Building and Running a Private Ethereum Blockchain

bsyonline
2018/03/07
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Blockchain, Ethereum
Blockchain

本文介绍如何在 Ubuntu 上安装 private ethereum blockchain ，通过安装私链来初步了解区块链，为我们以后编程做好准备。

安装 ethereum

首先，需要搭建 ethereum 环境，推荐使用 ubuntu 来完成第一个试验。本文介绍内容均给予 Ubuntu 16.04 LTS 。安装说明参考：Installation Instructions for Ubuntu

sudo apt-get install software-properties-common
sudo add-apt-repository -y ppa:ethereum/ethereum
sudo apt-get update
sudo apt-get install ethereum

安装完成后使用 geth version 来查看 ethereum 的版本，不同的版本配置信息略有差异。

准备工作空间

cd ~
mkdir blockchain-samples
cd blockchain-samples
mkdir node0
cd node0
mkdir config
mkdir data
mkdir scripts
mkdir log

定义创世区块

cd ~/blockchain-samples/node0/config
touch genesis-block.json

在 genesis-block.json 中写入以下内容：

{
   "config": {
        "chainId": 424242,
        "homesteadBlock": 0,
        "eip155Block": 0,
        "eip158Block": 0
    },
    "nonce": "0x0000000000000042",
    "mixhash": "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
    "difficulty": "0x400",
    "coinbase": "0x3333333333333333333333333333333333333333",
    "timestamp": "0x00",
    "parentHash": "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
    "gasLimit": "0xffffffff",
    "alloc": {}
}

这是私链的初始化配置。

不同版本的配置略有差异，如果配置信息不正确，在初始化的时候会出现错误。常见错误有：

Fatal: invalid genesis file: missing 0x prefix for hex data：这个错误信息意思很明白，就是你的 json 文件中，对于16进制数据，需要加上 0x 前缀

Fatal: invalid genesis file: hex string has odd length: 从 v1.6 开始，设置的十六进制数值，不能是奇数位，比如不能是 0x0，而应该是 0x00。

Fatal: failed to write genesis block: genesis has no chain configuration ：这个错误信息，就是说，你的 json 文件中，缺少 config 部分。看到这个信息，我们不需要把 geth 退回到 v1.5 版本，而是需要加上 config 部分。

Error: invalid sender undefined: 这个错误不会导致初始化失败，但是会在以后的转账（eth.sendTransaction），或者部署智能合约的时候产生。解决方法就是 chainId 不能设置为 0 。如果你完全按照 github 上给的官方配置文件，就会产生这个错误。

初始化创世区块

我们可以使用一段 shell 脚本来执行初始化工作。

cd ~/blockchain-samples/node0/scripts
touch init_private_chain.sh
chmod +x init_private_chain.sh

脚本内容如下：

#!/bin/sh

DATADIR=/home/$USER/blockchain-samples/node0/data
GENESIS=/home/$USER/blockchain-samples/node0/config/genesis-block.json
NETWORKID=42
IDENTITY="PrivateChainNode0"
PORT=30303
RPCPORT=8000

# Initialize the private blockchain
geth --networkid $NETWORKID --datadir=$DATADIR --identity $IDENTITY --port $PORT --rpcport $RPCPORT init $GENESIS

执行脚本可以看到初始化成功。

启动节点

初始化成功后，我们使用另外一段脚本来启动节点。

cd ~/blockchain-samples/node0/scripts
touch start_node_daemon.sh
chmod +x start_node_daemon.sh

脚本内容如下：

#!/bin/sh
PORT=30303
RPCPORT=8000
NETWORKID=42
IDENTITY="PrivateChainNode0"
DATADIR=/home/$USER/blockchain-samples/node0/data
NAT=none
RPCADDR="0.0.0.0"

nohup geth --rpc --ws --port $PORT --rpcport $RPCPORT --networkid $NETWORKID --datadir $DATADIR --nat $NAT --identity $IDENTITY --rpcaddr $RPCADDR --wsaddr $RPCADDR --rpccorsdomain * &

执行脚本可以启动区块链节点。如果想作为永久节点，可以使用 nohup 来后台运行。

创建账户

先创建个启动命令行的脚本方便以后使用：

cd ~/blockchain-samples/node0/scripts
touch start_console.sh
chmod +x start_console.sh

脚本内容如下：

#!/bin/sh

PORT=30303
RPCPORT=8545
NETWORKID=42
IDENTITY="PrivateChainNode0"
DATADIR=/home/$USER/blockchain-samples/node0/data
LOGDIR=/home/$USER/blockchain-samples/node0/log
NAT=none
RPCADDR="0.0.0.0"

geth --rpc --rpccorsdomain "*" --rpcapi "db,eth,net,web3" --ws --port $PORT --rpcport $RPCPORT --networkid $NETWORKID --datadir $DATADIR --nat $NAT --identity $IDENTITY --rpcaddr $RPCADDR --wsaddr $RPCADDR console 2>> $LOGDIR/console.log

进入 geth 命令行，执行命令查看账户信息：

> eth.accounts
[]
> personal.newAccount("rolex")
"0x78cd8b9edb6457cbb8455805e0b8e7edad54cebc"
> eth.accounts
["0x78cd8b9edb6457cbb8455805e0b8e7edad54cebc"]
> eth.accounts
["0x78cd8b9edb6457cbb8455805e0b8e7edad54cebc"]
> personal.newAccount("123456")
"0x9d78bc5b7d1311aa9a4c265a7d7889cc3cd3052a"
> eth.accounts
["0x78cd8b9edb6457cbb8455805e0b8e7edad54cebc", "0x9d78bc5b7d1311aa9a4c265a7d7889cc3cd3052a"]
>

挖矿

> miner.start()
null
>

查看日志可以看到如下日志：

INFO [03-07|16:44:17] Generating DAG in progress               epoch=0 percentage=93 elapsed=2m29.758s
INFO [03-07|16:44:18] Generating DAG in progress               epoch=0 percentage=94 elapsed=2m31.311s
INFO [03-07|16:44:20] Generating DAG in progress               epoch=0 percentage=95 elapsed=2m32.813s
INFO [03-07|16:44:22] Generating DAG in progress               epoch=0 percentage=96 elapsed=2m34.367s
INFO [03-07|16:44:23] Generating DAG in progress               epoch=0 percentage=97 elapsed=2m35.942s
INFO [03-07|16:44:25] Generating DAG in progress               epoch=0 percentage=98 elapsed=2m37.509s
INFO [03-07|16:44:26] Generating DAG in progress               epoch=0 percentage=99 elapsed=2m39.305s
INFO [03-07|16:44:26] Generated ethash verification cache      epoch=0 elapsed=2m39.308s
INFO [03-07|16:44:27] Successfully sealed new block            number=1 hash=b09b14…85ce33
INFO [03-07|16:44:27] 🔨 mined potential block                  number=1 hash=b09b14…85ce33
INFO [03-07|16:44:27] Commit new mining work                   number=2 txs=0 uncles=0 elapsed=174.747µs

在挖矿完成前查看账户的余额为 0 ，挖矿完成后，只要账户余额不为 0 ，说明挖矿成功。

> acc0=eth.accounts[0]
"0x78cd8b9edb6457cbb8455805e0b8e7edad54cebc"
> eth.getBalance(acc0)
0
> eth.getBalance(acc0)
55000000000000000000
> eth.getBalance(acc0)
1.715e+21
>

交易

我们创建了两个账户，然后来在挖矿获得的代币被存入默认账户（第一个账户）中，我们可以模拟一次交易，将第一个账户的 1 个代币转账到第二个账户中。

> amount=web3.toWei(1)
"1000000000000000000"
> eth.sendTransaction({from:acc0, to:acc1, 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

>

转账发生错误，提示账户锁定，所以先解锁账户。

> personal.unlockAccount(acc0)
Unlock account 0x78cd8b9edb6457cbb8455805e0b8e7edad54cebc
Passphrase: 
true
> eth.sendTransaction({from:acc0, to:acc1, value:amount})
"0x4af2f15da47d054f167b5f96dfc39c3aa49345111badddca186f24a00204a81f"
> eth.getBalance(acc1)
1000000000000000000
>

如果我们没有启动挖矿，那么当交易完成时，我们查看两个账户的余额时会发现没有余额没有变化。这是因为区块链的交易信息需要由矿工挖矿来确认，从而加入到区块链的大账本中。因此，我们只要再次启动 miner.start() 后在查看账户余额，就可以看到余额的变化了。

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