geth搭建以太坊私链及常用操作

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2020年5月12日16:24:27 评论 620 8757字阅读29分11秒

一、下载安装geth客户端

https://www.ethereum.org/

二、搭建私有链

1、准备创世区块配置文件

要运行私有链,我们就需要定义自己的创世区块,创世区块信息写在一个json格式的配置文件中。首先将下面的内容保存到一个json文件中,例如genesis.json。

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{
  "config": {
        "chainId": 10,
        "homesteadBlock": 0,
        "eip155Block": 0,
        "eip158Block": 0
    },
  "coinbase"   "0x0000000000000000000000000000000000000000",
  "difficulty" "0x20000",
  "extraData"  "",
  "gasLimit"   "0xffffffff",
  "nonce"      "0x0000000000000042",
  "mixhash"    "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "parentHash" "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "timestamp"  "0x00",
  "alloc"      : {}
}
初始化命令 作用
mixhash 与nonce配合用于挖矿,由上一个区块的一部分生成的hash。
nonce nonce就是一个64位随机数,用于挖矿。
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,随便填,可以填你的个性信息
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。

2、初始化:写入创世区块

准备好创世区块配置文件后,需要初始化区块链,将上面的创世区块信息写入到区块链中。首先要新建一个目录用来存放区块链数据,假设新建的数据目录为/privatechain/data0,genesis.json保存在/privatechain中,此时目录结构应该是这样的:

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privatechain
├── data0
└── genesis.json
初始化命令 作用
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
rpc 启动rpc通信,可以进行智能合约的部署和调试
rpcport HTTP-RPC服务器监听端口(default: 8545)
rpcapi 设置允许连接的rpc的客户端,默认只有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
rpccorsdomain 指定一个可以接收请求来源的以逗号间隔的域名列表(浏览器访问的话,要强制指定该选项)

接下来进入privatechain中,执行初始化命令:

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$ 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。如果看到以下的输出内容,说明初始化成功了。

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Successfully wrote genesis state... 

初始化成功后,会在数据目录data0中生成geth和keystore两个文件夹,此时目录结构如下:

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privatechain
├── data0
│   ├── geth
│   │   └── chaindata
│   │       ├── 000001.log
│   │       ├── CURRENT
│   │       ├── LOCK
│   │       ├── LOG
│   │       └── MANIFEST-000000
│   └── keystore
└── genesis.json 

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

3、启动私有链节点

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$ 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。 注意:单独运行geth命令也是连接公网!

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

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Welcome to the Geth JavaScript console!
instance: Geth/v1.7.3-stable-4bb3c89d/windows-amd64/go1.9
 modules: admin:1.0 debug:1.0 eth:1.0 miner:1.0 net:1.0 personal:1.0 rpc:1.0 txpool:1.0 web3:1.0
>

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

其中常用命令有:

  • personal.newAccount():创建账户;
  • personal.unlockAccount():解锁账户;
  • eth.accounts:枚举系统中的账户;
  • eth.getBalance():查看账户余额,返回值的单位是 Wei(Wei - 是以太坊中最小货币面额单位,类似比特币中的聪,1 ether = 10^18 Wei);
  • eth.blockNumber:列出区块总数;
  • eth.getTransaction():获取交易;
  • eth.getBlock():获取区块;
  • miner.start():开始挖矿;
  • miner.stop():停止挖矿;
  • web3.fromWei():Wei 换算成以太币;
  • web3.toWei():以太币换算成 Wei;
  • txpool.status:交易池中的状态;
  • admin.addPeer():连接到其他节点;

三、探索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。

1、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:

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> eth.accounts
[]

接下来使用personal对象来创建一个账户:

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> personal.newAccount()
> personal.newAccount()
Passphrase:
Repeat passphrase:
"0x675fda0eac2af486c0b8778ce386150af5140458"

会提示输入密码和确认密码,输入密码不会有显示,只要输入就可以了,之后就会显示新创建的账户地址。

可以创建多个账户。

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。

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data0
├── geth
│   ├── chaindata
│   ├── LOCK
│   ├── nodekey
│   └── nodes
├── geth.ipc
├── history
└── keystore
    ├── UTC--2017-03-22T09-06-47.766993033Z--c232e2add308136571bb8f9197ba4ae4e5ba9836
    └── UTC--2017-03-22T09-09-42.041015656Z--814d39aa21f3eed069f2b21da7b5f857f7343afa

2、查看账户余额

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> eth.getBalance("0x675fda0eac2af486c0b8778ce386150af5140458")
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。

3、启动&停止挖矿

  • 通过miner.start()来启动挖矿
  • 通过miner.stop()来停止挖矿

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。

矿工账户: 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,通过miner.setEtherbase()可将其他账户设置成coinbase。

getBalance()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:

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> web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[0]),'ether')
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4、发送交易

可以通过发送一笔交易,从A账户转移N个以太币到B账户;

注意:

  • 在交易过程中,无论交易的代币是什么,都需要把这些代币转为 wei 存储在以太坊区块链中。
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amount = web3.toWei(5,'ether')
"5000000000000000000"
  • 账户默认是锁住的,想要发送交易,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:
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> personal.unlockAccount(eth.accounts[0])
Unlock account 0x675fda0eac2af486c0b8778ce386150af5140458
Passphrase:
true

输入创建账户时设置的密码,就可以成功解锁账户。然后再发送交易:

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eth.sendTransaction({from:eth.accounts[0],to:"0xc9194a8ea28d76389af4c7e9c81222386a6ab47a",value:amount})
INFO [11-19|22:56:00] Submitted transaction                    fullhash=0x8f489255235e7008047605b170a4fa5ef7ef951dcbd9ac909f93fd585241e524 recipient=0xC9194A8ea28D76389Af4c7e9C81222386A6aB47A
"0x8f489255235e7008047605b170a4fa5ef7ef951dcbd9ac909f93fd585241e524"

 

此时交易已经提交到区块链,返回了交易的hash,但还未被处理,这可以通过查看txpool来验证:

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> 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:

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> 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:

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

此时,交易已经生效,账户一应该已经收到了15个以太币了:

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> web3.fromWei(eth.getBalance("0xc9194a8ea28d76389af4c7e9c81222386a6ab47a"),'ether')
15

5、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:

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> eth.blockNumber
180

通过区块号(高度)查看区块信息,通过交易hash查看交易:

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eth.getBlock(180)
{
  difficulty: 131072,
  extraData: "0xd783010703846765746885676f312e398777696e646f7773",
  gasLimit: 3744718,
  gasUsed: 21000,
  hash: "0xb6d1170493e84f9f4b7b6631011c9841d9b6263955621d812891efbf63736ad2",
  logsBloom: "0x00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  miner: "0xc16af1f2a86b6d94c44da3c3dbab59f0ef04ad36",
  mixHash: "0xb93b0ce1b706c03fda4690076753dd38d1d5c6d0aa4379b78a06ec63e44ed572",
  nonce: "0x7f23d7e8f136ee0a",
  number: 180,
  parentHash: "0x5881c87a6b38a6a341740f2062724945fb239693234fd8a5b99ac127f5455518",
  receiptsRoot: "0x9b15dee17d0b464e884beee2ae85d2dac54439ed6cd59f84c0acde080d6cf7bd",
  sha3Uncles: "0x1dcc4de8dec75d7aab85b567b6ccd41ad312451b948a7413f0a142fd40d49347",
  size: 650,
  stateRoot: "0xe5a6c4f89ccb5df8012a2c298b1b5daff46d5db55020271d15fa5a75ac223ef0",
  timestamp: 1542639406,
  totalDifficulty: 24333549,
  transactions: ["0x8f489255235e7008047605b170a4fa5ef7ef951dcbd9ac909f93fd585241e524"],
  transactionsRoot: "0x88572d4389a5f897aafda1176d4398c0023824092024acf5fdec8e513786b7ae",
  uncles: []
}
> eth.getTransaction("0x8f489255235e7008047605b170a4fa5ef7ef951dcbd9ac909f93fd585241e524")
{
  blockHash: "0xb6d1170493e84f9f4b7b6631011c9841d9b6263955621d812891efbf63736ad2",
  blockNumber: 180,
  from: "0x675fda0eac2af486c0b8778ce386150af5140458",
  gas: 90000,
  gasPrice: 18000000000,
  hash: "0x8f489255235e7008047605b170a4fa5ef7ef951dcbd9ac909f93fd585241e524",
  input: "0x",
  nonce: 1,
  r: "0xcba2a0ab3326d0ceb42b42cae8d19dadd54830baa38c5af09bcd33a128e20e3f",
  s: "0x1c9d15e8c1236a7e125fc1095188c73ddbc9151d64327297fe5b59d9fcfceb5f",
  to: "0xc9194a8ea28d76389af4c7e9c81222386a6ab47a",
  transactionIndex: 0,
  v: "0x38",
  value: 15000000000000000000

 

还有更多的功能请自行探索...。

6、连接到其他节点

可以通过admin.addPeer()方法连接到其他节点,两个节点要想联通,必须保证网络是相通的,并且要指定相同的networkid。

假设有两个节点:节点一和节点二,networkid都是1108,通过下面的步骤就可以从节点一连接到节点二。

首先要知道节点二的enode信息,在节点二的js console中执行下面的命令查看enode信息:

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> admin.nodeInfo.enode
"enode://9e86289ea859ca041f235aed87a091d0cd594b377cbe13e1c5f5a08a8a280e62d4019ac54063ed6a1d0e3c3eaedad0b73c40b99a16a176993f0373ffe92be672@[::]:30304"

然后在节点一的js console中执行admin.addPeer(),就可以连接到节点二:

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> admin.addPeer("enode://9e86289ea859ca041f235aed87a091d0cd594b377cbe13e1c5f5a08a8a280e62d4019ac54063ed6a1d0e3c3eaedad0b73c40b99a16a176993f0373ffe92be672@127.0.0.1:30304")

addPeer()的参数就是节点二的enode信息,注意要把enode中的[::]替换成节点二的IP地址。连接成功后,节点二就会开始同步节点一的区块,同步完成后,任意一个节点开始挖矿,另一个节点会自动同步区块,向任意一个节点发送交易,另一个节点也会收到该笔交易。

通过admin.peers可以查看连接到的其他节点信息,通过net.peerCount可以查看已连接到的节点数量。

通过多节点验证keystore中的json文件包含账户地址和加密后的私钥

匿名

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