 8, 
            "salt": "1cdd1cf97fb882c3d3e734223668b47c888170e795346e11d0f521a71fe3aa2a"
        }, 
        "mac": "902a29db25a3a35a2568b04b30a8194201f07ab37c96ed1fe9af932fc1d38be0"
    }, 
    "id": "ecd5beb2-8261-4207-8eff-2fa34678d064", 
    "version": 3
}

查看账户余额

账户余额可以通过eth.getBalance()查看

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

目前两个账户的以太币余额为0，要让账户有余额，可以从其他账户转账，也可以通过挖矿获得以太币奖励。

开始和停止挖矿

通过 miner.start() 开始挖矿

> miner.start(3)

start参数表示用于挖矿的线程数。第一次开始挖矿，会先生成挖矿所需的DAG文件。这个过程有点慢。进度达到100%后，开始挖矿。此时，屏幕将刷新挖矿信息。

要停止挖矿，请在控制台中输入：

miner.stop()

挖一个区块会奖励5个以太币，挖矿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
"0xfb9cc019fc650a1699d05b7fb564b83c3a72b64d"

您可以通过 miner.setEtherbase() 将其他账户设置为 coinbase

> miner.setEtherbase(eth.accounts[1])
true
> eth.coinbase
"0xc6b5702b15a3794374e28f41f36e1e8dbdd564df"

重启挖矿，检查 eth.accounts[1] 是否可以获取以太币

> miner.start(3)
//等待几秒后
> miner.stop()

查看账户余额：

> eth.getBalance(eth.accounts[0])
280000000000000000000
> eth.getBalance(eth.accounts[1])
210000000000000000000

发现账户0和账户1都有ether，说明miner.setEtherbase()设置成功。

getBalance()返回值的单位是wei，是ether的最小单位，1 ether = 10的wei的18次方。要查看有多少以太币，请使用 web3.fromWei() 将返回值转换为以太币：

> web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[0]),'ether')
280
> web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[1]),'ether')
210

发送交易

我们将 10 个以太币从账户 0 转移到账户 1。我们必须先解锁账户 0，然后才能发起交易：

> personal.unlockAccount(eth.accounts[0])
Unlock account 0xfb9cc019fc650a1699d05b7fb564b83c3a72b64d
Passphrase: 
true

发起交易

> amount = web3.toWei(10,'ether')
"10000000000000000000"
> eth.sendTransaction({from:eth.accounts[0],to:eth.accounts[1],value:amount})
INFO [05-29|22:37:32] Submitted transaction                    fullhash=0x493e8aa2bcb6b2a362bdbd86b2c454279e14beea43b444aeb45c7f667bf572e2 recipient=0xc6b5702B15a3794374e28f41F36e1E8dBDd564DF
"0x493e8aa2bcb6b2a362bdbd86b2c454279e14beea43b444aeb45c7f667bf572e2"

查询账户1的余额：

> web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[1]),'ether')
210

发现账户余额没有变化。此时，交易已提交到区块链，但尚未处理。可以使用 txpool.status 命令查看本地交易池中有一个待处理的交易：

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

有一个待处理的事务，pending 表示一个事务已经提交但还没有处理。

挖矿是处理交易所必需的。这里我们开始挖矿，等待一个区块被挖出后停止挖矿：

>miner.start(1);admin.sleepBlocks(1);miner.stop()
> web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[1]),'ether')
225.000378

发现账户收到了账户里的钱，还有5个以太币。事实上，额外的 5 个以太币就是挖矿奖励。

查看交易和区块

查看当前总块数：

> eth.blockNumber
99

按块号查看块：

> eth.getBlock(6)
{
  difficulty: 131328,
  extraData: "0xd98301080a846765746888676f312e31302e328664617277696e",
  gasLimit: 3160033,
  gasUsed: 0,
  hash: "0x9679d0dc01045c3d15cbf29241ae1cd6de2e5661d3387c0980f6397e3fd9ed2c",
  logsBloom: "0x00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  miner: "0xfb9cc019fc650a1699d05b7fb564b83c3a72b64d",
  mixHash: "0x05c369134eac2cb6227860b4ed11527b11825af3541712c5704914576c37c0a0",
  nonce: "0x00168a9831624417",
  number: 6,
  parentHash: "0xad68f0a581cf2144b8a05190b6310c7a9d945d9c338fd16b4708651b8813ad8b",
  receiptsRoot: "0x56e81f171bcc55a6ff8345e692c0f86e5b48e01b996cadc001622fb5e363b421",
  sha3Uncles: "0x1dcc4de8dec75d7aab85b567b6ccd41ad312451b948a7413f0a142fd40d49347",
  size: 537,
  stateRoot: "0xfaa0a4ffe160a2937b967f9780ae0de51a465bcce6a3f6f3aa24b903df3d44a0",
  timestamp: 1527602736,
  totalDifficulty: 918144,
  transactions: [],
  transactionsRoot: "0x56e81f171bcc55a6ff8345e692c0f86e5b48e01b996cadc001622fb5e363b421",
  uncles: []
}

通过交易哈希查看交易（哈希值包含在上面的交易返回值中）：

eth.getTransaction("0x493e8aa2bcb6b2a362bdbd86b2c454279e14beea43b444aeb45c7f667bf572e2")
{
  blockHash: "0xbe60f7ccddcb7cab39a7b932c0d89d37ac13ae14521cfdcb8ac359a5b6773655",
  blockNumber: 99,
  from: "0xfb9cc019fc650a1699d05b7fb564b83c3a72b64d",
  gas: 90000,
  gasPrice: 18000000000,
  hash: "0x493e8aa2bcb6b2a362bdbd86b2c454279e14beea43b444aeb45c7f667bf572e2",
  input: "0x",
  nonce: 0,
  r: "0x8da41e865d399fc4d8f813a39116e486db7658a04ea1f89ca0b7f44c02dd3c57",
  s: "0x15edd22404460cfc5e86c9735774a02aad024bc8c369ec531e4485f1012cbcf6",
  to: "0xc6b5702b15a3794374e28f41f36e1e8dbdd564df",
  transactionIndex: 0,
  v: "0x37",
  value: 10000000000000000000
}