区块链开发（一）搭建基于以太坊的私有链环境

    区块链开发（一）搭建基于以太坊的私有链环境

    李赫 2016.07.08

    通过本文所述方法和项目中的脚本，我们可以快速的搭建好自己的私有链进行区块链开发测试，本文基于以太坊技术进行搭建，分两个部分，一个是Ubuntu下搭建方法，另一个是Windwos下搭建方法，关于以太坊相关的基础知识，可以看我原先发表的一些文章，地址如下：    http://blog.csdn.net/sportshark

 

一、   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

 

二、       安装Windows下Geth客户端

    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：

    https://github.com/ethereum/go-ethereum/releases/

    下载后，只有一个Geth.exe的文件。

    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。

 

三、       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

{

    "nonce":"0x0000000000000042",

    "mixhash":"0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",

    "difficulty": "0x4000",

    "alloc": {},

    "coinbase":"0x0000000000000000000000000000000000000000",

    "timestamp": "0x00",

    "parentHash":"0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",

    "extraData": "PICC GenesisBlock",

    "gasLimit":"0xffffffff"

}

 

    解释一下各个参数的作用：

 

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。

 

四、       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： 

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

 

1、  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，执行如下命令

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

获取当前的目录

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

创建数据存放地址并初始化创世块

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。

 

2、  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：

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

创建数据存放地址并初始化创世块

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

 

五、       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

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。

 

六、       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。

 

七、       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

admin.nodeInfo

    系统会显示

  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：

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。

 

八、       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：

1. http://tech.lab.carl.pro/kb/ethereum/testnet_setup

2. http://www.ethdocs.org/en/latest/network/test-networks.html#setting-up-a-local-private-testnet

3. https://github.com/ethereum/go-ethereum/wiki/Connecting-to-the-network

4. https://github.com/ethereum/go-ethereum/wiki/JavaScript-Console

5. https://github.com/ethereum/go-ethereum/wiki/Mining

6. https://github.com/ethereum/go-ethereum/wiki/Managing-your-accounts

7. https://github.com/janx/ethereum-bootstrap