以太坊私有链Win7环境搭建

ゞ浴缸里的玫瑰 2022-01-26 08:59 324阅读 0赞

## 简介 ##

一、以太坊是什么  
以太坊（Ethereum）是一个建立在区块链技术之上， 去中心化应用平台。它允许任何人在平台中建立去中心化应用和使用这些应用。  
说人话，以太坊就是区块链世界的安卓和ios，他是一个开发平台，你按照它的规则开发应用，并将应用部署到以太坊区块链中。这就像你基于安卓平台或者iOS平台开发应用，然后发布到应用商店一样。  
在没有以太坊之前，写区块链应用是这样的：拷贝一份比特币代码，然后去改底层代码如加密算法，共识机制，网络协议等等（很多山寨币就是这样，改改就出来一个新币）。  
以太坊对这些底层技术进行了封装，开发者只用专注于应用本身开发，大大降低了开发难度。  
二、智能合约  
智能合约就是以太坊上运行的程序。  
智能合约可以理解为在区块链上可以自动执行的（由事件驱动的）、以代码形式编写的合同（特殊的交易）。  
详细了解智能合约可以看以前的文章《5分钟区块链 | 理解智能合约》。  
比特币的交易也是可编程的，但是比特币脚本有很多限制，不是图灵完备的。而以太坊脚本是图灵完备的，可以像许多高级语言一样，编写复杂的程序。  
三、编程语言：Solidity  
Solidity是以太坊智能合约的开发语言，它的语法和javascript类似。以后会详细介绍Solidity语言。它的语法相对简单。  
Browser-Solidity是一个浏览器的Solidity IDE, 大家可以点进去看看  
四、运行环境：EVM  
EVM（Ethereum Virtual Machine）以太坊虚拟机是以太坊中智能合约的运行环境。  
智能合约程序都运行在EVM中,就像java程序运行在JVM中一样。  
EVM运行在以太坊节点上，当我们把智能合约部署到以太坊网络，合约就可以在以太坊中运行。  
五、 以太坊客户端（钱包）  
以太坊客户端，其实我们可以把它理解为一个开发者工具，它提供账户管理、挖矿、转账、智能合约的部署和执行等等功能。  
常用客户端有两种Geth和Mist：  
Geth是一个基于命令行的客户端  
Mist是一个基于图形化操作界面的客户端

命令行界面  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pqY2phdmE_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
图形化操作界面  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pqY2phdmE_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

> 注意：  
> Ethereum Wallet是编译后的以太坊钱包 Mist是一个图形化的客户端，使用方便，推荐使用。  
> Mist = Ethereum Wallet + Web3 浏览器  
> 在下载页面 会有Ethereum Wallet和Mist的下载  
> 如果只下载Ethereum Wallet后只能使用命令行方式（相当于源码编译后的执行方式），而带UI的客户端需要另行想办法  
> 下载地址：[https://github.com/ethereum/mist/releases/][https_github.com_ethereum_mist_releases]

以上简介内容来自链接：[https://www.jianshu.com/p/46c2d375bdee][https_www.jianshu.com_p_46c2d375bdee]

## Wind7环境下编译安装 ##

下载源码

cd GO_PATH\github.com\
    mkdir ethereum
    cd ethereum
    git clone https://github.com/ethereum/go-ethereum.git

### 编译 ###

下载 [http://www.mingw.org/编译器gcc][http_www.mingw.org_gcc]  
安装好后在cmd输入gcc -v  
提示gcc version x.x.x表示安装成功

cmd输入编译源码  
go install -v [github.com/ethereum/go-ethereum/cmd/geth][github.com_ethereum_go-ethereum_cmd_geth]

go install -v [github.com/ethereum/go-ethereum/cmd/evm][github.com_ethereum_go-ethereum_cmd_evm]

就可以在go/bin文件中找到生成的文件

evm.exe
    geth.exe

检查是否安装成功

geth --help

## 搭建私有链 ##

配置初始状态  
初始化：写入创世区块

mkdir pchain
    cd  pchain
    mkdir data0
    vi  genesis.json

genesis.json是初始区块的配置信息

{
     "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"
    }

chainId : 以太坊区块链网络Id，ethereum主链是1，私有链只用不要与主链冲突即可。  
alloc : 预留账户，如下  
“alloc”:\{  
“0x0000000000000000000000000000000000000001”:\{“balance”:”121312321”\},  
“0x0000000000000000000000000000000000000002”:\{“balance”:”121312321”\},  
\}  
Coinbase: 旷工账户  
Difficulty: 挖矿难度，0x400，这个是简单。  
extraData：相当于备注  
gasLimit：最小消耗gas  
nonce : 64位随机数，用于挖矿，注意他和mixhash的设置需要满足以太坊黄皮书中的要求  
parentHash : 上一个区块的Hash值，因为是创世块，石头里蹦出来的，没有在它前面的，所以是0  
Timestamp : 时间戳

执行初始化命令

# pwd
    D:\go\bin\pchain
    # 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

如果看到以下的输出内容，说明初始化成功了。

INFO [01-29|21:21:13] Successfully wrote genesis state         database=lightchaindata                                           hash=5e1fc7…d790e0

文件路径如下

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

启动私有链节点

geth --rpc --rpccorsdomain "*" --datadir ./data0 --port "30303" --rpcapi "db,eth,net,web3" --networkid 110 console 2>>geth.log

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110，表示指定这个私有链的网络id为110。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。  
使用命令 geth -h 可以查看geth 相关的帮助文档。这里我说几个常用的属性。  
　　--Identity : 节点身份标识，起个名字  
　　 --datadir : 指定节点存在位置，“data”  
　　--rpc : 启用http-rpc服务器  
　　 --rpcapi : 基于http-rpc提供的api接口。eth,net,web3,db…  
　　 --rpcaddr : http-rpc服务器接口地址：默认“127.0.0.1”  
　　 --rpcport : http-rpc 端口(多节点时，不要重复)  
　　--port : 节点端口号（多节点时，不要重复）  
　　--networkid : 网络标识符 随便指定一个id（确保多节点是统一网络，保持一致）

### 常用交互命令 ###

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：包含一些查看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。

**控制台操作**  
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。  
常用命令有：

personal.newAccount()：创建账户；  
personal.unlockAccount()：解锁账户；

eth.accounts：枚举系统中的账户；  
eth.getBalance()：查看账户余额，返回值的单位是 Wei（Wei 是以太坊中最小货币面额单位，类似比特币中的聪，1 ether = 10^18 Wei）；  
eth.blockNumber：列出区块总数；  
eth.getTransaction()：获取交易；  
eth.getBlock()：获取区块；

miner.start()：开始挖矿；  
miner.stop()：停止挖矿；

eth.coinbase：挖矿奖励的账户  
web3.fromWei()：Wei 换算成以太币；  
web3.toWei()：以太币换算成 Wei；  
txpool.status：交易池中的状态；  
admin.addPeer()：连接到其他节点；

## 操作 ##

启动私有块后，默认是没有账户的  
查询账户

> eth.accounts
    []

### 创建账户 ###

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

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

再次创建一个账户

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

这里我们创建了两个账号  
账户默认会保存在数据目录的 data0/keystore 文件夹中。可以查看其中的文件

### 查看账户余额 ###

通过 eth.getBalance() 可以查看账户余额

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

### 启动&停止挖矿 ###

通过 miner.start() 启动挖矿

> miner.start(3)

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。  
停止挖矿，在 console 中输入：

miner.stop()

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
    "0xfb9cc019fc650a1699d05b7fb564b83c3a72b64d"

可以通过 miner.setEtherbase() 将其他账户设置成 coinbase 即可

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

重新启动挖矿，查看 eth.accounts\[1\] 是否可以获得以太币

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

查询账户余额：

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

发现账户0 和 账号1 都有以太币，说明 miner.setEtherbase() 设置成功。

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

### 发送交易 ###

我们从账户0转移10个以太币到账户1,  
首先要解锁账户 0，才能发起交易(新版的console客户端已经不支持解锁账户了，会提示Error: account unlock with HTTP access is forbidden，直接使用Mis客户端转账)，我这使用的是新版本的（2019-0-30下载的版本），因此直接看我后面的截图转账即可即可  
**控制台方式**

> 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

**客户端方式**  
则更加直观，直接点SEND，选择转出方账号，填写接收方的钱包地址（可以去账号中复制地址），填写额度然后确认输入转出方密码确认即可。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pqY2phdmE_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
无论是控制台方式还是客户端方式：发现账户余额没有发生改变，此时交易已经提交到区块链，但还未被处理，这可以通过用 txpool.status 命令可以看到本地交易池中有一个待确认的交易：

> 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()
    > web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[1]),'ether')
    225.000378

发现账户收到了账户的钱，还多了5个以太币。其实多出的5个以太币是挖矿奖励。

### 查看交易和区块 ###

查看当前区块总数：

> eth.blockNumber
    99

通过区块号查看区块：

> 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hash（hash 值包含在上面交易返回值中）查看交易：

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
    }

## 参考资料 ##

以太坊私有链多节点搭建  
[https://blog.csdn.net/easylover/article/details/82733922][https_blog.csdn.net_easylover_article_details_82733922]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pqY2phdmE_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220126/164a8efa78f84728afb31a50f7ce0bad.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pqY2phdmE_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20220126/8ca3d986e8254511b45722e2bdd152cb.png
[https_github.com_ethereum_mist_releases]: https://github.com/ethereum/mist/releases/
[https_www.jianshu.com_p_46c2d375bdee]: https://www.jianshu.com/p/46c2d375bdee
[http_www.mingw.org_gcc]: http://www.mingw.org/%E7%BC%96%E8%AF%91%E5%99%A8gcc
[github.com_ethereum_go-ethereum_cmd_geth]: http://github.com/ethereum/go-ethereum/cmd/geth
[github.com_ethereum_go-ethereum_cmd_evm]: http://github.com/ethereum/go-ethereum/cmd/evm
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pqY2phdmE_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20220126/aee184bdef8c443dbe4fec6cb74c35a2.png
[https_blog.csdn.net_easylover_article_details_82733922]: https://blog.csdn.net/easylover/article/details/82733922