如何搭建以太坊私有鏈

在開發以太坊時，很多時候需要搭建一條以太坊私有鏈，通過本文一起看看如何在Mac上進行搭建。

寫在前面

閱讀本文前，你應該對以太坊語言有所了解，如果你還不了解，建議你先看以太坊是什么

go-ethereum客戶端安裝

Go-ethereum客戶端通常被稱為Geth，它是個命令行界面，執行在Go上實現的完整以太坊節點。Geth得益於Go語言的多平台特性，支持在多個平台上使用(比如Windows、Linux、Mac)。Geth是以太坊協議的具體落地實現，通過Geth，你可以實現以太坊的各種功能，如賬戶的新建編輯刪除，開啟挖礦，ether幣的轉移，智能合約的部署和執行等等。所以，我們選擇geth工具來進行開發。由於本人是mac，所以優先使用mac進行開發啦。mac中geth安裝如下：

1 2	brew tap ethereum/ethereum brew install ethereum

檢查是否安裝成功

1	geth --help

如果輸出一些幫助提示命令，則說明安裝成功。
其他平台可參考Geth 安裝

搭建私有鏈

以太坊支持自定義創世區塊，要運行私有鏈，我們就需要定義自己的創世區塊，創世區塊信息寫在一個json格式的配置文件中。首先將下面的內容保存到一個json文件中，例如genesis.json。
json文件內容如下:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

{ "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" }

初始化：寫入創世區塊

准備好創世區塊json配置文件后，需要初始化區塊鏈，將上面的創世區塊信息寫入到區塊鏈中。首先要新建一個目錄data0用來存放區塊鏈數據(其實，這個目錄data0就相當於一個根節點。當我們基於genesis.json生成根節點后，其他人就可以來連接此根節點，從而能進行交易)。data0目錄結構如圖所示：

接下來進入privatechain目錄中，執行初始化命令：

1 2	cd privatechain geth --datadir data0 init genesis.json

上面的命令的主體是 geth init，表示初始化區塊鏈，命令可以帶有選項和參數，其中–datadir選項后面跟一個目錄名，這里為 data0，表示指定數據存放目錄為 data0， genesis.json是init命令的參數。

運行上面的命令，會讀取genesis.json文件，根據其中的內容，將創世區塊寫入到區塊鏈中。如果看到log信息中含有Successfully wrote genesis state字樣，說明初始化成功。

初始化成功后的目錄如下：

其中geth/chaindata中存放的是區塊數據，keystore中存放的是賬戶數據。

啟動私有鏈節點

初始化完成后，就有了一條自己的私有鏈，之后就可以啟動自己的私有鏈節點並做一些操作，在終端中輸入以下命令即可啟動節點：

1	geth --datadir data0 --networkid 1108 console

上面命令的主體是geth console，表示啟動節點並進入交互式控制台，–datadir選項指定使用data0作為數據目錄，–networkid選項后面跟一個數字，這里是1108，表示指定這個私有鏈的網絡id為1108。網絡id在連接到其他節點的時候會用到，以太坊公網的網絡id是1，為了不與公有鏈網絡沖突，運行私有鏈節點的時候要指定自己的網絡id(上面命令可能會運行失敗，我直接重啟mac，再進入到privateChain目錄中，簡單粗暴)。

運行上面的命令后，就啟動了區塊鏈節點並進入了Javascript Console：

這是一個交互式的Javascript執行環境，在這里面可以執行Javascript代碼，其中>是命令提示符。在這個環境里也內置了一些用來操作以太坊的Javascript對象，可以直接使用這些對象。這些對象主要包括：

eth：包含一些跟操作區塊鏈相關的方法
net：包含以下查看p2p網絡狀態的方法
admin：包含一些與管理節點相關的方法
miner：包含啟動&停止挖礦的一些方法
personal：主要包含一些管理賬戶的方法
txpool：包含一些查看交易內存池的方法
web3：包含了以上對象，還包含一些單位換算的方法

玩轉Javascript Console

進入以太坊Javascript Console后，就可以使用里面的內置對象做一些操作，這些內置對象提供的功能很豐富，比如查看區塊和交易、創建賬戶、挖礦、發送交易、部署智能合約等。接下來介紹幾個常用功能，下面的操作中，前面帶>的表示在Javascript Console中執行的命令。

創建賬戶

前面只是搭建了私有鏈，並沒有自己的賬戶，可以在js console中輸入eth.accounts來驗證：

1 2	> eth.accounts []

此時沒有賬戶，接下來使用personal對象來創建一個賬戶：

1 2 3 4

> personal.newAccount() > Passphrase: > Repeat passphrase: "0x4a3b0216e1644c1bbabda527a6da7fc5d178b58f"

Passphrase其實就是密碼的意思，輸入兩次密碼后，就創建了一個賬戶。再次執行命令:

1 2 3 4

> personal.newAccount() > Passphrase: > Repeat passphrase: "0x46b24d04105551498587e3c6ce2c3341d5988938"

這時候再去看賬戶，就有兩個了。

1 2	> eth.accounts ["0x4a3b0216e1644c1bbabda527a6da7fc5d178b58f", "0x46b24d04105551498587e3c6ce2c3341d5988938"]

賬戶默認會保存在數據目錄的keystore文件夾中。查看目錄結構，發現data0/keystore中多了兩個文件，這兩個文件就對應剛才創建的兩個賬戶，這是json格式的文本文件，可以打開查看，里面存的是私鑰經過密碼加密后的信息。

json文件中信息格式如下：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

{ "address": "4a3b0216e1644c1bbabda527a6da7fc5d178b58f", "crypto": { "cipher": "aes-128-ctr", "ciphertext": "238d6d48126b762c8f13e84622b1bbb7713f7244c2f24555c99b76396fae8355", "cipherparams": { "iv": "d0f5a3d3e6c1eeec77bf631bc938725d" }, "kdf": "scrypt", "kdfparams": { "dklen": 32, "n": 262144, "p": 1, "r": 8, "salt": "70dc72c4eb63bea50f7637d9ff85bb53f6ca8ace17f4245feae9c0bc9abaad82" }, "mac": "bd7fc0c937c39f1cbbf1ca654c33b53d7f9c644c6dacfeefe1641d2f3decea04" }, "id": "57803d82-0cd4-4a78-9c29-9f9252fdcf60", "version": 3 }

查看賬戶余額

eth對象提供了查看賬戶余額的方法：

1 2 3 4

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

目前兩個賬戶的以太幣余額都是0，要使賬戶有余額，可以從其他賬戶轉賬過來，或者通過挖礦來獲得以太幣獎勵。

啟動&停止挖礦

通過miner.start()來啟動挖礦：

1	> miner.start(10)

其中start的參數表示挖礦使用的線程數。第一次啟動挖礦會先生成挖礦所需的DAG文件，這個過程有點慢，等進度達到100%后，就會開始挖礦，此時屏幕會被挖礦信息刷屏。

如果想停止挖礦，並且進度已經達到100%之后，可以在js console中輸入

1	miner.stop()：

注意：輸入的字符會被挖礦刷屏信息沖掉，沒有關系，只要輸入完整的miner.stop()之后回車，即可停止挖礦。

挖到一個區塊會獎勵5個以太幣，挖礦所得的獎勵會進入礦工的賬戶，這個賬戶叫做coinbase，默認情況下coinbase是本地賬戶中的第一個賬戶：

1 2	> eth.coinbase "0x4a3b0216e1644c1bbabda527a6da7fc5d178b58f"

現在的coinbase是賬戶0，要想使挖礦獎勵進入其他賬戶，通過miner.setEtherbase()將其他賬戶設置成coinbase即可：

1 2 3 4

> miner.setEtherbase(eth.accounts[1]) true > eth.coinbase "0x46b24d04105551498587e3c6ce2c3341d5988938"

挖到區塊以后，賬戶0里面應該就有余額了：

1 2	> eth.getBalance(eth.accounts[0]) 2.31e+21

getBalance()返回值的單位是wei，wei是以太幣的最小單位，1個以太幣=10的18次方個wei。要查看有多少個以太幣，可以用web3.fromWei()將返回值換算成以太幣：

1 2	> web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[0]),'ether') 2310

發送交易

截止目前，賬戶一的余額還是0：

1 2	> eth.getBalance(eth.accounts[1]) 0

可以通過發送一筆交易，從賬戶0轉移10個以太幣到賬戶1：

1 2 3 4 5 6 7 8

> amount = web3.toWei(10,'ether') "10000000000000000000" > eth.sendTransaction({from:eth.accounts[0],to:eth.accounts[1],value:amount}) Error: authentication needed: password or unlock at web3.js:3143:20 at web3.js:6347:15 at web3.js:5081:36 at <anonymous>:1:1

這里報錯了，原因是賬戶每隔一段時間就會被鎖住，要發送交易，必須先解鎖賬戶，由於我們要從賬戶0發送交易，所以要解鎖賬戶0：

1 2 3 4

> personal.unlockAccount(eth.accounts[0]) Unlock account 0x4a3b0216e1644c1bbabda527a6da7fc5d178b58f Passphrase: true

輸入創建賬戶時設置的密碼，就可以成功解鎖賬戶。然后再發送交易：

1 2 3 4 5

> amount = web3.toWei(10,'ether') "10000000000000000000" > eth.sendTransaction({from:eth.accounts[0],to:eth.accounts[1],value:amount}) INFO [03-07|11:13:11] Submitted transaction fullhash=0x1b21bba16dd79b659c83594b0c41de42debb2738b447f6b24e133d51149ae2a6 recipient=0x46B24d04105551498587e3C6CE2c3341d5988938 "0x1b21bba16dd79b659c83594b0c41de42debb2738b447f6b24e133d51149ae2a6"

我們去查看賬戶1中的余額：

1 2	> eth.getBalance(eth.accounts[1]) 0

發現還沒轉過去，此時交易已經提交到區塊鏈，但還未被處理，這可以通過查看txpool來驗證：

1 2 3 4 5

> txpool.status { pending: 1, queued: 0 }

其中有一條pending的交易，pending表示已提交但還未被處理的交易。

要使交易被處理，必須要挖礦。這里我們啟動挖礦，然后等待挖到一個區塊之后就停止挖礦：

1	> miner.start(1);admin.sleepBlocks(1);miner.stop();

當miner.stop()返回true后，txpool中pending的交易數量應該為0了，說明交易已經被處理了，而賬戶1應該收到幣了：

1 2	> web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[1]),'ether') 10

查看交易和區塊

eth對象封裝了查看交易和區塊信息的方法。

查看當前區塊總數：

1 2	> eth.blockNumber 463

通過區塊號查看區塊：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

> eth.getBlock(66) { difficulty: 135266, extraData: "0xd783010802846765746886676f312e31308664617277696e", gasLimit: 3350537, gasUsed: 0, hash: "0x265dfcc0649bf6240812256b2b9b4e3ae48d51fd8e43e25329ac111556eacdc8", logsBloom: "0x00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000", miner: "0x4a3b0216e1644c1bbabda527a6da7fc5d178b58f", mixHash: "0xaf755722f62cac9b483d3437dbc795f2d3a02e28ec03d39d8ecbb6012906263c", nonce: "0x3cd80f6ec5c2f3e9", number: 66, parentHash: "0x099776a52223b892d13266bb3aec3cc04c455dc797185f0b3300d39f9fc0a8ec", receiptsRoot: "0x56e81f171bcc55a6ff8345e692c0f86e5b48e01b996cadc001622fb5e363b421", sha3Uncles: "0x1dcc4de8dec75d7aab85b567b6ccd41ad312451b948a7413f0a142fd40d49347", size: 535, stateRoot: "0x0c9feec5a201c8c98618331aecbfd2d4d93da1c6064abd0c41ae649fc08d8d06", timestamp: 1520391527, totalDifficulty: 8919666, transactions: [], transactionsRoot: "0x56e81f171bcc55a6ff8345e692c0f86e5b48e01b996cadc001622fb5e363b421", uncles: [] }

通過交易hash查看交易：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

> eth.getTransaction("0x1b21bba16dd79b659c83594b0c41de42debb2738b447f6b24e133d51149ae2a6") { blockHash: "0x1cb368a27cc23c786ff5cdf7cd4351d48f4c8e8aea2e084a5e9d7c480449c79a", blockNumber: 463, from: "0x4a3b0216e1644c1bbabda527a6da7fc5d178b58f", gas: 90000, gasPrice: 18000000000, hash: "0x1b21bba16dd79b659c83594b0c41de42debb2738b447f6b24e133d51149ae2a6", input: "0x", nonce: 0, r: "0x31d22686e0d408a16497becf6d47fbfdffe6692d91727e5b7ed3d73ede9e66ea", s: "0x7ff7c14a20991e2dfdb813c2237b08a5611c8c8cb3c2dcb03a55ed282ce4d9c3", to: "0x46b24d04105551498587e3c6ce2c3341d5988938", transactionIndex: 0, v: "0x38", value: 10000000000000000000 }

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