以太坊源碼解析 - 下載下傳、編譯 go-ethereum ，搭建私有鍊

下載下傳

編譯

$ cd go-ethereum
$ make geth

将

geth

添加到環境變量中

vi ~/.bashrc

export GETH="$GOPATH/src/github.com/ethereum/go-ethereum/build"
export PATH="$PATH:$GETH/bin"

然後執行

source ~/.bashrc

，使配置生效。

檢查是否安裝成功

如果輸出一些幫助提示指令，則說明安裝成功。

搭建私有鍊

配置初始狀态

要運作以太坊私有鍊，需要定義自己的創世區塊，創世區塊資訊寫在一個 JSON 格式的配置檔案中。首先将下面的内容儲存到一個 JSON 檔案中，例如

genesis.json

$ mkdir ~/privatechain
$ cd privatechain
$ mkdir data0
$ vi genesis.json

genesis.json 的代碼

{
  "config": {
        "chainId": , 
        "homesteadBlock": ,
        "eip155Block": ,
        "eip158Block": 
    },
  "alloc"      : {},
  "coinbase"   : "0x0000000000000000000000000000000000000000",
  "difficulty" : "0x20000",
  "extraData"  : "",
  "gasLimit"   : "0x2fefd8",
  "nonce"      : "0x0000000000000042",
  "mixhash"    : "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "parentHash" : "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "timestamp"  : "0x00"
}

其中，chainID 指定了獨立的區塊鍊網絡 ID。網絡 ID 在連接配接到其他節點的時候會用到，以太坊公網的網絡 ID 是 1，為了不與公有鍊網絡沖突，運作私有鍊節點的時候要指定自己的網絡 ID。不同 ID 網絡的節點無法互相連接配接。配置檔案還對目前挖礦難度 difficulty、區塊 Gas 消耗限制 gasLimit 等參數進行了設定。

初始化：寫入創世區塊

準備好創世區塊配置檔案後，需要初始化區塊鍊，将上面的創世區塊資訊寫入到區塊鍊中。首先要建立一個目錄用來存放區塊鍊資料，假設建立的資料目錄為 ~/privatechain/data0，genesis.json 儲存在 ~/privatechain 中，此時目錄結構應該是這樣的：

privatechain
├── data0
└── genesis.json

執行初始化指令：

上面的指令的主體是

geth init

，表示初始化區塊鍊，指令可以帶有選項和參數，其中

--datadir

選項後面跟一個目錄名，這裡為

data0

，表示指定資料存放目錄為

data0

，

genesis.json

是

init

指令的參數。

運作上面的指令，會讀取

genesis.json

檔案，根據其中的内容，将創世區塊寫入到區塊鍊中。如果看到以下的輸出内容，說明初始化成功了。

INFO [-|::] Maximum peer count                       ETH= LES= total=
INFO [-|::] Allocated cache and file handles         database=/Users/fujinliang/privatechain/data0/geth/chaindata cache= handles=
INFO [-|::] Writing custom genesis block 
INFO [-|::] Persisted trie from memory database      nodes= size=B time=µs gcnodes= gcsize=B gctime=s livenodes= livesize=B
INFO [-|::] Successfully wrote genesis state         database=chaindata                                           hash=fc7…d790e0
INFO [-|::] Allocated cache and file handles         database=/Users/fujinliang/privatechain/data0/geth/lightchaindata cache= handles=
INFO [-|::] Writing custom genesis block 
INFO [-|::] Persisted trie from memory database      nodes= size=B time=µs  gcnodes= gcsize=B gctime=s livenodes= livesize=B
INFO [-|::] Successfully wrote genesis state         database=lightchaindata                                           hash=fc7…d790e0

初始化成功後，會在資料目錄 data0 中生成 geth 和 keystore 兩個檔案夾，此時目錄結構如下：

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

其中

geth/chaindata

中存放的是區塊資料，

keystore

中存放的是賬戶資料。

啟動私有鍊節點

上面指令的主體是

geth console

，表示啟動節點并進入互動式控制台，–datadir選項指定使用data0作為資料目錄，

--networkid

選項後面跟一個數字，這裡是110，表示指定這個私有鍊的網絡id為110。網絡id在連接配接到其他節點的時候會用到，以太坊公網的網絡id是1，為了不與公有鍊網絡沖突，運作私有鍊節點的時候要指定自己的網絡id。

運作上面的指令後，就啟動了區塊鍊節點并進入了該節點的控制台：

...
Welcome to the Geth JavaScript console!

instance: Geth/v1.8.10-unstable-ccc0debb/darwin-amd64/go1.10.2
 modules: admin: debug: eth: miner: net: personal: rpc: txpool: web3:

>

這是一個互動式的 JavaScript 執行環境，在這裡面可以執行 JavaScript 代碼，其中 > 是指令提示符。在這個環境裡也内置了一些用來操作以太坊的 JavaScript 對象，可以直接使用這些對象。這些對象主要包括：

eth：包含一些跟操作區塊鍊相關的方法；
net：包含一些檢視p2p網絡狀态的方法；
admin：包含一些與管理節點相關的方法；
miner：包含啟動&停止挖礦的一些方法；
personal：主要包含一些管理賬戶的方法；
txpool：包含一些檢視交易記憶體池的方法；
web3：包含了以上對象，還包含一些機關換算的方法。

控制台操作

進入以太坊 Javascript Console 後，就可以使用裡面的内置對象做一些操作，這些内置對象提供的功能很豐富，比如檢視區塊和交易、建立賬戶、挖礦、發送交易、部署智能合約等。

常用指令有：

personal.newAccount()：建立賬戶；
personal.unlockAccount()：解鎖賬戶；
eth.accounts：枚舉系統中的賬戶；
eth.getBalance()：檢視賬戶餘額，傳回值的機關是 Wei（Wei 是以太坊中最小貨币面額機關，類似比特币中的聰，1 ether = 10^18 Wei）；
eth.blockNumber：列出區塊總數；
eth.getTransaction()：擷取交易；
eth.getBlock()：擷取區塊；
miner.start()：開始挖礦；
miner.stop()：停止挖礦；
eth.coinbase：挖礦獎勵的賬戶
web3.fromWei()：Wei 換算成以太币；
web3.toWei()：以太币換算成 Wei；
txpool.status：交易池中的狀态；
admin.addPeer()：連接配接到其他節點；

建立賬戶

輸入

eth.accounts

查詢系統中的賬戶：

> eth.accounts
[]

顯示為

[]

，表示沒有賬戶，接下來使用

personal.newAccount()

來建立一個賬戶：

> personal.newAccount()
Passphrase: 
Repeat passphrase: 
"0xfb9cc019fc650a1699d05b7fb564b83c3a72b64d"

Passphrase

表示輸入密碼，

Repeat passphrase

表示輸入确認密碼

再次建立一個賬戶

> personal.newAccount()
Passphrase: 
Repeat passphrase: 
"0xc6b5702b15a3794374e28f41f36e1e8dbdd564df"

檢視剛剛建立的使用者：

> eth.accounts
["0xfb9cc019fc650a1699d05b7fb564b83c3a72b64d", "0xc6b5702b15a3794374e28f41f36e1e8dbdd564df"]

賬戶預設會儲存在資料目錄的

data0/keystore

檔案夾中。可以檢視其中的檔案

{
    "address": "fb9cc019fc650a1699d05b7fb564b83c3a72b64d", 
    "crypto": {
        "cipher": "aes-128-ctr", 
        "ciphertext": "0efae4f94134172b785f1f635be8e70342bf31e1e0ecad21d672594f09ccf572", 
        "cipherparams": {
            "iv": "37f4f3fa2cf070b70e3eb668fad6f46f"
        }, 
        "kdf": "scrypt", 
        "kdfparams": {
            "dklen": , 
            "n": , 
            "p": , 
            "r": , 
            "salt": "1cdd1cf97fb882c3d3e734223668b47c888170e795346e11d0f521a71fe3aa2a"
        }, 
        "mac": "902a29db25a3a35a2568b04b30a8194201f07ab37c96ed1fe9af932fc1d38be0"
    }, 
    "id": "ecd5beb2-8261-4207-8eff-2fa34678d064", 
    "version": 
}

檢視賬戶餘額

通過

eth.getBalance()

可以檢視賬戶餘額

> eth.getBalance(eth.accounts[])

> eth.getBalance(eth.accounts[])

目前兩個賬戶的以太币餘額都是0，要使賬戶有餘額，可以從其他賬戶轉賬過來，或者通過挖礦來獲得以太币獎勵。

啟動&停止挖礦

通過

miner.start()

啟動挖礦

其中 start 的參數表示挖礦使用的線程數。第一次啟動挖礦會先生成挖礦所需的 DAG 檔案，這個過程有點慢，等進度達到 100% 後，就會開始挖礦，此時螢幕會被挖礦資訊刷屏。

停止挖礦，在 console 中輸入：

miner.stop()

挖到一個區塊會獎勵5個以太币，挖礦所得的獎勵會進入礦工的賬戶，這個賬戶叫做coinbase，預設情況下coinbase是本地賬戶中的第一個賬戶：

> eth.coinbase
"0xfb9cc019fc650a1699d05b7fb564b83c3a72b64d"

可以通過

miner.setEtherbase()

将其他賬戶設定成

coinbase

即可

> miner.setEtherbase(eth.accounts[])
true
> eth.coinbase
"0xc6b5702b15a3794374e28f41f36e1e8dbdd564df"

重新啟動挖礦，檢視

eth.accounts[1]

是否可以獲得以太币

> miner.start(3)

//等待幾秒後
> miner.stop()

查詢賬戶餘額：

> eth.getBalance(eth.accounts[])

> eth.getBalance(eth.accounts[])

發現賬戶0 和賬号1 都有以太币，說明

miner.setEtherbase()

設定成功。

getBalance()

傳回值的機關是wei，wei是以太币的最小機關，1個以太币=10的18次方個wei。要檢視有多少個以太币，可以用web3.fromWei()将傳回值換算成以太币：

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


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

發送交易

我們從賬戶0轉移10個以太币到賬戶1,首先要解鎖賬戶 0，才能發起交易：

> personal.unlockAccount(eth.accounts[])
Unlock account 
Passphrase: 
true

發起交易

> amount = web3.toWei(,'ether')
"10000000000000000000"
> eth.sendTransaction({from:eth.accounts[],to:eth.accounts[],value:amount})
INFO [-|::] Submitted transaction                    fullhash= recipient=
"0x493e8aa2bcb6b2a362bdbd86b2c454279e14beea43b444aeb45c7f667bf572e2"

查詢賬戶1 的餘額：

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

發現賬戶餘額沒有發生改變，此時交易已經送出到區塊鍊，但還未被處理，這可以通過用

txpool.status

指令可以看到本地交易池中有一個待确認的交易：

> txpool.status
{
  pending: ,
  queued: 
}

其中有一條pending的交易，pending表示已送出但還未被處理的交易。

要使交易被處理，必須要挖礦。這裡我們啟動挖礦，然後等待挖到一個區塊之後就停止挖礦：

>miner.start();admin.sleepBlocks();miner.stop()
> web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[]),'ether')

發現賬戶收到了賬戶的錢，還多了5個以太币。其實多出的5個以太币是挖礦獎勵。

檢視交易和區塊

檢視目前區塊總數：

> eth.blockNumber
99

通過區塊号檢視區塊：

> eth.getBlock(6)
{
  difficulty: ,
  extraData: "0xd98301080a846765746888676f312e31302e328664617277696e",
  gasLimit: ,
  gasUsed: ,
  hash: "0x9679d0dc01045c3d15cbf29241ae1cd6de2e5661d3387c0980f6397e3fd9ed2c",
  logsBloom: "0x00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  miner: "0xfb9cc019fc650a1699d05b7fb564b83c3a72b64d",
  mixHash: "0x05c369134eac2cb6227860b4ed11527b11825af3541712c5704914576c37c0a0",
  nonce: "0x00168a9831624417",
  number: ,
  parentHash: "0xad68f0a581cf2144b8a05190b6310c7a9d945d9c338fd16b4708651b8813ad8b",
  receiptsRoot: "0x56e81f171bcc55a6ff8345e692c0f86e5b48e01b996cadc001622fb5e363b421",
  sha3Uncles: "0x1dcc4de8dec75d7aab85b567b6ccd41ad312451b948a7413f0a142fd40d49347",
  size: ,
  stateRoot: "0xfaa0a4ffe160a2937b967f9780ae0de51a465bcce6a3f6f3aa24b903df3d44a0",
  timestamp: ,
  totalDifficulty: ,
  transactions: [],
  transactionsRoot: "0x56e81f171bcc55a6ff8345e692c0f86e5b48e01b996cadc001622fb5e363b421",
  uncles: []
}

通過交易hash（hash 值包含在上面交易傳回值中）檢視交易：

eth.getTransaction("0x493e8aa2bcb6b2a362bdbd86b2c454279e14beea43b444aeb45c7f667bf572e2")
{
  blockHash: "0xbe60f7ccddcb7cab39a7b932c0d89d37ac13ae14521cfdcb8ac359a5b6773655",
  blockNumber: ,
  from: "0xfb9cc019fc650a1699d05b7fb564b83c3a72b64d",
  gas: ,
  gasPrice: ,
  hash: "0x493e8aa2bcb6b2a362bdbd86b2c454279e14beea43b444aeb45c7f667bf572e2",
  input: "0x",
  nonce: ,
  r: "0x8da41e865d399fc4d8f813a39116e486db7658a04ea1f89ca0b7f44c02dd3c57",
  s: "0x15edd22404460cfc5e86c9735774a02aad024bc8c369ec531e4485f1012cbcf6",
  to: "0xc6b5702b15a3794374e28f41f36e1e8dbdd564df",
  transactionIndex: ,
  v: "0x37",
  value: 
}

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下載下傳

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搭建私有鍊

配置初始狀态

初始化：寫入創世區塊

啟動私有鍊節點

控制台操作

建立賬戶

檢視賬戶餘額

啟動&停止挖礦

發送交易

檢視交易和區塊

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