以太坊搭建私有链
本文记录了以太坊的搭建过程，以供备忘。其中借鉴了很多网上的资料，具体链接放在文末。
1. 安装环境
操作系统：CentOS 7.6
2. 以太坊安装
2.1 安装相关组件
为了避免后续安装出错，提前安装需要的依赖。
yum update -y && yum install git wget bzip2 vim gcc-c++ ntp epel-release nodejs -y
epel : 网络第三方的linux安装包源
2.2 安装Golang环境
安装包下载地址：https://golang.google.cn/dl/
- 下载Golang安装包：go1.13.linux-amd64.tar.gz
- 将下载的包解压至
/usr/local目录：
tar -C /usr/local -xzf go1.13.linux-amd64.tar.gz
- 将
/usr/local/go目录添加至PATH环境变量，编辑/etc/profile文件，在末尾添加如下内容：
export GOROOT=/usr/local/go
export PATH=$PATH:$GOROOT/bin
- 使配置生效：
source /etc/profile - 输入
go，查看环境是否安装成功
2.3 下载并编译geth
- 从github上clone下来go-ethereum(简称geth)
git clone https://github.com/ethereum/go-ethereum.git
- 进入geth根目录并编译
cd go-ethereum && make all
- 配置环境变量，编辑
etc/profile文件，在末尾添加如下内容：
export PATH=$PATH:XXX/go-ethereum/build/bin # XXX改为自己的存放路径
- 使配置生效：
source /etc/profile - 输入
geth -h，查看环境是否安装成功
2.4 安装及配置cmake环境
智能合约编译需要cmake。去官网下载安装包。这里使用的版本是3.15.3。网址：https://cmake.org/files/
- 下载
wget https://cmake.org/files/v3.15/cmake-3.15.3.tar.gz
- 解压
tar -xzf cmake-3.15.3.tar.gz
- 进入cmake根目录并编译安装
cd cmake-3.15.3
./bootstrap && make && make install
- 输入
cmake --version，查看环境是否安装成功
2.5 防火墙
根据自己的喜好，关闭防火墙或者添加防火墙规则。
systemctl stop firewalld # 关闭防火墙
systemctl status firewalld # 查看防火墙状态
# 添加防火墙规则，允许某些端口
firewall-cmd --zone=public --add-port=8545/tcp --permanent
firewall-cmd --zone=public --add-port=30303/tcp --permanent
2.6 时钟同步
开启时钟同步。
systemctl start ntpd
3. 开始创建以太坊私有链
3.1 初始化创世区块
编写创世区块的配置文件genesis.json。
{
"config": {
"chainId": 10,
"homesteadBlock": 0,
"eip155Block": 0,
"eip158Block": 0
},
"nonce": "0x0000000000000042",
"difficulty": "0x20000",
"mixhash": "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
"parentHash": "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
"timestamp": "0x00",
"gasLimit": "0xffffffff",
"coinbase": "0x0000000000000000000000000000000000000000",
"extraData": "",
"alloc": {}
}
字段解释：
| 字段 | 含义 |
|---|---|
| nonce | 64位的随机数，用于挖矿 |
| difficulty | 当前区块的难度 |
| mixhash | 由上一个区块的一部分生成的hash |
| parentHash | 上一个区块的hash值。因为是创世块，所以是0 |
| timestamp | 创世块的时间戳 |
| gasLimit | 限制gas的消耗总量，用来限制区块能包含的交易信息总和。因为是私有链，所以可以填最大 |
| coinbase | 矿工的账号 |
| extraData | 附加信息，可以填个性信息 |
| alloc | 预置账号以及账号的以太币数量 |
使用命令geth --datadir data init genesis.json进行创世区块的初始化。当前区块链网络数据存放的位置为data目录。启动后的效果如下：
3.2 启动私有链
使用下面的命令启动私有链。
geth --datadir data --nodiscover console 2>> geth.log
参数解释：
| 参数名称 | 参数描述 |
|---|---|
| datadir | 当前区块链数据存放的位置 |
| console | 启动命令行模式，可以在geth中执行命令 |
| nodiscover | 私有链地址，不会被网上看到 |
启动后的效果如下：
此时进入了geth的控制台，可以执行相关的命令。
3.3 常用命令
以下命令都是在geth的控制台中执行的，仅列出基本操作。在执行命令前，可以使用tail -f geth.log监控日志输出。
- 新建账号，密码为”pwd“：
personal.newAccount(“pwd") - 查看账户：
eth.accounts - 查看账户余额：
eth.getBalance("your account") - 解锁账户：
personal.unlockAccount("your account") - 查看挖矿的账户：
eth.coinbase - 1 wei转换为ether：
web3.fromWei(1, 'ether') - 1 ether转换为wei：
web3.toWei(1, 'ether') - 发起交易：
eth.sendTransaction({from : "account1", to : "account2", value : web3.toWei(1, 'ether')}) - 查看交易池状态：
txpool.status - 开始挖矿：
miner.start() - 停止挖矿：
miner.stop() - 挖到n个块的时候停止挖矿：
miner.start();admin.sleepBlocks(n);miner.stop()
3.4 私有链节点加入
在第一台机器（称为节点1）上启动私有链时，使用下面的命令：
geth --datadir data --networkid 2020 --rpc --rpcaddr="0.0.0.0" --rpcport 8545 --rpcapi "db,eth,net,web3" --rpccorsdomain "*" --rpcvhosts "*" --port 30303 --nodiscover console 2>> geth.log
参数解释：
| 参数名称 | 参数描述 |
|---|---|
| networdid | 私有链的网络id，与其它节点相连时id要一致 |
| rpc | 开启RPC通信 |
| rpcaddr | RPC监听地址 |
| rpcport | RPC监听端口，默认8545 |
| rpcapi | RPC提供的API |
| rpccorsdomain | 跨域请求 |
| rpcvhosts | 接收请求的域名 |
| port | 工作端口，默认30303 |
在命令行中，使用命令admin.nodeInfo.enode查看节点1的enode信息。
将节点1的enode最后的ip部分（127.0.0.1）换为节点1的真实ip后，在另外一个机器（称为节点2）上用同样的命令启动geth。
在节点2的命令行中使用admin.addPeer(节点1的enode信息)命令连接到节点1。
可以通过admin.peers命令查看连接情况：
3.5 RPC远程调用
按照上述命令启动geth控制台后，可以通过RPC远程调用命令。这里展示两种方法。
3.5.1 curl
curl -H "Content-Type: application/json" -X POST --data '{"jsonrpc":"2.0","method":"eth_accounts","params":[],"id":1}' http://10.10.149.1:8545
其中，最后的地址换为运行geth机器的ip地址。
返回的结果如下：
3.5.2 postman
使用postman工具，请求方式设为POST，Headers设置"Content-Type"的值为”application/json“。
Body设为”raw“，内容填写如下：
{
"jsonrpc":"2.0",
"method":"eth_accounts",
"params":[],
"id":1
}
点击Send按钮，返回的结果如下：
4 区块字段解释
| 参数名称 | 参数描述 |
|---|---|
| difficulty | 挖到当前区块的难度 |
| extraData | 额外数据 |
| gasLimit | 该区块允许使用的手续费上限 |
| gasUsed | 该区块实际包含的所有手续费 |
| hash | 该区块的唯一哈希值标识，32字节 |
| logsBloom | 区块日志的布隆过滤器，256字节 |
| miner | 打包该区块的矿工地址，20字节 |
| mixHash | 混合哈希 |
| nonce | 一个符合PoW难题的随机值，8字节 |
| number | 当前区块的序号 |
| parentHash | 父区块的哈希值，32字节 |
| receiptsRoot | 收据树的根哈希 |
| sha3Uncles | 叔区块的SHA3哈希值 |
| size | 区块的字节大小 |
| stateRoot | 区块状态树的根哈希 |
| timestamp | 该区块被发现时的Unix时间戳 |
| totalDifficulty | 挖到当前区块前所有区块的难度总和 |
| transactions | 所有交易的数组 |
| transactionsRoot | 区块交易树的根哈希 |
| uncles | 叔哈希的数组 |
参考资料
- 以太坊搭建私有链和部署智能合约
- 以太坊私有链创建及智能合约的部署和交互
- 手把手教你搭建以太坊私有链
- 以太坊私链区块字段和交易字段的解释
- 使用 Go-Ethereum 1.7.2搭建以太坊私有链
- Go-Ethereum Wiki