區塊鏈開發（一）搭建基於以太坊的私人鏈環境__區塊鏈

    區塊鏈開發（一）搭建基於以太坊的私人鏈環境

    李赫 2016.07.08

    通過本文所述方法和項目中的指令碼，我們可以快速的搭建好自己的私人鏈進行區塊鏈開發測試，本文基於以太坊技術進行搭建，分兩個部分，一個是Ubuntu下搭建方法，另一個是Windwos下搭建方法，關於以太坊相關的基礎知識，可以看我原先發表的一些文章，地址如下：    http://blog.csdn.net/sportshark

 

一、   Ubuntu下安裝Geth用戶端

    之所以採用Ubuntu，是因為以太坊的官方對Ubuntu支援的很好，是在各個linux系統中安裝最簡單。

    Geth官方安裝指南：

    https://github.com/ethereum/go-ethereum/wiki/Building-Ethereum

    進入ubuntu命令列，執行如下命令

 

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

 

    系統連網執行後，即完成了安裝以太坊用戶端，其中包括geth,bootnode, evm, disasm, rlpdump,ethtest

    此時如果輸入Geth命令，會出現啟動以太坊啟動的畫面

 

二、       安裝Windows下Geth用戶端

    Windows必須64位系統，從官方網站下載編譯好的win64用戶端，解壓縮即可運行，下載地址如下：

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

    下載後，只有一個Geth.exe的檔案。

    安裝映像化用戶端Mist，依然是從官方地址下載編譯好的用戶端即可，下載地址：

    https://github.com/ethereum/mist/releases/

    下載解壓縮後，Ethereum-Wallet即為以太坊圖形化介面。

 

三、       準備創世塊檔案

    配置自己的創世塊是為了區分公有鏈，同一個網路中，創世塊必須是一樣的，否則無法聯通，此方法在windows和Ubuntu下通用。

    建立檔案piccgenesis.json,輸入如下內容並儲存

{

    "nonce":"0x0000000000000042",

    "mixhash":"0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",

    "difficulty": "0x4000",

    "alloc": {},

    "coinbase":"0x0000000000000000000000000000000000000000",

    "timestamp": "0x00",

    "parentHash":"0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",

    "extraData": "PICC GenesisBlock",

    "gasLimit":"0xffffffff"

}

 

    解釋一下各個參數的作用：

 

mixhash	與nonce配合用於挖礦，由上一個區塊的一部分產生的hash。注意他和nonce的設定需要滿足以太坊的Yellow paper, 4.3.4. Block Header Validity, (44)章節所描述的條件。.
nonce	nonce就是一個64位隨機數，用於挖礦，注意他和mixhash的設定需要滿足以太坊的Yellow paper, 4.3.4. Block Header Validity, (44)章節所描述的條件。
difficulty	設定當前區塊的難度，如果難度過大，cpu挖礦就很難，這裡設定較小難度
alloc	用來預置帳號以及帳號的以太幣數量，因為私人鏈挖礦比較容易，所以我們不需要預置有幣的帳號，需要的時候自己建立即可以。
coinbase	礦工的帳號，隨便填
timestamp	設定創世塊的時間戳記
parentHash	上一個區塊的hash值，因為是創世塊，所以這個值是0
extraData	附加資訊，隨便填，可以填你的個性資訊
gasLimit	該值設定對GAS的消耗總量限制，用來限制區塊能包含的交易資訊總和，因為我們是私人鏈，所以填最大。

 

四、       啟動私人鏈節點

    啟動Geth即可以啟動以太坊的區塊鏈，為了構建私人鏈 ，需要在Geth啟動時加入一些參數，Geth參數含義如下： 

identity	區塊鏈的標示，隨便填寫，用於標示目前網路的名字
init	指定創世塊檔案的位置，並建立初始塊
datadir	設定當前區塊鏈網路資料存放的位置
port	網路監聽連接埠
rpc	啟動rpc通訊，可以進行智能合約的部署和調試
rpcapi	設定允許串連的rpc的用戶端，一般為db,eth,net,web3
networkid	設定當前區塊鏈的網路ID，用於區分不同的網路，是一個數字
console	啟動命令列模式，可以在Geth中執行命令

 

1、  在Ubuntu啟動區塊鏈節點

    在Ubuntu下，首先切換到打算啟動並執行目錄，目錄下應該有配置好的piccgenesis.json檔案，執行如下命令

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

擷取當前的目錄

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

建立資料存放地址並初始化創世塊

geth --identity"PICCetherum"  --rpc  --rpccorsdomain "*" --datadir "$basepath/chain" --port "30303"  --rpcapi "db,eth,net,web3"--networkid 95518 console

    啟動後介面如下，游標停留在最後的命令列上，可以執行以太坊命令。

I0707 00:45:43.680087 ethdb/database.go:82]Alloted 128MB cache and 1024 file handles to /home/lihe/案頭/chain/chaindata

I0707 00:45:43.726008ethdb/database.go:169] closed db:/home/lihe/案頭/chain/chaindata

I0707 00:45:43.728913 ethdb/database.go:82]Alloted 128MB cache and 1024 file handles to /home/lihe/案頭/chain/chaindata

I0707 00:45:43.908795 ethdb/database.go:82]Alloted 16MB cache and 16 file handles to /home/lihe/案頭/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/案頭/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/案頭/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，說明已經啟動成功

    注意：如果想將Ubuntu作為永久區塊鏈節點使用，當使用nohup命令時，Geth啟動參數console必須去掉，否則Geth會自動停止。

 

2、  在windows啟動區塊鏈節點

    進入Windows下Geth的目錄 ，放置配置好的piccgenesis.json檔案，執行如下命令：

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

建立資料存放地址並初始化創世塊

geth--identity "PICCetherum" --rpc--rpccorsdomain "*" --datadir "%cd%\chain" --port"30303"  --rpcapi"db,eth,net,web3" --networkid 95518 console

    當看到Listening on [::]:30303和Welcome to the Geth JavaScript console!的提示，說明已經啟動成功

 

五、       使用節點建立帳號

    啟動節點成功後，會進入Geth的命令列模式，輸入如下命令

personal.newAccount()

    系統會提示你輸入帳號密碼，並確認，最後會顯示一個新產生的帳號。

 

六、       啟動Windows下私人鏈圖形節點

    首先按上面的步驟啟動Geth並建立了帳號，然後解壓縮Ethereum-Wallet，運行Ethereum-Wallet.exe,即啟動成功，如果區塊鏈正常的話，會在右上方顯示“PRIVATE-NET”，點擊“LAUNCH APPLICATION”進入圖形介面即可。

 

七、       串連其他節點

    首先要知道自己的節點資訊，在Geth命令列介面下輸入命令,注意大小寫

admin.nodeInfo

    系統會顯示

  enode:"enode://1e3c1727cd3bee9f25edeb5dbb3b880e03e41f8eec99566557f3ee0422734a8fcad17c161aa93d61bdbfb28ed152c143c7eb501db58bc63502a104a84b62d742@0.0.0.0:30303“

    其中

enode://1e3c1727cd3bee9f25edeb5dbb3b880e03e41f8eec99566557f3ee0422734a8fcad17c161aa93d61bdbfb28ed152c143c7eb501db58bc63502a104a84b62d742@0.0.0.0:30303

    就是自己節點的資訊，注意要把“0.0.0.0“換成你自己的IP。將這個資訊發送給其他節點，在其他節點的命令列中輸入：

admin.addPeer(‘enode://1e3c1727cd3bee9f25edeb5dbb3b880e03e41f8eec99566557f3ee0422734a8fcad17c161aa93d61bdbfb28ed152c143c7eb501db58bc63502a104a84b62d742@192.168.1.101:30303’)

    如果添加成功，輸入admin.peers會顯示出新添加的節點。

 

八、       使用節點進行挖礦

    在Geth命令列介面下，輸入miner.start()即啟動挖礦，挖礦後，會不停刷屏，輸入miner.stop()即停止，不用管刷屏導致的命令不全，命令會正常執行。

     到這一步，已經組建一個私人鏈的網路，可以像其他區塊鏈一樣不停的擴充這個網路，下一篇文章，我會介紹如何在私人鏈上編寫、調試和部署智能合約。

 參考文章：

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