基于Mac环境搭建以太坊私有区块链进行挖矿模拟

第一步：相关软件的安装

• go-ethereum客户端安装
• Go-ethereum客户端通常被称为Geth，它是个命令行界面，执行在Go上实现的完整以太坊节点。Geth得益于Go语言的多平台特性，支持在多个平台上使用(比如Windows、Linux、Mac)。Geth是以太坊协议的具体落地实现，通过Geth，你可以实现以太坊的各种功能，如账户的新建编辑删除，开启挖矿，ether币的转移，智能合约的部署和执行等等。

Geth可以使用下面三种JSON RPC协议进行连接：

• 内部进程通信（IPC）：内部通讯，通常用于一台电脑内。
• 远程程序调用（RCP）：跨计算机的通讯。通常使用TCP和HTTP协议。
• WS（Web sockets）：使用sockets连接Geth。

chain ID含义：

• chain ID：1 主网公链
• chain ID：2 Morden网络（仅对部分人开放）
• chain ID：3 Ropsten网络
• chain ID：4 Rinkeby网络
• chain ID 大于4的是私有网络
• 使用Geth --testnet连接到Ropsten网络，Geth --rinkeby连接到Rinkeby网络。

安装：

brew tap ethereum/ethereum
brew install ethereum

• 也可以使用源码安装的方式
• 以太坊github地址
• 首先从github上下载以太坊的go-ethereum压缩包，zip，或者单纯使用命令行代码，代码如下

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

•  如果是zip格式的需要解压再执行命令，如果使用命令行，直接执行命令

cd go-ethereum
make geth

如果有问题 

• cd到以太坊到目录里面后，make geth出现错误，vi env.sh 查看文件属性，按下esc，同时按shift和：，输入冒号之后，输入set ff，显示文件的编码格式，如果是dos，则是支持windows的，不支持linux
• 需要将其改为支持linux的系统格式，输入set ff=unix，保存退出
• 再次运行，make geth

默认安装地址

/usr/local/Cellar/ethereum/版本

我的显示界面

• 检查是否安装成功，输入如下的命令

geth --help

•  出现如下的界面，即为安装成功

• 使用命令查看 版本号以及相关信息

geth version

 

第二步：搭建私有链

• 以太坊支持自定义创世区块，要运行私有链，我们就需要定义自己的创世区块，创世区块信息写在一个json格式的配置文件中。首先将下面的内容保存到一个json文件中，一般以genesis.json进行命名。
• 前提操作命令如下

mkdir myeth
cd myeth
vi genesis.json

• json文件内容如下:直接复制即可。

{
  "config": {
        "chainId": 666999, 
        "homesteadBlock": 0,
        "eip150Block": 0,
        "eip155Block": 0,
        "eip158Block": 0
    },
  "alloc"      : {},
  "coinbase"   : "0x0000000000000000000000000000000000000000",
  "difficulty" : "0x20000",
  "extraData"  : "",
  "gasLimit"   : "0x2fefd8",
  "nonce"      : "0x0000000000000042",
  "mixhash"    : "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "parentHash" : "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "timestamp"  : "0x00"
}

• 对于上面参数的解释

• 注意事项，我参考好多文章都缺失eip150Block:0这一句，这会出现错误。
• 报错情况为Failed to wirte genesis block:unsupported ordering

网络初始化

• 输入geth init命令、genesis.json文件、存储区块数据和keystore的文件夹，进行初始化。

geth init "/Users/chy/Desktop/myeth/genesis.json" --datadir "/Users/chy/Desktop/myeth/chaindata"

• 创世区块已经产生了，Geth节点可以启动了。Geth启动时默认使用IPC协议，为了确保Geth节点可以通过PRC协议访问，命令中需要带上RPC参数 
• 命令操作如下

 搭建节点运行的环境

geth --datadir "/Users/chy/Desktop/myeth/chaindata" --rpc --rpcapi "eth,web3,miner,admin,personal,net" --rpccorsdomain "*" --nodiscover --networkid 666999 –allow-insecure-unlock

• 对于命令的讲解
• –datadir：指定区块链数据的存储位置；这个需要大家根据实际的情况进行调整，进行自己路径的替换
• –rpc：表示开启 HTTP-RPC 服务；
• –rpcapi “eth,web3,miner,admin,personal,net” ：这个命令指示了允许通过RPC访问的命令。默认情况下，Geth允许web3。
• –nodiscover：关闭节点发现机制，防止加入有同样初始配置的陌生节点；
• –identity：指定节点 ID，方便在一大群节点中识别出自己的节点；
• –rpcport：指定 HTTP-RPC 服务监听端口号（默认为 8545）；
• –rpcaddr：指定IP地址；
• –port：指定和其他节点连接所用的端口号（默认为 30303）；
• –maxpeers 0 如果你不想有人连上你的测试链，就用maxpeers 0。或者，你可以调整参数，当你确切的知道有几个节点要连接上来的时候。
• 使用不使用命令–allow-insecure-unlock在解锁的时候就会报错Error: account unlock with HTTP access is forbidden，原来是出于安全考虑，默认禁止了HTTP通道解锁账户，相关问题参考
• 执行完上面的命令又发现报错Fatal: Error starting protocol stack: datadir already used by another process这个问题是因为，需要强制关闭正在运行的geth进程。 命令如下：54148为geth进程的ID号

• 再次加上参数–allow-insecure-unlock，重新启动私有链。现在执行解锁账户命令即可成功了。

• geth相关命令

geth --datadir "/Users/chy/Desktop/myeth/chaindata" --rpc --rpcapi "eth,web3,miner,admin,personal,net" --rpccorsdomain "*" --nodiscover --networkid 666999 --allow-insecure-unlock

ps aux | grep "geth"
kill -9 54148

• enode的信息是节点在网络上的身份标志。如果其他节点准备加入这个网络中，就需要提供自己的enode值。RPC访问可以通过http://127.0.0.1:8545或http://localhost:8545，IPC访问可以通过**\.\pipe\geth.ipc**命令。命令是以服务的形式持续运行的，需要再打开一个命令行窗口，但是原先的窗口不可以关闭。输入命令如下：

geth attach rpc:http://localhost:8545

• 也可以在启动的时候，加入console，启动一个端口(简单的例子)
• 或者是第二次启动时候，输入如下命令
• 注意，这里 . 代表当前的文件夹，也就是上文指定的"/Users/chy/Desktop/myeth/chaindata"，否则相关命令无法操作，虽然不报错，但是得不到预期的结果。

geth --datadir . --networkid 666999 console

• 可以将输出的Info信息重定向到 output.log 文件里面,2是指Linux里面的shell，output.log会存储到当前的文件夹

geth --datadir . --networkid 666999 console 2>output.log

• 使用命令，如下所示，时时跟踪输出日志的变化 

tail -f output.log

• 注意：如果gath的版本较低，那么重新启动区块链的时候，数据丢失 
• 出现如下页面，进入控制页面。使用IPC协议连接到节点上，这样即可执行其他命令。

交互式执行环境

• 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：包含启动和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。

常用命令：

• 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；
• 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；

第三步：设置账户

• 连接到Geth节点后，接下来需要设置coinbase或etherbase账户。创建账户可以使用personal对象的newAccout方法，并设置密码（密码不可见）。命令如下。

personal.newAccount()

• 如果需要更改原有的coinbase账户地址，可以通过address.miner对象的setEtherBase函数进行操作。这个操作将使用新的账户替换原有的coinbase账户。命令如下

miner.setEtherbase("0x19b4029dad20824db6dc201437f9cac2a7e1fc5c")

• 执行查询命令，可看到设置的地址已经生效了。此时挖矿可以启动了。由于只有一个矿工，将获得全部的挖矿奖励，coinbase账户的以太币会逐步增加。

eth.coinbase

• 同样方法再创建一个账户
• 查看当前的用户

eth.accounts

• 代码执行如下

第四步：开始挖矿

• start中的参数代表了用于挖矿的线程数量。命令如下

miner.start(8)

• 这时切换到之前创建私有链的命令行窗口中，可以看到挖矿过程的输出结果。这里是指我们当时创建的第一个窗口。

• 如果是第一次挖矿，需要生成DAG相关文件，这个需要花费一定的时间。第二次以后就不需要了。

• 因为我是第二次挖矿，所以没有上面文件。

• 当使用输入日志的方式时，可以输入命令tail -f geth.log 来跟踪挖矿进度
• 查看正在挖矿的账户0已经获得的以太币和未挖矿的账户1的以太币余额。查看钱包的余额命令如下，将0改为1即可查看第二个账户的余额。

eth.getBalance(eth.accounts[0])

• 执行情况如下：

 

• 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。

• 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

• 停止挖矿，命令如下

miner.stop()

• 整体操作布局，左边动态监视用户的输入，右边窗口为以太坊 Javascript Console。页面布局如下

第五步：进行交易

• 我们要从账户0到账户1转账，需要先解锁账户才能转账，否则会报错。
• 解锁命令如下

personal.unlockAccount(eth.accounts[0])

• 发起交易，由账户0转账200以太币到账户1，命令如下

personal.unlockAccount(eth.accounts[0])
amount = web3.toWei(200,'ether')
eth.sendTransaction({from:eth.accounts[0],to:eth.accounts[1],value:amount})

• 此时交易已经提交到区块链，返回了交易的hash，但还未被处理，本地交易池中有一个待确认的交易，可以使用 eth.getBlock(“pending”, true).transactions 查看当前待确认交易。

eth.getBlock("pending", true).transactions

• 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。命令如下：

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

• 此时，交易已经生效，账户1应该已经收到了200个以太币了。

参考文档

给自己的小提示

• account[0]的密码是123456