基于POA搭建ETH联盟链
基于POA共识机制搭建ETH联盟链
共识机制比较
PoW(Proof-of-Work)
众所周知的比特币以及其它基于PoW的加密货币，最大的缺陷之一就是会遭遇51%攻击（虽然难度较大），虽然区块链是不可变的，并且记录无法更改，但是攻击者可能会实施其它攻击，如拒绝服务攻击，从而导致应用瘫痪。
另外，PoW的计算消耗了大量的电力资源，以太坊一直致力研究PoW的替代方案，例如PoS，这解决了电力问题，但它更多地针对的是公链。
对于私链，工作证明根本没有意义。
PoS(Proof-of-Stake)
以太坊很快过渡到了PoS算法，此算法解决了公链工作证是且的问题，想要成为矿工的人会将一些以太币存入智能合约中，如果矿工被认为是恶意的，那么这部分以太币将会被锁定。
因为没有竞争来解决难以解决的数学问题，所以不必总是发行新币，矿工将从交易中获得回报。
这种算法确实解决了过度用电的问题，并确实在一定程度上可以防止51%攻击。
对于私链，PoS可能比Pow更 好，但它仍然没有为我们提供所需的控制和安全级别，因为如果他们提交了足够的以太币做为押金，那么公链上的任何人都可以成为矿工。
PoA(Proof-of-Authority)
PoA是区块链世界中的一个新概念，在这个概念中，您拥有许多预先批准的授权节点（称为审查者，即通常意义上的矿工）。
您要添加任何新节点，必须由当前已有的审查者投票，这使您可以完全控制哪一些节点可以做为审查者。
以太坊的PoA协议称为Clique，它适用于私链，但不适用于公链。
因此本次搭建的智子链是基于POA共识机制。
环境准备
硬件环境
推荐：ubuntu16.04 4核8G 500G硬盘
最低：ubuntu16.04 2核4G 500G硬盘
软件环境
- go语言环境
- 以太坊源码
- puppeth工具
正式部署
1.安装 go-ethereum,下载 go 的源码
git clone https://github.com/ethereum/go-ethereum
2.编译go
cd go-ethereum && make geth
3.创建四个文件夹
执行完成后在build/bin的目录下会生成可执行文件geth，创建四个
文件夹n1，n2，s1，s2，n 用作普通节点，用于后期节点间发起交易，s作为授权节点，s1 设置为创世块指定的授权节点；s2作为后期加入信任名单授权节点。
4.建立智子链帐号
为每个节点建立一个智子链账户。指令geth --datadir ./data account new是指使用当前目录下的data目录当作geth存放资料的地方，并且创一个新的Account。在刚刚创建的n1, n2, s1, s2 目录下分别运行相同指令来创建一个账户，如下图所示：
n2,s1,s2以同样的方法创建账户，注意：一定要记住自己的密码和各个账号的Public address of the key,后面会用到。
5.初始化创世块
Clique 是将授权节点的相关信息放在Block Header中，必须设置创世块才可以让授权机制生效。
在 1.6 之后的以太坊中提供了初始化创世块的工具：puppeth， 请选择含有 Geth & Tools 的版本下载，下载地址：https://gethstore.blob.core.windows.net/builds/geth-alltools-linux-amd64-1.9.8-d62e9b28.tar.gz。
puppeth 是个互动式的程序，直接启动照着指示输入相关信息。设置 Private chain 名称(名称里不允许有-，空格)，假定为 poatest，如下：
设定新的创世块，选择2->1：
选择共识机制，选2：
设置生产出一个Block的时间，在这里设5 秒，可自行选择，如下图：
指定授权节点，使用上面的s1的address，如下图：
给账户设置一些ether。我选了node1和signer1的address，可自行选择，如下图：
Network Id，直接用random随机生成即可，如下图：
导出初始块，如下图：
ctrl+c退出，可以看到当前目录有一个poatest.json文件，如下图：
创世块poatets.json文件里参数的意义，如下：
| 参数 | 解释 |
|---|---|
| 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，在 POA 挖矿中。 |
| 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。 |
6.初始化私有链
使用 geth init 指令，分别初始化 4 个节点的 datadir
geth --datadir n1/data/ init geth-alltools/poatest.json
geth --datadir n2/data/ init geth-alltools/poatest.json
geth --datadir s1/data/ init geth-alltools/poatest.json
geth --datadir s2/data/ init geth-alltools/poatest.json
初始化完成之后，在每个文件夹中会生成两个子文件夹
geth 用来存储区块链的数据信息，keystore 用来存储账户信息。
启动各个节点：
以控制台形式启动：geth --datadir n1/data --networkid 66300 --port 3000 console
运行在后台：nohup geth --datadir n1/data --networkid 66300 --port 3000 &
连接控制台：geth attach --datadir n1/data
注意：s1为挖矿节点启动时需要解锁，–password指定密码文件 ，–unlock解锁账户
7.建立data目录
datadir先前的步骤已经在每个节点各自的目录下都建立了data目录，networkid geths之间一定都要用同一个值才可以互相通信，比如实验中的66300. Portgeths 之间通信时，监听的一个port，由于四个节点都在本机，所以这里必须指定不同的值，使用 n1 对应 3000, n2 对应 3002, s1 对应 3003, s2 对应 3004.
geth参数含义如下：
| 参数 | 解释 |
|---|---|
| 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 |
启动节点时，信息中的enode需要记录，后面建立节点间的通信需要用到。
7.建立节点之间的通信
目前各个节点虽然已经启动，但是各个节点之间仍然处于孤立状态。各节点启动后无法相互通信的，所以geth要连上对方的节点就必须先设置好enode://@:,复制刚刚启动node1时出现的enode信息，将[::]替换为127.0.0.1，这样就可以让其他节点加入。如上面提示的的红色提示所见, n1 的 enode 为：enode://498d3960afb904231c54044b0ed5c6c19a3241460ba06a46170dd5a22f00009735b6515008c6a87c164e41d24446801a523d83050d3bc4da16150bbc91ebb0fa@127.0.0.1:3000
在n2,s1,s2的geth console界面下分别运行如下指令建立节点间的通信：admin.addPeer(“enode://498d3960afb904231c54044b0ed5c6c19a3241460ba06a46170dd5a22f00009735b6515008c6a87c164e41d24446801a523d83050d3bc4da16150bbc91ebb0fa@127.0.0.1:3000”)
完成后，在 node1 的 geth console 输入 admin.peers 应该要看到三个节点资讯，如下：（每个id 对应其他节点的 encode 字段信息）
8.开始挖矿
按照实验的设计，在本实验中 s1 为挖矿节点，我们下面开始进行模拟挖矿，在 s1 的console 界面，键入 miner.start()，geth 就会开始挖矿了，在 s1 的 输出日志nohup.out 会出现正在mining 的信息，如下图:
由上图可看出挖矿节点每5秒出一个块。
9.交易转账
按照我们的预设，在 n1 和 s1 上是已经初始化了余额的。查询如下图：
默认账户是Locked状态，需要先解锁为unlock状态，才可以进行账户间的转账，解锁过程如下图：
转账后查询账户余额：
10.加入新可信节点
s2 是一开始未设定在创世块中信任列表的节点，如果这时候让它启动miner，会遇到一个未授权的错误，如下：
回到已经在授权名单内的节点的console界面下，将新的节点加入，如下：
重新启动s1，s2两个节点，进入控制台执行miner.start()发现两节点均提示Signed recently, must wait for others（由于两节点没有建立通信），因此在signer1中通过admin.addPeer()添加signer2，使二者可以通信，如下：
最后在s1，s2上执行miner.start()，两节点开始交替挖矿。如下：
加入第三个信任节点：
启动节点后，首先跟其他节点建立连接admin.addPeer(enode://7267113574d0c7f9c2d0859e5f552f172d2add8e4d31c76861494b7815baea170058b01b35c97dcb638dc57f8b0395127e77f25469d75092eb5abcca497cb57c@172.31.33.187:3000)
然后在s1,s2上分别多新加入的s3进行授权：clique.propose(“0x3f9a3A33884FF903c0924EDD384A2AF1657f926B”,true)
重启s3节点，重新连接后将s3与s1，s2建立连接，在s1，s2上分别执行admin.addPeer(“enode://cd1226502cf4805b2bec5766290717db8ae941b7629aac08668014a32bc1996fd31801fb7f6ce4504593a5a505310379156b47689f33a77df9c5ac426db79e47@127.0.0.1:3004”)
最后在s3节点执行miner.start()开始挖矿，此时s1，s2，s3三个节点交替挖矿。
加入普通节点，先生成一个新账户，再初始化私有链，然后启动该节点，在该节点里与其他节点建立连接即可，截图如下：
clique命令及其意义：
list sealers clique.getSigners()
list propositions: clique.proposals
discard a proposition: clique.discard(“0x1234234234234”)
add a new sealer: clique.propose(“0x1234243214312”, true)
remove a sealer: clique.propose(“0x1234243214312”, false)
删除一个信任节点时，先remove a sealer，再discard a proposition
Tips：在终端不关闭的情况下，重新启动geth进入console界面，通过admin.peers查看链接信息，发现之前添加的节点信息都存在；但是，关闭终端后，重新打开一个新的终端，启动geth进入console界面，通过admin.peers查看链接信息，会发现是空的，需要重新运行admin.addPeer()添加，这一点一定要注意！！！
通过clique.discard(signer_address)删除信任节点。通过clique.propose(signer_address，true)添加信任节点，通过实验发现，无法立即生效，需要一半以上的信任节点的投票。一般要在当前所有的信任节点的终端中都执行clique.propose()，并且在各信任节点的终端都同时挖矿，各自挖出几个块后，新添加的信任节点就可已挖矿了。
引用：
https://blog.csdn.net/shangsongwww/article/details/89063564