基于Mac环境搭建以太坊私有区块链进行挖矿模拟

2023-10-07 15:45:34

第一步：相关软件的安装

  • go-ethereum客户端安装
  • Go-ethereum客户端通常被称为Geth，它是个命令行界面，执行在Go上实现的完整以太坊节点。Geth得益于Go语言的多平台特性，支持在多个平台上使用(比如Windows、Linux、Mac)。Geth是以太坊协议的具体落地实现，通过Geth，你可以实现以太坊的各种功能，如账户的新建编辑删除，开启挖矿，ether币的转移，智能合约的部署和执行等等。

Geth可以使用下面三种JSON RPC协议进行连接：

  • 内部进程通信（IPC）：内部通讯，通常用于一台电脑内。
  • 远程程序调用（RCP）：跨计算机的通讯。通常使用TCP和HTTP协议。
  • WS（Web sockets）：使用sockets连接Geth。

chain ID含义：

  • chain ID：1 主网公链
  • chain ID：2 Morden网络（仅对部分人开放）
  • chain ID：3 Ropsten网络
  • chain ID：4 Rinkeby网络
  • chain ID 大于4的是私有网络
  • 使用Geth --testnet连接到Ropsten网络，Geth --rinkeby连接到Rinkeby网络。
  • 安装命令如下：
brew tap ethereum/ethereum
brew install ethereum
  • 我的显示界面

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  • 检查是否安装成功，输入如下的命令
geth --help
  •  出现如下的界面，即为安装成功

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第二步：搭建私有链

  • 以太坊支持自定义创世区块，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，一般以genesis.json进行命名。
  • 前提操作命令如下
mkdir myeth
cd myeth
vi genesis.json
  • json文件内容如下:直接复制即可。
{
  "config": {
        "chainId": 666999, 
        "homesteadBlock": 0,
        "eip150Block": 0,
        "eip155Block": 0,
        "eip158Block": 0
    },
  "alloc"      : {},
  "coinbase"   : "0x0000000000000000000000000000000000000000",
  "difficulty" : "0x20000",
  "extraData"  : "",
  "gasLimit"   : "0x2fefd8",
  "nonce"      : "0x0000000000000042",
  "mixhash"    : "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "parentHash" : "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "timestamp"  : "0x00"
}
  • 对于上面参数的解释

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  • 注意事项，我参考好多文章都缺失eip150Block:0这一句，这会出现错误。
  • 报错情况为Failed to wirte genesis block:unsupported ordering

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网络初始化

  • 输入geth init命令、genesis.json文件、存储区块数据和keystore的文件夹，进行初始化。
geth init "/Users/chy/Desktop/myeth/genesis.json" --datadir "/Users/chy/Desktop/myeth/chaindata"
  • 创世区块已经产生了，Geth节点可以启动了。Geth启动时默认使用IPC协议，为了确保Geth节点可以通过PRC协议访问，命令中需要带上RPC参数 
  • 命令操作如下

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 搭建节点运行的环境

geth --datadir "/Users/chy/Desktop/myeth/chaindata" --rpc --rpcapi "eth,web3,miner,admin,personal,net" --rpccorsdomain "*" --nodiscover --networkid 15 –allow-insecure-unlock
  • 对于命令的讲解
  • –datadir：指定区块链数据的存储位置；这个需要大家根据实际的情况进行调整，进行自己路径的替换
  • –rpc：表示开启 HTTP-RPC 服务；
  • –rpcapi “eth,web3,miner,admin,personal,net” ：这个命令指示了允许通过RPC访问的命令。默认情况下，Geth允许web3。
  • –nodiscover：关闭节点发现机制，防止加入有同样初始配置的陌生节点；
  • –identity：指定节点 ID，方便在一大群节点中识别出自己的节点；
  • –rpcport：指定 HTTP-RPC 服务监听端口号（默认为 8545）；
  • –rpcaddr：指定IP地址；
  • –port：指定和其他节点连接所用的端口号（默认为 30303）；
  • –maxpeers 0 如果你不想有人连上你的测试链，就用maxpeers 0。或者，你可以调整参数，当你确切的知道有几个节点要连接上来的时候。
  • 使用不使用命令–allow-insecure-unlock在解锁的时候就会报错Error: account unlock with HTTP access is forbidden，原来是出于安全考虑，默认禁止了HTTP通道解锁账户，相关问题参考
  • 执行完上面的命令又发现报错Fatal: Error starting protocol stack: datadir already used by another process这个问题是因为，需要强制关闭正在运行的geth进程。 命令如下：54148为geth进程的ID号

  • 再次加上参数–allow-insecure-unlock，重新启动g私有链。现在执行解锁账户命令即可成功了。

geth --datadir "/Users/chy/Desktop/myeth/chaindata" --rpc --rpcapi "eth,web3,miner,admin,personal,net" --rpccorsdomain "*" --nodiscover --networkid 15 --allow-insecure-unlock

ps aux | grep "geth"
kill -9 54148

  • enode的信息是节点在网络上的身份标志。如果其他节点准备加入这个网络中，就需要提供自己的enode值。RPC访问可以通过http://127.0.0.1:8545或http://localhost:8545，IPC访问可以通过**\.\pipe\geth.ipc**命令。命令是以服务的形式持续运行的，需要再打开一个命令行窗口，但是原先的窗口不可以关闭。输入命令如下：

Geth attach rpc:http://localhost:8545
  • 出现如下页面，进入控制页面。使用IPC协议连接到节点上，这样即可执行其他命令。

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交互式执行环境

  • 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：包含一些查看p2p网络状态的方法；
  • admin：包含一些与管理节点相关的方法；
  • miner：包含启动和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。

常用命令：

  • 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；

第三步：设置账户

  • 连接到Geth节点后，接下来需要设置coinbase或etherbase账户。创建账户可以使用personal对象的newAccout方法，并设置密码（密码不可见）。命令如下。
personal.newAccount()
  • 如果需要更改原有的coinbase账户地址，可以通过address.miner对象的setEtherBase函数进行操作。这个操作将使用新的账户替换原有的coinbase账户。命令如下
miner.setEtherbase("0x19b4029dad20824db6dc201437f9cac2a7e1fc5c")
  • 执行查询命令，可看到设置的地址已经生效了。此时挖矿可以启动了。由于只有一个矿工，将获得全部的挖矿奖励，coinbase账户的以太币会逐步增加。
eth.coinbase
  • 同样方法再创建一个账户
  • 查看当前的用户
eth.accounts
  • 代码执行如下

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第四步：开始挖矿

  • start中的参数代表了用于挖矿的线程数量。命令如下
miner.start(8)

  • 这时切换到之前创建私有链的命令行窗口中，可以看到挖矿过程的输出结果。这里是指我们当时创建的第一个窗口。

  • 如果是第一次挖矿，需要生成DAG相关文件，这个需要花费一定的时间。第二次以后就不需要了。

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  • 因为我是第二次挖矿，所以没有上面文件。

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  • 当使用输入日志的方式时，可以输入命令tail -f geth.log 来跟踪挖矿进度
  • 查看正在挖矿的账户0已经获得的以太币和未挖矿的账户1的以太币余额。查看钱包的余额命令如下，将0改为1即可查看第二个账户的余额。
eth.getBalance(eth.accounts[0])
  • 执行情况如下：

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  • 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。

  • 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

  • 停止挖矿，命令如下

miner.stop()
  • 整体操作布局，左边动态监视用户的输入，右边窗口为以太坊 Javascript Console。页面布局如下

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第五步：进行交易

  • 我们要从账户0到账户1转账，需要先解锁账户才能转账，否则会报错。
  • 解锁命令如下
personal.unlockAccount(eth.accounts[0])

  • 发起交易，由账户0转账200以太币到账户1，命令如下
personal.unlockAccount(eth.accounts[0])
amount = web3.toWei(200,'ether')
eth.sendTransaction({from:eth.accounts[0],to:eth.accounts[1],value:amount})
  • 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，本地交易池中有一个待确认的交易，可以使用 eth.getBlock(“pending”, true).transactions 查看当前待确认交易。
eth.getBlock("pending", true).transactions

  • 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。命令如下：

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

  • 此时，交易已经生效，账户1应该已经收到了200个以太币了。

参考文档

 

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