建立基于以太坊的私有網(wǎng)絡(luò)和智能合約

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freewolf 資深I(lǐng)T從業(yè)者，關(guān)注微服務(wù)、區(qū)塊鏈、敏捷開發(fā)、前端技術(shù)等，不是大神，只是出于熱愛。有問題可以到 https://github.com/freew01f/blog 進(jìn)行交流。

發(fā)布時間 BiTCoin #480499

寫在前面

最近一段時間一直關(guān)注區(qū)塊鏈的相關(guān)的領(lǐng)域和知識，今天本來想幫助小伙伴建立一個基于以太坊的智能合約Demo，發(fā)現(xiàn)很多過去的文檔都已經(jīng)過時了，無法正常工作。那就只能自己造個輪子，弄個版本新一些幫助大家入門。

本文以流程tutorial為主，不過多去講技術(shù)原理，原理文章網(wǎng)絡(luò)大把。

目標(biāo)

本文目標(biāo)如下：

  • 建立私有以太坊，設(shè)置第一個節(jié)點，挖礦
  • 完成一筆轉(zhuǎn)賬交易
  • 建立簡單的智能合約
  • 建立第二個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點

環(huán)境介紹

無論什么開發(fā)都離不開相應(yīng)的環(huán)境，我盡可能將所有軟件都升級到最新版本，以下是本文內(nèi)容相關(guān)的環(huán)境：

安裝

安裝Node.js，這里不闡述了，源代碼自己編譯吧。
安裝Geth，這里直接去官方網(wǎng)站下載最新的可執(zhí)行程序，復(fù)制到/usr/local/bin，就OK。
最后安裝Solidity，本地要先有brew，才能進(jìn)行安裝：

brew tap ethereum/ethereum
brew install solidity

創(chuàng)建區(qū)塊鏈

創(chuàng)建自己的以太坊私有鏈很簡單，新建一個目錄，在目錄中先建立自己的創(chuàng)世區(qū)塊描述genesis.json文件。

文件內(nèi)容如下

{
  "config": {
    "chainId": 2017,
    "homesteadBlock": 0,
    "eip155Block": 0,
    "eip158Block": 0
  },
  "difficulty": "100",
  "gasLimit": "2000000",
  "alloc": {}
}

為什么自己創(chuàng)建創(chuàng)世區(qū)塊描述，如果使用默認(rèn)值，difficulty值非常高，這樣挖礦要急死人的。

首先創(chuàng)建兩個賬戶，本文后面需要用到這兩個賬戶，創(chuàng)建賬戶需要輸入兩次密碼。

?? > geth --datadir node1 account new
?? > geth --datadir node1 account new

用我們剛剛創(chuàng)建的描述文件，創(chuàng)建創(chuàng)世區(qū)塊。

?? > geth --datadir node1 --networkid 27027 init genesis.json

使用console連接節(jié)點1并且記錄log

?? > geth --datadir node1 --networkid 27027 console 2>>geth.log

使用geth完成挖礦和交易

連接成功后，看看有幾個賬戶

> eth.accounts
["0x65070d1d224114fd3c8358e9614fd948daecc428", "0xf11167054eb5fb91dd7b46726380f0f0cb09a6d8"]

查詢下賬戶余額

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

第一個賬戶沒有余額，accounts[0]默認(rèn)情況是coinbase賬戶，也就是挖礦的收益歸集賬戶，現(xiàn)在我們就來挖礦，賺取獎勵，由于difficulty值很低，挖礦秒出基本。

> miner.start(2);admin.sleepBlocks(1);miner.stop();
true
  • miner.start(2) 開始挖礦，參數(shù)是開啟挖礦的計算的線程數(shù)
  • admin.sleepBlocks(1) 挖到1個區(qū)塊就停止
  • miner.stop() 挖礦停止

第一次會創(chuàng)建DAG ，這里會花費一些時間，關(guān)于DAG，詳情見底部參考。出現(xiàn)true說明挖礦完畢，挖完查詢余額。

> eth.getBalance(eth.accounts[0])
5000000000000000000

需要注意，挖一個區(qū)塊，獲得5個以太幣作為獎勵，這里的顯示的單位是wei，并不是以太幣，下面轉(zhuǎn)換一下

> web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[0]), 'ether')
5

5個以太幣在accounts[0]，現(xiàn)在轉(zhuǎn)2個給accounts[1]，轉(zhuǎn)賬時候，單位是wei，但是注意，既然轉(zhuǎn)賬，別忘先解鎖賬戶accounts[0]，這里要輸入賬戶密碼。

> personal.unlockAccount(eth.accounts[0])
Unlock account 0x65070d1d224114fd3c8358e9614fd948daecc428
Passphrase:
true
> eth.sendTransaction({from: eth.accounts[0], to: eth.accounts[1], value: web3.toWei(2, "ether")})
"0x3f190d2af25dff4e6b6fac9537f8f6152fdb193ca9afe228fbdc9301bbff5645"

最后出現(xiàn)的是這個交易的hash，查一下有沒有待處理的交易

> txpool.status
{
  pending: 1,
  queued: 0
}
> web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[1]), 'ether')
0

果然有一筆pending，查詢賬戶accounts[1]，并沒有發(fā)現(xiàn)以太幣，這里需要曠工來挖礦，打包這個交易到最新區(qū)塊。交易才能生效，繼續(xù)挖

> miner.start(2);admin.sleepBlocks(1);miner.stop();
true

查下余額

> web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[1]), 'ether')
2

已經(jīng)到賬，再看下剛才交易的詳情

> eth.getTransaction("0x3f190d2af25dff4e6b6fac9537f8f6152fdb193ca9afe228fbdc9301bbff5645")
{
  blockHash: "0xd30fbefb48de05a458a909d9486402bfa4d1459619226a3f8b95aaf407669bb7",
  blockNumber: 2,
  from: "0x65070d1d224114fd3c8358e9614fd948daecc428",
  gas: 90000,
  gasPrice: 18000000000,
  hash: "0x3f190d2af25dff4e6b6fac9537f8f6152fdb193ca9afe228fbdc9301bbff5645",
  input: "0x",
  nonce: 0,
  r: "0xd9b7c4830b9a7ae8ac922179c4e73e6bf2a52178ee0c01250bd940586334d412",
  s: "0xa1b0058b63e1c0360eae6073791b1d63d4a737c71c5932b4b203e853a8185cd",
  to: "0xf11167054eb5fb91dd7b46726380f0f0cb09a6d8",
  transactionIndex: 0,
  v: "0xfe5",
  value: 2000000000000000000
}

到這里整個交易就完成了

簡單的智能合約

下面我們來創(chuàng)建一個極簡單的智能合約，geth 1.6變化蠻大的，以前編譯智能合約的方法都有一些問題，沒什么簡單的辦法，browser-solidity是個不錯的在線編譯選擇，我們還是選擇在本地進(jìn)行操作，前面已經(jīng)通過brew安裝了solidity，創(chuàng)建一個contract文件夾，在文件夾中創(chuàng)建一個hello.sol智能合約文件

pragma solidity ^0.4.13;

contract Hello {
  function sum(uint _a, uint _b) returns (uint o_sum, string o_author) {
    o_sum = _a + _b;
    o_author = "freewolf";
  }
}

然后我們來編譯，完成后，會多出兩個文件，abi文件就是智能合約相關(guān)的接口，bin文件就是智能合約編譯代碼。

這里是Mac命令行環(huán)境，不是geth，?? >開頭的都是命令行

?? > solc -o . --bin --abi hello.sol
?? > ls
Hello.abi   Hello.bin   hello.sol

在geth中加載這些文件很復(fù)雜，這里我們修改下剛生成的文件

Hello.abi 文件內(nèi)容修改成

var HelloContract = eth.contract([{"constant":false,"inputs":[{"name":"_a","type":"uint256"},{"name":"_b","type":"uint256"}],"name":"sum","outputs":[{"name":"o_sum","type":"uint256"},{"name":"o_author","type":"string"}],"payable":false,"type":"function"}])

Hello.bin 文件內(nèi)容修改成

personal.unlockAccount(eth.accounts[0])

var hello = HelloContract.new({
  from: eth.accounts[0],
  data: "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",
  gas: 500000
})

注意別忘了data必須0x開頭，New合約就得解鎖自己的賬戶，這里解鎖也寫在這里了

回到geth，加載剛修改的文件，加載bin文件需要輸入賬戶密碼

文件夾contract就在運行geth命令的目錄

> loadScript("contract/Hello.abi")
true
> loadScript("contract/Hello.bin")
Unlock account 0x65070d1d224114fd3c8358e9614fd948daecc428
Passphrase:
true

現(xiàn)在智能合約已經(jīng)部署到區(qū)塊鏈上了，但是要挖礦才能生效，挖完就可以盡情玩耍了。

> hello
{
  abi: [{
      constant: false,
      inputs: [{...}, {...}],
      name: "sum",
      outputs: [{...}, {...}],
      payable: false,
      type: "function"
  }],
  address: undefined,
  transactionHash: "0x783f5cae1f9b40f25da1260267d5e6f801d1746541b5f28f84684883723807b8"
}
> hello.sum
undefined
> miner.start(1);admin.sleepBlocks(1);miner.stop();
true
> hello.sum
function()
> hello.sum.call(1,2)
[3, "freewolf"]

追加 - 如何建立其他節(jié)點

追加一段，如何創(chuàng)建其他的P2P節(jié)點，首先在原先節(jié)點執(zhí)行下面代碼，查看當(dāng)前節(jié)點信息

> admin.nodeInfo
{
  enode: "enode://bbd3d0f2afad68c3e4b2e79a6daddc6e8498b9266cc3e953bbb121bae40fe44b5e0377c0768b03e47ac04cead52235a12931bfb96528a8225be5808fc8c174b3@192.168.1.2:30303",
  id: "bbd3d0f2afad68c3e4b2e79a6daddc6e8498b9266cc3e953bbb121bae40fe44b5e0377c0768b03e47ac04cead52235a12931bfb96528a8225be5808fc8c174b3",
  ip: "192.168.1.2",
  listenAddr: "[::]:30303",
  name: "Geth/v1.6.7-stable-ab5646c5/darwin-amd64/go1.8.3",
  ports: {
    discovery: 30303,
    listener: 30303
  },
  protocols: {
    eth: {
      difficulty: 655652,
      genesis: "0x7b0286b147e6b5b8710b8acff38053fdf1991a980da8ca73b4b359c28c7144fc",
      head: "0xd545cee3b9247b67c5d43728eddcbcfe9315dcf18cbc12187a7a178220829153",
      network: 27027
    }
  }
}

拿到node相關(guān)信息，就可以創(chuàng)建新節(jié)點了，這里就不過多解釋了，前面基本都介紹過了

?? > mkdir node2
?? > geth --datadir node2 account new
?? > geth --datadir node2 --networkid 27027 init genesis.json
?? > geth --datadir node2 --networkid 27027 --port 30304 --bootnodes "enode://bbd3d0f2afad68c3e4b2e79a6daddc6e8498b9266cc3e953bbb121bae40fe44b5e0377c0768b03e47ac04cead52235a12931bfb96528a8225be5808fc8c174b3@192.168.1.2:30303" console

需要注意的也就是最后一行，寫入你自己的node信息，其他的也沒什么了，進(jìn)入geth后，數(shù)據(jù)同步后，可以使用下面命令

> eth.getBlock('latest')
> admin.peers

以上就可以在第二個節(jié)點看到之前節(jié)點1的信息了。

參考 & 資源

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