如何搭建并运行以太坊(Ethereum)私有链

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概述

本文讲述了如何通过以太坊源码搭建一个以太坊私链，并通过控制台来操作该私有链。

搭建以太坊私有链

注意：搭建私有链关键是编写创世块的配置文件，在创始块的配置文件中定义了区块链中第一个区块的内容，完成创始块的配置文件后，需要执行初始化操作，初始化操作会把创始块的信息写入到区块链中，初始化完成后即可启动自己的私有链。

下载并编译以太坊客户端geth

  1. 下载源码
    通过以下命令下载并编译go-ethereum源码
cd $GOPATH/src/github.com/
git clone https://github.com/ethereum/go-ethereum.git
cd go-ethereum
make

编译完成后会看到一个geth命令，该命令就是以太坊的客户端命令。可以通过该命令来加入以太坊公链。

编辑创始块的配置文件

  • 创建工作目录
# 创建一个工作目录
mkdir geth
cd geth
touch gensis.json
  • 编辑创始块配置文件的内容：
{
    "config": { "chainId": 20, "homesteadBlock": 0, "eip155Block": 0, "eip158Block": 0 },
    "alloc": { "0xeb680f30715f347d4eb5cd03ac5eced297ac5046": { "balance": "100000000000000000000000000000000" } },
    "coinbase": "0x0000000000000000000000000000000000000000",
    "difficulty": "0x01",
    "extraData": "0x777573686f756865",
    "gasLimit": "0xffffffff",
    "nonce": "0x0000000000000001",
    "mixhase": "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
    "parentHash": "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
    "timestamp": "0x00" }
  • 配置文件的参数说明
参数 参数说明
chainId 指定独立的区块链网络id
homesteadBlock 若该值设置为0，标识使用的第2个版本
eip155Block eip是ethereum improvement proposal的缩写，你的链不会因为这些提议分叉，所以设置为0即可。
eip158Block 同上
mixhash 与nonce配合用于挖矿，有上一个区块链的一部分生成的哈希值。注意它和nonce必须要满足区块链黄皮书中说的条件。
nonce 一个用于挖矿的64位随机数
difficulty 设置当前区块链的难度
alloc 给某个账户预分配以太坊币
coinbase 旷工的账号
timestamp 创世块的时间戳
parentHash 上一个区块的hash值。创世块的为0
extraData 32bytes大小的任意数据，每个区块都有，由miner来决定是否要在里面填什么。
gasLimit 设置消耗gas的总量限制。用来限制包括区块和的交易信息的总和。私有链可以填最大。

初始化

  • 创建一个目录：
cd geth
mkdir db
  • 执行初始化命令：
geth --datadir "./db" init gensis.json

执行初始化后的目录结构如下：

geth/
├── db
│   ├── geth
│   │   ├── chaindata
│   │   │   ├── 000001.log
│   │   │   ├── CURRENT
│   │   │   ├── LOCK
│   │   │   ├── LOG
│   │   │   └── MANIFEST-000000
│   │   └── lightchaindata
│   │       ├── 000001.log
│   │       ├── CURRENT
│   │       ├── LOCK
│   │       ├── LOG
│   │       └── MANIFEST-000000
│   └── keystore [error opening dir]
└── gensis.json

启动节点并开始挖矿

./bin/geth --datadir "./db" --rpc --rpcaddr=0.0.0.0 --rpcport 8545 --rpccorsdomain "*" --rpcapi "eth,net,web3,personal,admin,shh,txpool,debug,miner" --nodiscover --maxpeers 30 --networkid 1981 --port 30303 --mine --minerthreads 1 --etherbase "0xeb680f30715f347d4eb5cd03ac5eced297ac5046" console

通过以上参数，节点启动后，就开始挖矿了，若看到一个锤子一样的图标，就表示挖矿成功了。

...
> INFO [08-26|14:49:18.407] Successfully sealed new block            number=23 hash=e4c0e2…34dfd6 elapsed=6.649s
INFO [08-26|14:49:18.407] ? block reached canonical chain          number=18 hash=eeda03…d7d0a5
INFO [08-26|14:49:18.407] ? mined potential block                  number=23 hash=e4c0e2…34dfd6
INFO [08-26|14:49:18.407] Commit new mining work                   number=24 uncles=0 txs=0 gas=0 fees=0 elapsed=113.932µs
> miner.stopINFO [08-26|14:49:21.381] Successfully sealed new block            number=24 hash=905523…216891 elapsed=2.973s
INFO [08-26|14:49:21.384] ? block reached canonical chain          number=19 hash=347b2e…3e0b67
INFO [08-26|14:49:21.384] ? mined potential block                  number=24 hash=905523…216891
INFO [08-26|14:49:21.384] Commit new mining work        
...

通过命令stop来停止挖矿:

miner.stop()
  • 命令行参数说明：
参数名 参数说明
identity 区块链的标识，随便填写，用于标识目前网络的名字
datadir 指明当前区块链私钥和网络数存放的位置
port 指定以太坊网络监听的端口，默认为：30303
rpc 开启http-rpc服务，可以进行智能合约的部署和调试
rpcaddr 指定http-rpc服务监听的地址，默认为loclhost
rpcapi 设置允许连接的rpc客户端，一般为:db,eth,net,web3
rpcport 指定http-rpc服务监听端口，默认为8545
networkid 指定以太坊网络id，其实就是区块链网络的身份标识，公有链为1，测试链为3，默认启动为1
etherbase 指定矿工的账号
mine 开启挖矿，默认为CPU挖矿
minerthreads 指定挖矿的线程数
nodicover 关闭自动连接节点，但可手动添加节点。在搭建私有链时，为避免其他节点接入，可用该命令。
maxpeers 设置允许最大连接节点数，默认为25
console 启动命令行模式，可以在geth中执行命令

通过attach命令连接到已经启动的节点中，并进入javascript控制台，命令如下：

geth --datadir "./db" attach ipc:./db/geth.ipc

直接启动节点和控制台

  • 启动控制台
    通过以下命令来启动一个节点和控制台
geth --datadir "./db" --networkid 1980 console

这样就启动了一个javascript控制台，通过该控制台，我们可以输入命令。
在该控制台内置了一些对象，通过这些对象我们可以很方便的与以太坊进行交互，这些内置对象包括：

  • eth: 提供了操作区块先关的方法
  • net：提供查看p2p网络状态的方法
  • admin：提供了管理节点相关的方法
  • miner：提供启动和停止挖矿的方法
  • personal：提供管理账户的方法
  • txpool：提供查看交易内存池的方法
  • web3：包含一些单位换算的方法

总结

本文描述了如何通过go-ethereum来搭建一个以太坊私有链。有利私有链，我们就可以模拟转账，或进行智能合约的编写和调试了。

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