以太坊源碼解析 - 下載、編譯 go-ethereum ,搭建私有鏈

下載

$ git clone https://github.com/ethereum/go-ethereum.git

編譯

$ cd go-ethereum
$ make geth 

geth 添加到環(huán)境變量中 vi ~/.bashrc

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

然后執(zhí)行 source ~/.bashrc,使配置生效。

檢查是否安裝成功

geth --help

如果輸出一些幫助提示命令,則說明安裝成功。

搭建私有鏈

配置初始狀態(tài)

要運(yùn)行以太坊私有鏈,需要定義自己的創(chuàng)世區(qū)塊,創(chuàng)世區(qū)塊信息寫在一個(gè) JSON 格式的配置文件中。首先將下面的內(nèi)容保存到一個(gè) JSON 文件中,例如 genesis.json

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

genesis.json 的代碼

{
  "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"
}

其中,chainID 指定了獨(dú)立的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò) ID。網(wǎng)絡(luò) ID 在連接到其他節(jié)點(diǎn)的時(shí)候會(huì)用到,以太坊公網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò) ID 是 1,為了不與公有鏈網(wǎng)絡(luò)沖突,運(yùn)行私有鏈節(jié)點(diǎn)的時(shí)候要指定自己的網(wǎng)絡(luò) ID。不同 ID 網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)無法相互連接。配置文件還對(duì)當(dāng)前挖礦難度 difficulty、區(qū)塊 Gas 消耗限制 gasLimit 等參數(shù)進(jìn)行了設(shè)置。

初始化:寫入創(chuàng)世區(qū)塊

準(zhǔn)備好創(chuàng)世區(qū)塊配置文件后,需要初始化區(qū)塊鏈,將上面的創(chuàng)世區(qū)塊信息寫入到區(qū)塊鏈中。首先要新建一個(gè)目錄用來存放區(qū)塊鏈數(shù)據(jù),假設(shè)新建的數(shù)據(jù)目錄為 ~/privatechain/data0,genesis.json 保存在 ~/privatechain 中,此時(shí)目錄結(jié)構(gòu)應(yīng)該是這樣的:

privatechain
├── data0
└── genesis.json

執(zhí)行初始化命令:

geth --datadir data0 init genesis.json

上面的命令的主體是 geth init,表示初始化區(qū)塊鏈,命令可以帶有選項(xiàng)和參數(shù),其中 --datadir 選項(xiàng)后面跟一個(gè)目錄名,這里為 data0,表示指定數(shù)據(jù)存放目錄為 data0,genesis.jsoninit 命令的參數(shù)。

運(yùn)行上面的命令,會(huì)讀取 genesis.json 文件,根據(jù)其中的內(nèi)容,將創(chuàng)世區(qū)塊寫入到區(qū)塊鏈中。如果看到以下的輸出內(nèi)容,說明初始化成功了。

INFO [01-29|21:21:13] Maximum peer count                       ETH=25 LES=0 total=25
INFO [01-29|21:21:13] Allocated cache and file handles         database=/Users/fujinliang/privatechain/data0/geth/chaindata cache=16 handles=16
INFO [01-29|21:21:13] Writing custom genesis block 
INFO [01-29|21:21:13] Persisted trie from memory database      nodes=0 size=0.00B time=358.89μs gcnodes=0 gcsize=0.00B gctime=0s livenodes=1 livesize=0.00B
INFO [01-29|21:21:13] Successfully wrote genesis state         database=chaindata                                           hash=5e1fc7…d790e0
INFO [01-29|21:21:13] Allocated cache and file handles         database=/Users/fujinliang/privatechain/data0/geth/lightchaindata cache=16 handles=16
INFO [01-29|21:21:13] Writing custom genesis block 
INFO [01-29|21:21:13] Persisted trie from memory database      nodes=0 size=0.00B time=2.633μs  gcnodes=0 gcsize=0.00B gctime=0s livenodes=1 livesize=0.00B
INFO [01-29|21:21:13] Successfully wrote genesis state         database=lightchaindata                                           hash=5e1fc7…d790e0

初始化成功后,會(huì)在數(shù)據(jù)目錄 data0 中生成 geth 和 keystore 兩個(gè)文件夾,此時(shí)目錄結(jié)構(gòu)如下:

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

其中 geth/chaindata 中存放的是區(qū)塊數(shù)據(jù),keystore 中存放的是賬戶數(shù)據(jù)。

啟動(dòng)私有鏈節(jié)點(diǎn)

geth --datadir data0 --networkid 110 console

上面命令的主體是 geth console,表示啟動(dòng)節(jié)點(diǎn)并進(jìn)入交互式控制臺(tái),–datadir選項(xiàng)指定使用data0作為數(shù)據(jù)目錄,--networkid 選項(xiàng)后面跟一個(gè)數(shù)字,這里是110,表示指定這個(gè)私有鏈的網(wǎng)絡(luò)id為110。網(wǎng)絡(luò)id在連接到其他節(jié)點(diǎn)的時(shí)候會(huì)用到,以太坊公網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)id是1,為了不與公有鏈網(wǎng)絡(luò)沖突,運(yùn)行私有鏈節(jié)點(diǎn)的時(shí)候要指定自己的網(wǎng)絡(luò)id。

運(yùn)行上面的命令后,就啟動(dòng)了區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)并進(jìn)入了該節(jié)點(diǎn)的控制臺(tái):

...
Welcome to the Geth JavaScript console!

instance: Geth/v1.8.10-unstable-ccc0debb/darwin-amd64/go1.10.2
 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

> 

這是一個(gè)交互式的 JavaScript 執(zhí)行環(huán)境,在這里面可以執(zhí)行 JavaScript 代碼,其中 > 是命令提示符。在這個(gè)環(huán)境里也內(nèi)置了一些用來操作以太坊的 JavaScript 對(duì)象,可以直接使用這些對(duì)象。這些對(duì)象主要包括:

  • eth:包含一些跟操作區(qū)塊鏈相關(guān)的方法;
  • net:包含一些查看p2p網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的方法;
  • admin:包含一些與管理節(jié)點(diǎn)相關(guān)的方法;
  • miner:包含啟動(dòng)&停止挖礦的一些方法;
  • personal:主要包含一些管理賬戶的方法;
  • txpool:包含一些查看交易內(nèi)存池的方法;
  • web3:包含了以上對(duì)象,還包含一些單位換算的方法。

控制臺(tái)操作

進(jìn)入以太坊 Javascript Console 后,就可以使用里面的內(nèi)置對(duì)象做一些操作,這些內(nèi)置對(duì)象提供的功能很豐富,比如查看區(qū)塊和交易、創(chuàng)建賬戶、挖礦、發(fā)送交易、部署智能合約等。

常用命令有:

  • personal.newAccount():創(chuàng)建賬戶;
  • personal.unlockAccount():解鎖賬戶;
  • eth.accounts:枚舉系統(tǒng)中的賬戶;
  • eth.getBalance():查看賬戶余額,返回值的單位是 Wei(Wei 是以太坊中最小貨幣面額單位,類似比特幣中的聰,1 ether = 10^18 Wei);
  • eth.blockNumber:列出區(qū)塊總數(shù);
  • eth.getTransaction():獲取交易;
  • eth.getBlock():獲取區(qū)塊;
  • miner.start():開始挖礦;
  • miner.stop():停止挖礦;
  • eth.coinbase:挖礦獎(jiǎng)勵(lì)的賬戶
  • web3.fromWei():Wei 換算成以太幣;
  • web3.toWei():以太幣換算成 Wei;
  • txpool.status:交易池中的狀態(tài);
  • admin.addPeer():連接到其他節(jié)點(diǎn);

創(chuàng)建賬戶

輸入 eth.accounts 查詢系統(tǒng)中的賬戶:

> eth.accounts
[]

顯示為 [],表示沒有賬戶,接下來使用 personal.newAccount() 來創(chuàng)建一個(gè)賬戶:

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

Passphrase 表示輸入密碼,Repeat passphrase 表示輸入確認(rèn)密碼

再次創(chuàng)建一個(gè)賬戶

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

查看剛剛創(chuàng)建的用戶:

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

賬戶默認(rèn)會(huì)保存在數(shù)據(jù)目錄的 data0/keystore 文件夾中??梢圆榭雌渲械奈募?/p>

{
    "address": "fb9cc019fc650a1699d05b7fb564b83c3a72b64d", 
    "crypto": {
        "cipher": "aes-128-ctr", 
        "ciphertext": "0efae4f94134172b785f1f635be8e70342bf31e1e0ecad21d672594f09ccf572", 
        "cipherparams": {
            "iv": "37f4f3fa2cf070b70e3eb668fad6f46f"
        }, 
        "kdf": "scrypt", 
        "kdfparams": {
            "dklen": 32, 
            "n": 262144, 
            "p": 1, 
            "r": 8, 
            "salt": "1cdd1cf97fb882c3d3e734223668b47c888170e795346e11d0f521a71fe3aa2a"
        }, 
        "mac": "902a29db25a3a35a2568b04b30a8194201f07ab37c96ed1fe9af932fc1d38be0"
    }, 
    "id": "ecd5beb2-8261-4207-8eff-2fa34678d064", 
    "version": 3
}

查看賬戶余額

通過 eth.getBalance() 可以查看賬戶余額

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

目前兩個(gè)賬戶的以太幣余額都是0,要使賬戶有余額,可以從其他賬戶轉(zhuǎn)賬過來,或者通過挖礦來獲得以太幣獎(jiǎng)勵(lì)。

啟動(dòng)&停止挖礦

通過 miner.start() 啟動(dòng)挖礦

> miner.start(3)

其中 start 的參數(shù)表示挖礦使用的線程數(shù)。第一次啟動(dòng)挖礦會(huì)先生成挖礦所需的 DAG 文件,這個(gè)過程有點(diǎn)慢,等進(jìn)度達(dá)到 100% 后,就會(huì)開始挖礦,此時(shí)屏幕會(huì)被挖礦信息刷屏。

停止挖礦,在 console 中輸入:

miner.stop()

挖到一個(gè)區(qū)塊會(huì)獎(jiǎng)勵(lì)5個(gè)以太幣,挖礦所得的獎(jiǎng)勵(lì)會(huì)進(jìn)入礦工的賬戶,這個(gè)賬戶叫做coinbase,默認(rèn)情況下coinbase是本地賬戶中的第一個(gè)賬戶:

> eth.coinbase
"0xfb9cc019fc650a1699d05b7fb564b83c3a72b64d"

可以通過 miner.setEtherbase() 將其他賬戶設(shè)置成 coinbase 即可

> miner.setEtherbase(eth.accounts[1])
true
> eth.coinbase
"0xc6b5702b15a3794374e28f41f36e1e8dbdd564df"

重新啟動(dòng)挖礦,查看 eth.accounts[1] 是否可以獲得以太幣

> miner.start(3)

//等待幾秒后
> miner.stop()

查詢賬戶余額:

> eth.getBalance(eth.accounts[0])
280000000000000000000
> eth.getBalance(eth.accounts[1])
210000000000000000000

發(fā)現(xiàn)賬戶0 和 賬號(hào)1 都有以太幣,說明 miner.setEtherbase() 設(shè)置成功。

getBalance() 返回值的單位是wei,wei是以太幣的最小單位,1個(gè)以太幣=10的18次方個(gè)wei。要查看有多少個(gè)以太幣,可以用web3.fromWei()將返回值換算成以太幣:

> web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[0]),'ether')
280

> web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[1]),'ether')
210

發(fā)送交易

我們從賬戶0轉(zhuǎn)移10個(gè)以太幣到賬戶1,首先要解鎖賬戶 0,才能發(fā)起交易:

> personal.unlockAccount(eth.accounts[0])
Unlock account 0xfb9cc019fc650a1699d05b7fb564b83c3a72b64d
Passphrase: 
true

發(fā)起交易

> amount = web3.toWei(10,'ether')
"10000000000000000000"
> eth.sendTransaction({from:eth.accounts[0],to:eth.accounts[1],value:amount})
INFO [05-29|22:37:32] Submitted transaction                    fullhash=0x493e8aa2bcb6b2a362bdbd86b2c454279e14beea43b444aeb45c7f667bf572e2 recipient=0xc6b5702B15a3794374e28f41F36e1E8dBDd564DF
"0x493e8aa2bcb6b2a362bdbd86b2c454279e14beea43b444aeb45c7f667bf572e2"

查詢 賬戶1 的余額:

> web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[1]),'ether')
210

發(fā)現(xiàn)賬戶余額沒有發(fā)生改變,此時(shí)交易已經(jīng)提交到區(qū)塊鏈,但還未被處理,這可以通過用 txpool.status 命令可以看到本地交易池中有一個(gè)待確認(rèn)的交易:

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

其中有一條pending的交易,pending表示已提交但還未被處理的交易。

要使交易被處理,必須要挖礦。這里我們啟動(dòng)挖礦,然后等待挖到一個(gè)區(qū)塊之后就停止挖礦:

>miner.start(1);admin.sleepBlocks(1);miner.stop()
> web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[1]),'ether')
225.000378

發(fā)現(xiàn)賬戶收到了賬戶的錢,還多了5個(gè)以太幣。其實(shí)多出的5個(gè)以太幣是挖礦獎(jiǎng)勵(lì)。

查看交易和區(qū)塊

查看當(dāng)前區(qū)塊總數(shù):

> eth.blockNumber
99

通過區(qū)塊號(hào)查看區(qū)塊:

> eth.getBlock(6)
{
  difficulty: 131328,
  extraData: "0xd98301080a846765746888676f312e31302e328664617277696e",
  gasLimit: 3160033,
  gasUsed: 0,
  hash: "0x9679d0dc01045c3d15cbf29241ae1cd6de2e5661d3387c0980f6397e3fd9ed2c",
  logsBloom: "0x00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  miner: "0xfb9cc019fc650a1699d05b7fb564b83c3a72b64d",
  mixHash: "0x05c369134eac2cb6227860b4ed11527b11825af3541712c5704914576c37c0a0",
  nonce: "0x00168a9831624417",
  number: 6,
  parentHash: "0xad68f0a581cf2144b8a05190b6310c7a9d945d9c338fd16b4708651b8813ad8b",
  receiptsRoot: "0x56e81f171bcc55a6ff8345e692c0f86e5b48e01b996cadc001622fb5e363b421",
  sha3Uncles: "0x1dcc4de8dec75d7aab85b567b6ccd41ad312451b948a7413f0a142fd40d49347",
  size: 537,
  stateRoot: "0xfaa0a4ffe160a2937b967f9780ae0de51a465bcce6a3f6f3aa24b903df3d44a0",
  timestamp: 1527602736,
  totalDifficulty: 918144,
  transactions: [],
  transactionsRoot: "0x56e81f171bcc55a6ff8345e692c0f86e5b48e01b996cadc001622fb5e363b421",
  uncles: []
}

通過交易hash(hash 值包含在上面交易返回值中)查看交易:

eth.getTransaction("0x493e8aa2bcb6b2a362bdbd86b2c454279e14beea43b444aeb45c7f667bf572e2")
{
  blockHash: "0xbe60f7ccddcb7cab39a7b932c0d89d37ac13ae14521cfdcb8ac359a5b6773655",
  blockNumber: 99,
  from: "0xfb9cc019fc650a1699d05b7fb564b83c3a72b64d",
  gas: 90000,
  gasPrice: 18000000000,
  hash: "0x493e8aa2bcb6b2a362bdbd86b2c454279e14beea43b444aeb45c7f667bf572e2",
  input: "0x",
  nonce: 0,
  r: "0x8da41e865d399fc4d8f813a39116e486db7658a04ea1f89ca0b7f44c02dd3c57",
  s: "0x15edd22404460cfc5e86c9735774a02aad024bc8c369ec531e4485f1012cbcf6",
  to: "0xc6b5702b15a3794374e28f41f36e1e8dbdd564df",
  transactionIndex: 0,
  v: "0x37",
  value: 10000000000000000000
}
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