使用以太坊虚拟环境搭建私有链

很多时候,在开发中我们需要使用私有链进行测试。

本文主要讲述如何在Ubuntu系统中使用以太坊虚拟环境搭建私有链。

Geth(go-ethereum客户端)

首先,我们需要安装 geth 。具体安装参考官方指南

打开终端,分别输入以下命令:

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

安装过程中如果出错,就要去看官方安装指南,可能缺少某些组件,这样就需要我们先安装所需要的组件。

安装完成后,输入 geth ,如果现实出命令行各种参数提示信息,则说明安装成功。

搭建私有链

以太坊支持自定义区块。我们需要定义自己的创世区块作为首节点。

创世区块

创世区块的信息写在一个json格式的配置文件中。首先将下面的内容保存成一个json文件,例如 genesis.json 。

文件内容如下:

{
  "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"
}

写入创世区块

我们先建一个名叫 privatechain 的文件夹,用来存储所有私链的所需要的信息。然后在把 genesis.json 文件放入此文件夹。我们还需要在 privatechain 文件夹中创建一个名叫 data0 的文件夹来存放区块链的数据,这个文件夹就相当于一个根节点。当我们基于genesis.json生成根节点后,其他人就可以来连接此根节点,从而能进行交易)。

接下来进入 privatechain 目录下,执行初始化命令:

cd privatechain
geth --datadir data0 init genesis.json

上面的命令的主体是 geth init,表示初始化区块链,命令可以带有选项和参数,其中 –datadir 选项后面跟一个目录名,这里为 data0,表示指定数据存放目录为 data0, genesis.json 是 init 命令的参数。

运行上面的命令,会读取 genesis.json 文件,根据其中的内容,将创世区块写入到区块链中。如果看到信息中含有Successfully wrote genesis state字样,说明初始化成功。

这时,我们查看一下 privatechain 的目录结构:

其中 geth/chaindata 中存放的是区块数据,keystore中存放的是账户数据。

启动私有节点

初始化完成后,就有了一条自己的私有链,之后就可以启动自己的私有链节点并做一些操作,在终端中输入以下命令即可启动节点:

geth --datadir data0 --networkid 1108 console

上面命令的主体是 geth console,表示启动节点并进入交互式控制台 –datadir 选项指定使用 data0 作为数据目录, –networkid 选项后面跟一个数字,这里是1108,表示指定这个私有链的网络id为1108。网络id在连接到其他节点的时候会用到,以太坊公网的网络id是1,为了不与公有链网络冲突,运行私有链节点的时候要指定自己的网络id(上面命令可能会运行失败,直接重启,再进入到privatechain目录中)。

运行上面的命令后,就启动了区块链节点并进入了Javascript Console:

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包含以下查看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&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

使用Javascript Console

进入以太坊Javascript Console后,就可以使用里面的内置对象做一些操作,这些内置对象提供的功能很丰富,比如查看区块和交易、创建账户、挖矿、发送交易、部署智能合约等。接下来介绍几个常用功能,下面的操作中,前面带>的表示在Javascript Console中执行的命令。

创建账户

前面只是搭建了私有链,并没有自己的账户,可以在js console中输入eth.accounts来验证:

> eth.accounts
[]

此时没有账户,接下来使用personal对象来创建一个账户:

> personal.newAccount()
> Passphrase:
> Repeat passphrase:

Passphrase其实就是密码的意思,输入两次密码后,就创建了一个账户。再次执行命令,这时候再去看账户,就有两个了:

> eth.accounts

账户默认会保存在数据目录的 keystore 文件夹中。查看目录结构,发现 data0/keystore 中多了两个文件,这两个文件就对应刚才创建的两个账户,这是json格式的文本文件,可以打开查看,里面存的是私钥经过密码加密后的信息。

查看账户余额

eth对象提供了查看账户余额的方法:

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

目前两个账户的以太币余额都是0,要使账户有余额,可以从其他账户转账过来,或者通过挖矿来获得以太币奖励。

启动,停止挖矿

通过miner.start()来启动挖矿:

> miner.start(10)

其中start的参数表示挖矿使用的线程数。第一次启动挖矿会先生成挖矿所需的DAG文件,这个过程有点慢,等进度达到100%后,就会开始挖矿,此时屏幕会被挖矿信息刷屏。

图中percentage表示进度,进度达到100%开始挖矿。

出现小锤子即为挖到了。

如果想停止挖矿,并且进度已经达到100%之后,可以在输入:

> miner.stop():

注意:输入的字符会被挖矿刷屏信息冲掉,没有关系,只要输入完整的miner.stop()之后回车,即可停止挖矿。

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,现在的coinbase是账户0
  • 要想使挖矿奖励进入其他账户,通过miner.setEtherbase()将其他账户设置成coinbase即可
  • 挖到区块以后,账户0里面应该就有余额了,用getBalance()查看,其返回值的单位是 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
> eth.coinbase
> miner.setEtherbase(eth.accounts[1])
> web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[0]),'ether')

发送交易

截止目前,账户1的余额还是0:

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

可以通过发送一笔交易,从账户0转移10个以太币到账户1:

  • 这里需要注意的是,账户每隔一段时间就会被锁住,要发送交易,必须先解锁账户,由于我们要从账户0发送交易,所以要解锁账户0,输入创建账户时设置的密码,就可以成功解锁账户。
> personal.unlockAccount(eth.accounts[0])
Unlock account 0x4a3b0216e1644c1bbabda527a6da7fc5d178b58f
Passphrase: 
true

然后我们发送交易:

> amount = web3.toWei(10,'ether')
"10000000000000000000"
> eth.sendTransaction({from:eth.accounts[0],to:eth.accounts[1],value:amount})

我们去查看账户1中的余额:

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

发现还没转过去,此时交易已经提交到区块链,但还未被处理,这可以通过查看txpool来验证:

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

其中有一条pending的交易,pending表示已提交但还未被处理的交易。

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:

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

当miner.stop()返回true后,txpool中pending的交易数量应该为0了,说明交易已经被处理了,而账户1应该收到币了:

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

查看交易和区块

eth对象封装了查看交易和区块信息的方法。

查看当前区块总数:

> eth.blockNumber

通过区块号查看区块:

> eth.getBlock(66)

至此,私链搭建工作就基本完成了。

参考

LBC-Team

柠檬宵宵-区块链学习(三)

自认为是幻象波普星的来客
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