区块链开发（一）搭建环境-基于以太坊私有链

2017-11-30

区块链

1. 安装Geth和Mist
2. 准备创世块文件
3. 启动私有链节点
1. 3.1. 在Ubuntu启动区块链节点
2. 3.2. 在windows启动区块链节点
4. 使用节点创建账号
1. 4.1. Geth JavaScript控制台环境使用说明
5. 私有链图形节点
1. 5.1. 启动Ubuntu下私有链图形节点
2. 5.2. 启动Windows下私有链图形节点
6. 连接其他节点
7. 使用节点进行挖矿

安装Geth和Mist

Ubuntu下安装Geth客户端

之所以采用Ubuntu，是因为以太坊的官方对Ubuntu支持的很好，是在各个linux系统中安装最简单。

Geth官方安装指南：
https://github.com/ethereum/go-ethereum/wiki/Building-Ethereum

进入ubuntu命令行，执行如下命令

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get installsoftware-properties-common
$ sudo add-apt-repository -yppa:ethereum/ethereum
$ sudo add-apt-repository -yppa:ethereum/ethereum-dev
$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install ethereum

系统联网执行后，即完成了安装以太坊客户端，其中包括geth,bootnode,evm,disasm,rlpdump,ethtest
此时如果输入 geth 命令，会出现启动以太坊启动的画面

也可以源码编译安装

$ git clone https://github.com/ethereum/go-ethereum
$ sudo apt-get install -y build-essential golang
$ cd go-ethereum
$ make geth

Windows下安装Geth客户端

下载并安装 Geth for Windows.
Windows必须64位系统，从官方网站下载编译好的win64客户端，解压缩即可运行，下载地址如下（第二个地址备选）：

https://github.com/ethereum/go-ethereum/releases/
https://geth.ethereum.org/downloads/

下载后，只有一个Geth.exe的文件。

MAC OSX下安装Geth客户端

首先确保已安装homebrew，没有安装过的可以在命令行下执行
/usr/bin/ruby -e "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/master/install)"进行安装

1 2	$ brew tap ethereum/ethereum $ brew install ethereum

安装图像化客户端Mist

依然是从官方地址下载编译好的客户端即可，下载地址：

https://github.com/ethereum/mist/releases/

下载解压缩后，Ethereum-Wallet 即为以太坊图形化界面。

准备创世块文件

配置自己的创世块是为了区分公有链，同一个网络中，创世块必须是一样的，否则无法联通，此方法在windows和Ubuntu下通用。
新建文件piccgenesis.json,输入如下内容并保存

{
  "config": {
    "chainId": 123456,
    "homesteadBlock": 0,
    "eip155Block": 0,
    "eip158Block": 0
  },
  "nonce": "0x0000000000000042",
  "difficulty": "0x020000",
  "mixhash": "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "coinbase": "0x0000000000000000000000000000000000000000",
  "timestamp": "0x00",
  "parentHash": "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "extraData": "0x11bbe8db4e347b4e8c937c1c8370e4b5ed33adb3db69cbdb7a38e1e50b1b82fa",
  "gasLimit": "0x4c4b40",
  "alloc": {}
}

解释一下各个参数的作用：

参数	作用
mixhash	与nonce配合用于挖矿，由上一个区块的一部分生成的hash。注意他和nonce的设置需要满足以太坊的Yellow paper, 4.3.4. Block Header Validity, (44)章节所描述的条件。.
nonce	nonce就是一个64位随机数，用于挖矿，注意他和mixhash的设置需要满足以太坊的Yellow paper, 4.3.4. Block Header Validity, (44)章节所描述的条件。
difficulty	设置当前区块的难度，如果难度过大，cpu挖矿就很难，这里设置较小难度
alloc	用来预置账号以及账号的以太币数量，因为私有链挖矿比较容易，所以我们不需要预置有币的账号，需要的时候自己创建即可以。
coinbase	矿工的账号，随便填
timestamp	设置创世块的时间戳
parentHash	上一个区块的hash值，因为是创世块，所以这个值是0
extraData	附加信息，随便填，可以填你的个性信息
gasLimit	该值设置对GAS的消耗总量限制，用来限制区块能包含的交易信息总和，因为我们是私有链，所以填最大。

启动私有链节点

启动Geth即可以启动以太坊的区块链，为了构建私有链，需要在Geth启动时加入一些参数，Geth参数含义如下：

参数	作用
identity	区块链的标示，随便填写，用于标示目前网络的名字
init	指定创世块文件的位置，并创建初始块
datadir	设置当前区块链网络数据存放的位置
port	网络监听端口
rpc	启动rpc通信，可以进行智能合约的部署和调试
rpcapi	设置允许连接的rpc的客户端，一般为db,eth,net,web3
networkid	设置当前区块链的网络ID，用于区分不同的网络，是一个数字
console	启动命令行模式，可以在Geth中执行命令

在Ubuntu启动区块链节点

在Ubuntu下，首先切换到打算运行的目录，目录下应该有配置好的piccgenesis.json文件，获取当前的目录：

1	$ basepath=$(cd `dirname $0`; pwd)

创建数据存放地址并初始化创世块：

1	$ geth --datadir "$basepath/chain" init piccgenesis.json

启动节点：

1	$ geth --identity "PICCetherum" --rpc --rpccorsdomain "*" --datadir "$basepath/chain" --port "30303" --rpcapi "db,eth,net,web3" --networkid 95518 console

启动后界面如下，光标停留在最后的命令行上，可以执行以太坊命令。

I0707 00:45:43.680087 ethdb/database.go:82]Alloted 128MB cache and 1024 file handles to /home/lihe/桌面/chain/chaindata
I0707 00:45:43.726008ethdb/database.go:169] closed db:/home/lihe/桌面/chain/chaindata
I0707 00:45:43.728913 ethdb/database.go:82]Alloted 128MB cache and 1024 file handles to /home/lihe/桌面/chain/chaindata
I0707 00:45:43.908795 ethdb/database.go:82]Alloted 16MB cache and 16 file handles to /home/lihe/桌面/chain/dapp
I0707 00:45:43.969506 core/genesis.go:92]Genesis block already in chain. Writing canonical number
I0707 00:45:43.980337 eth/backend.go:274]Successfully wrote custom genesis block:6e92f8b23bcdfdf34dc813cfaf1d84b71beac80530506b5d63a2df10fe23a660
I0707 00:45:43.980618 eth/backend.go:184]Protocol Versions: [63 62], Network Id: 95518
I0707 00:45:43.981567core/blockchain.go:204] Last header: #81 [6193c4b0…] TD=10836704
I0707 00:45:43.981645core/blockchain.go:205] Last block: #81 [6193c4b0…] TD=10836704
I0707 00:45:43.981677core/blockchain.go:206] Fast block: #81 [6193c4b0…] TD=10836704
I0707 00:45:43.985253 p2p/server.go:313]Starting Server
I0707 00:45:45.834488p2p/discover/udp.go:217] Listening,enode://134881790e54c803955715e3661c27f91caaf499be813e29c9f986e2eac62d47e02b13a8e51776c1caea554655614ed26ce0185d84e626da7ac48a83a60113ff@[::]:30303
I0707 00:45:45.835853 node/node.go:366]HTTP endpoint opened: http://localhost:8545
I0707 00:45:45.848008 p2p/server.go:556]Listening on [::]:30303
I0707 00:45:45.849731 node/node.go:296] IPCendpoint opened: /home/lihe/桌面/chain/geth.ipc
Welcome to the Geth JavaScript console!
 
instance:Geth/v1.5.0-unstable/linux/go1.5.1/PICCetherum
coinbase:0x93509a2f4b2b974b07ef0b52e07c3992601f5de1
at block: 81 (Tue, 05 Jul 2016 21:02:25CST)
 datadir: /home/lihe/桌面/chain
 modules: admin:1.0 debug:1.0 eth:1.0 miner:1.0net:1.0 personal:1.0 rpc:1.0 txpool:1.0 web3:1.0
>

可以看到Listening on [::]:30303和Welcome to the Geth JavaScript console!的提示，说明已经启动成功

注意：如果想将Ubuntu作为永久区块链节点使用，当使用nohup命令时，Geth启动参数console必须去掉，否则Geth会自动停止。

在windows启动区块链节点

进入Windows下Geth的目录，放置配置好的piccgenesis.json文件，执行如下命令：

1	$ geth --datadir "%cd%\chain" init piccgenesis.json

创建数据存放地址并初始化创世块

1	$ geth--identity "PICCetherum" --rpc--rpccorsdomain "*" --datadir "%cd%\chain" --port"30303" --rpcapi"db,eth,net,web3" --networkid 95518 console

当看到Listening on [::]:30303和Welcome to the Geth JavaScript console!的提示，说明已经启动成功

使用节点创建账号

启动节点成功后，会进入Geth的命令行模式，输入如下命令

1	personal.newAccount()

系统会提示你输入账号密码，并确认，最后会显示一个新生成的账号。

Geth JavaScript控制台环境使用说明

创建新账号
personal.newAccount()
或者 personal.newAccount("123456")
查看节点信息
admin.nodeInfo
挖矿
- 开始挖矿miner.start(1)
- 停止挖矿miner.stop()
查看当前矿工账号
eth.coinbase 默认为第一个账户
修改矿工账号
miner.setEtherbase(eth.accounts[1])
查看账户信息
eth.accounts[0]
查看账户余额
eth.getBalance(eth.accounts[0])
或者 web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[0]), "ether")
解锁账号
personal.unlockAccount(eth.accounts[0])
使用账户资金前都需要先解锁账号
转账eth.sendTransaction({from:eth.accounts[0],to:"0x587e57a516730381958f86703b1f8e970ff445d9",value:web3.toWei(3,"ether")})
使用 txpool.status可以看到交易状态
查看区块数据
- eth.blockNumber
- eth.getTransaction("0x0c59f431068937cbe9e230483bc79f59bd7146edc8ff5ec37fea6710adcab825")
- eth.getBlock(1) 通过区块号查看区块

私有链图形节点

启动Ubuntu下私有链图形节点

首先按上面的步骤启动Geth并创建了账号，在geth运行的时候，再运行下面的命令

1	ethereumwallet --gethpath /usr/bin/geth

--gethpath改成你实际安装的geth的路径

启动Windows下私有链图形节点

首先按上面的步骤启动Geth并创建了账号，然后解压缩Ethereum-Wallet，运行Ethereum-Wallet.exe,即启动成功，如果区块链正常的话，会在右上角显示“PRIVATE-NET”，点击“LAUNCH APPLICATION”进入图形界面即可。

连接其他节点

首先要知道自己的节点信息，在Geth命令行界面下输入命令,注意大小写

1	admin.nodeInfo

系统会显示

1	enode:"enode://1e3c1727cd3bee9f25edeb5dbb3b880e03e41f8eec99566557f3ee0422734a8fcad17c161aa93d61bdbfb28ed152c143c7eb501db58bc63502a104a84b62d742@0.0.0.0:30303“

其中enode://1e3c1727cd3bee9f25edeb5dbb3b880e03e41f8eec99566557f3ee0422734a8fcad17c161aa93d61bdbfb28ed152c143c7eb501db58bc63502a104a84b62d742@0.0.0.0:30303
就是自己节点的信息，注意要把0.0.0.0换成你自己的IP。将这个信息发送给其他节点，在其他节点的命令行中输入：

1	admin.addPeer(‘enode://1e3c1727cd3bee9f25edeb5dbb3b880e03e41f8eec99566557f3ee0422734a8fcad17c161aa93d61bdbfb28ed152c143c7eb501db58bc63502a104a84b62d742@192.168.1.101:30303’)

如果添加成功，输入admin.peers会显示出新添加的节点。

使用节点进行挖矿

在Geth命令行界面下，输入miner.start()即启动挖矿，挖矿后，会不停刷屏，输入miner.stop()即停止，不用管刷屏导致的命令不全，命令会正常执行。
到这一步，已经组建一个私有链的网络，可以像其他区块链一样不停的扩充这个网络，下一篇文章，我会介绍如何在私有链上编写、调试和部署智能合约。

参考文章：

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