安装
下载ethereum/client-go
docker pull ethereum/client-go
创建了如下目录
➜ block-chain pwd
/root/block-chain
➜ block-chain ls
ethereum start-ethereum.sh
start-ethereum.sh的内容如下
docker stop ethereum-node
docker rm ethereum-node
docker run -d --name ethereum-node -v /root/block-chain/ethereum:/root \
-p 8545:8545 -p 30303:30303 \
ethereum/client-go
docker exec -it ethereum-node /bin/sh我们把当前的 ethereum目录，挂到了docker 的/root下
开启docker容器 ./start-ethereum.sh
配置
一、配置初始状态
我们接下来创建私有链
➜ block-chain cd ethereum
➜ ethereum ls
genesis.json privatechain
要运行以太坊私有链，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，例如 genesis.json。
{
"config": {
"chainID": 1024,
"homesteadBlock": 0,
"eip155Block": 0,
"eip158Block": 0
},
"alloc": {},
"coinbase": "0x0000000000000000000000000000000000000000",
"difficulty": "0x400",
"extraData": "0x0",
"gasLimit": "0x2fefd8",
"nonce": "0xdeadbeefdeadbeef",
"mixhash": "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
"parentHash": "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
"timestamp": "0x00"
}其中，chainID 指定了独立的区块链网络 ID。网络 ID 在连接到其他节点的时候会用到，以太坊公网的网络 ID 是 1，为了不与公有链网络冲突，运行私有链节点的时候要指定自己的网络 ID。不同 ID 网络的节点无法相互连接。配置文件还对当前挖矿难度 difficulty、区块 Gas 消耗限制 gasLimit 等参数进行了设置。
在 Geth 1.6+ 中，以太坊提供了一个生成创世块的向导工具：puppeth。并且提供了更适合在私有链中使用的 Clique PoA 共识算法。puppeth 的使用，可以参照《利用puppeth搭建POA共识的以太坊私链网络》
二、初始化：写入创世区块
准备好创世区块配置文件后，需要初始化区块链，将上面的创世区块信息写入到区块链中。首先要新建一个目录用来存放区块链数据，假设新建的数据目录为 ~/privatechain/data0，genesis.json 保存在 ~/privatechain 中，此时目录结构应该是这样的：
privatechain
├── data0
└── genesis.json
接下来进入 privatechain 中，执行初始化命令：
cd privatechain
geth –datadir data0 init genesis.json
上面的命令的主体是 geth init，表示初始化区块链，命令可以带有选项和参数，其中 –datadir 选项后面跟一个目录名，这里为 data0，表示指定数据存放目录为 data0，genesis.json 是 init 命令的参数。
运行上面的命令，会读取 genesis.json 文件，根据其中的内容，将创世区块写入到区块链中。如果看到以下的输出内容，说明初始化成功了。
WARN [09-12|04:01:09] No etherbase set and no accounts found as default
INFO [09-12|04:01:09] Allocated cache and file handles database=/root/work/privatechain/data0/geth/chaindata cache=16 handles=16
INFO [09-12|04:01:09] Writing custom genesis block
INFO [09-12|04:01:09] Successfully wrote genesis state database=chaindata hash=84e71d…97246e
INFO [09-12|04:01:09] Allocated cache and file handles database=/root/work/privatechain/data0/geth/lightchaindata cache=16 handles=16
INFO [09-12|04:01:09] Writing custom genesis block
INFO [09-12|04:01:09] Successfully wrote genesis state database=lightchaindata hash=84e71d…97246e
初始化成功后，会在数据目录 data0 中生成 geth 和 keystore 两个文件夹，此时目录结构如下：
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 中存放的是区块数据，keystore 中存放的是账户数据。
三、启动私有链节点
初始化完成后，就有了一条自己的私有链，之后就可以启动自己的私有链节点并做一些操作，在终端中输入以下命令即可启动节点：
geth –identity “TestNode” –rpc –rpcport “8545” –datadir data0 –port “30303” –nodiscover console
上面命令的主体是 geth console，表示启动节点并进入交互式控制台。
各选项含义如下：
–identity：指定节点 ID；
–rpc：表示开启 HTTP-RPC 服务；
–rpcport：指定 HTTP-RPC 服务监听端口号（默认为 8545）；
–datadir：指定区块链数据的存储位置；
–port：指定和其他节点连接所用的端口号（默认为 30303）；
–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。
运行上面的命令后，就启动了区块链节点并进入了该节点的控制台：
…
Welcome to the Geth JavaScript console!
instance: Geth/TestNode/v1.6.7-stable-ab5646c5/linux-amd64/go1.8.1
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
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&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。
控制台操作
进入以太坊 Javascript Console 后，就可以使用里面的内置对象做一些操作，这些内置对象提供的功能很丰富，比如查看区块和交易、创建账户、挖矿、发送交易、部署智能合约等。
常用命令有：
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；
这些命令支持 Tab 键自动补全，具体用法如下。
一、创建账户
personal.newAccount()
Passphrase:
Repeat passphrase:
“0x3443ffb2a5ce3f4b80080791e0fde16a3fac2802”
INFO [09-12|05:55:44] New wallet appeared url=keystore:///root/work/privatech… status=Locked
输入两遍密码后，会生成账户地址。
再创建一个账户：
personal.newAccount()
Passphrase:
Repeat passphrase:
“0x02bee2a1582bbf58c42bbdfe7b8db4685d4d4c62”
INFO [09-12|06:10:45] New wallet appeared url=keystore:///root/work/privatech… status=Locked
查看刚刚创建的两个账户：eth.accounts
[“0x3443ffb2a5ce3f4b80080791e0fde16a3fac2802”, “0x02bee2a1582bbf58c42bbdfe7b8db4685d4d4c62”]
二、查看账户余额
eth.getBalance(eth.accounts[0])
0
eth.getBalance(eth.accounts[1])
0
三、启动&停止挖矿
启动挖矿：
miner.start(1)
其中 start 的参数表示挖矿使用的线程数。第一次启动挖矿会先生成挖矿所需的 DAG 文件，这个过程有点慢，等进度达到 100% 后，就会开始挖矿，此时屏幕会被挖矿信息刷屏。
停止挖矿，在 console 中输入：
miner.stop()
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，可以通过 miner.setEtherbase() 将其他账户设置成 coinbase。
四、发送交易
目前，账户 0 已经挖到了 3 个块的奖励，账户 1 的余额还是0：
eth.getBalance(eth.accounts[0])
15000000000000000000
eth.getBalance(eth.accounts[1])
0
我们要从账户 0 向账户 1 转账，所以要先解锁账户 0，才能发起交易：personal.unlockAccount(eth.accounts[0])
Unlock account 0x3443ffb2a5ce3f4b80080791e0fde16a3fac2802
Passphrase:
true
发送交易，账户 0 -> 账户 1：amount = web3.toWei(5,’ether’)
“5000000000000000000”
eth.sendTransaction({from:eth.accounts[0],to:eth.accounts[1],value:amount})
INFO [09-12|07:38:12] Submitted transaction fullhash=0x9f5e61f3d686f793e2df6378d1633d7a9d1df8ec8c597441e1355112d102a6ce recipient=0x02bee2a1582bbf58c42bbdfe7b8db4685d4d4c62
“0x9f5e61f3d686f793e2df6378d1633d7a9d1df8ec8c597441e1355112d102a6ce”
此时如果没有挖矿，用 txpool.status 命令可以看到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。
使用 miner.start() 命令开始挖矿：
miner.start(1);admin.sleepBlocks(1);miner.stop();
新区块挖出后，挖矿结束，查看账户 1 的余额，已经收到了账户 0 的以太币：web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[1]),’ether’)
5
五、查看交易和区块
查看当前区块总数：
eth.blockNumber
4
通过交易 Hash 查看交易（Hash 值包含在上面交易返回值中）：eth.getTransaction(“0x9f5e61f3d686f793e2df6378d1633d7a9d1df8ec8c597441e1355112d102a6ce”)
{
blockHash: “0xdc1fb4469bf4613821c303891a71ff0d1f5af9af8c10efdd8bcd8b518533ee7d”,
blockNumber: 4,
from: “0x3443ffb2a5ce3f4b80080791e0fde16a3fac2802”,
gas: 90000,
gasPrice: 18000000000,
hash: “0x9f5e61f3d686f793e2df6378d1633d7a9d1df8ec8c597441e1355112d102a6ce”,
input: “0x”,
nonce: 0,
r: “0x4214d2d8d92efc3aafb515d2413ecd45ab3695d9bcc30d9c7c06932de829e064”,
s: “0x42822033225a2ef662b9b448576e0271b9958e1f4ec912c259e01c84bd1f6681”,
to: “0x02bee2a1582bbf58c42bbdfe7b8db4685d4d4c62”,
transactionIndex: 0,
v: “0x824”,
value: 5000000000000000000
}
通过区块号查看区块：eth.getBlock(4)
{
difficulty: 131072,
extraData: “0xd783010607846765746887676f312e382e31856c696e7578”,
gasLimit: 3153874,
gasUsed: 21000,
hash: “0xdc1fb4469bf4613821c303891a71ff0d1f5af9af8c10efdd8bcd8b518533ee7d”,
logsBloom: “0x00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000”,
miner: “0x3443ffb2a5ce3f4b80080791e0fde16a3fac2802”,
mixHash: “0x6df88079cf4fbfae98ad7588926fa30becddf4b8b55f93f0380d82ce0533338c”,
nonce: “0x39455ee908666993”,
number: 4,
parentHash: “0x14fe27755d6fcc704f6b7018d5dc8193f702d89f2c7807bf6f0e402a2b0a29d9”,
receiptsRoot: “0xfcb5b5cc322998562d96339418d08ad8e7c5dd87935f9a3321e040344e3fd095”,
sha3Uncles: “0x1dcc4de8dec75d7aab85b567b6ccd41ad312451b948a7413f0a142fd40d49347”,
size: 651,
stateRoot: “0xdd4a0ce76c7e0ff149853dce5bb4f99592fb1bc3c5e87eb07518a0235ffacd8c”,
timestamp: 1505202063,
totalDifficulty: 525312,
transactions: [“0x9f5e61f3d686f793e2df6378d1633d7a9d1df8ec8c597441e1355112d102a6ce”],
transactionsRoot: “0xbb909845183e037b15d24fe9ad1805fd00350ae04841aa774be6af96e76fdbf9”,
uncles: []
}
六、连接到其他节点
可以通过 admin.addPeer() 方法连接到其他节点，两个节点要要指定相同的 chainID。
假设有两个节点：节点一和节点二，chainID 都是 1024，通过下面的步骤就可以从节点一连接到节点二。
首先要知道节点二的 enode 信息，在节点二的 JavaScript console 中执行下面的命令查看 enode 信息：
admin.nodeInfo.enode
“enode://d465bcbd5c34da7f4b8e00cbf9dd18e7e2c38fbd6642b7435f340c7d5168947ff2b822146e1dc1b07e02f7c15d5ca09249a92f1d0caa34587c9b2743172259ee@[::]:30303”
然后在节点一的 JavaScript console 中执行 admin.addPeer()，就可以连接到节点二：admin.addPeer(“enode://d465bcbd5c34da7f4b8e00cbf9dd18e7e2c38fbd6642b7435f340c7d5168947ff2b822146e1dc1b07e02f7c15d5ca09249a92f1d0caa34587c9b2743172259ee@127.0.0.1:30304”)
addPeer() 的参数就是节点二的 enode 信息，注意要把 enode 中的 [::] 替换成节点二的 IP 地址。连接成功后，节点二就会开始同步节点一的区块，同步完成后，任意一个节点开始挖矿，另一个节点会自动同步区块，向任意一个节点发送交易，另一个节点也会收到该笔交易。
通过 admin.peers 可以查看连接到的其他节点信息，通过 net.peerCount 可以查看已连接到的节点数量。
除了上面的方法，也可以在启动节点的时候指定 –bootnodes 选项连接到其他节点。
智能合约操作
一、创建和编译智能合约
新建一个 Solidity 智能合约文件，命名为 testContract.sol，该合约包含一个方法 multiply()，将输入的两个数相乘后输出：
pragma solidity ^0.4.0;
contract TestContract
{
function multiply(uint a, uint b) returns (uint)
{
return a * b;
}
}
编译智能合约，获得编译后的 EVM 二进制码：
$ solc –bin testContract.sol
======= testContract.sol:TestContract =======
Binary:
6060604052341561000f57600080fd5b5b60b48061001e6000396000f30060606040526000357c0100000000000000000000000000000000000000000000000000000000900463ffffffff168063165c4a1614603d575b600080fd5b3415604757600080fd5b60646004808035906020019091908035906020019091905050607a565b6040518082815260200191505060405180910390f35b600081830290505b929150505600a165627a7a72305820b494a4b3879b3810accf64d4cc3e1be55f2f4a86f49590b8a9b8d7009090a5d30029
再用 solc 获取智能合约的 JSON ABI（Application Binary Interface），其中指定了合约接口，包括可调用的合约方法、变量、事件等：
$ solc –abi testContract.sol
======= testContract.sol:TestContract =======
Contract JSON ABI
[{“constant”:false,”inputs”:[{“name”:”a”,”type”:”uint256”},{“name”:”b”,”type”:”uint256”}],”name”:”multiply”,”outputs”:[{“name”:”“,”type”:”uint256”}],”payable”:false,”stateMutability”:”nonpayable”,”type”:”function”}]
回到 Geth 的控制台，用变量 code 和 abi 记录上面两个值，注意在 code 前加上 0x 前缀：
code = “0x6060604052341561000f57600080fd5b5b60b48061001e6000396000f30060606040526000357c0100000000000000000000000000000000000000000000000000000000900463ffffffff168063165c4a1614603d575b600080fd5b3415604757600080fd5b60646004808035906020019091908035906020019091905050607a565b6040518082815260200191505060405180910390f35b600081830290505b929150505600a165627a7a72305820b494a4b3879b3810accf64d4cc3e1be55f2f4a86f49590b8a9b8d7009090a5d30029”
abi = [{“constant”:false,”inputs”:[{“name”:”a”,”type”:”uint256”},{“name”:”b”,”type”:”uint256”}],”name”:”multiply”,”outputs”:[{“name”:”“,”type”:”uint256”}],”payable”:false,”stateMutability”:”nonpayable”,”type”:”function”}]
二、部署智能合约
这里使用账户 0 来部署合约，首先解锁账户：
personal.unlockAccount(eth.accounts[0])
Unlock account 0x3443ffb2a5ce3f4b80080791e0fde16a3fac2802
Passphrase:
true
发送部署合约的交易：myContract = eth.contract(abi)
…
contract = myContract.new({from:eth.accounts[0],data:code,gas:1000000})
INFO [09-12|08:05:19] Submitted contract creation fullhash=0x0a7dfa9cac7ef836a72ed1d5bbfa65c0220347cde4efb067a0b03b15fb70bce1 contract=0x7cbe4019e993f9922b8233502d94890099ee59e6
{
abi: [{
constant: false,
inputs: [{…}, {…}],
name: “multiply”,
outputs: [{…}],
payable: false,
stateMutability: “nonpayable”,
type: “function”
}],
address: undefined,
transactionHash: “0x0a7dfa9cac7ef836a72ed1d5bbfa65c0220347cde4efb067a0b03b15fb70bce1”
}
此时如果没有挖矿，用 txpool.status 命令可以看到本地交易池中有一个待确认的交易。使用下面的命令查看当前待确认的交易：
[{
blockHash: “0xfedd6fef9f25e96a5a20b5ffcd152e9fe05d193ae0989c25d6197d2441c2c09b”,
blockNumber: 5,
from: “0x3443ffb2a5ce3f4b80080791e0fde16a3fac2802”,
gas: 1000000,
gasPrice: 18000000000,
hash: “0x0a7dfa9cac7ef836a72ed1d5bbfa65c0220347cde4efb067a0b03b15fb70bce1”,
input: “0x6060604052341561000f57600080fd5b5b60b48061001e6000396000f30060606040526000357c0100000000000000000000000000000000000000000000000000000000900463ffffffff168063165c4a1614603d575b600080fd5b3415604757600080fd5b60646004808035906020019091908035906020019091905050607a565b6040518082815260200191505060405180910390f35b600081830290505b929150505600a165627a7a72305820b494a4b3879b3810accf64d4cc3e1be55f2f4a86f49590b8a9b8d7009090a5d30029”,
nonce: 3,
r: “0xfe7139a31694a36f946e7182c35c52a21bf31d33994490815f63f6674e84dc93”,
s: “0x4701a984ee93d2a323fac55547b31534b11915599de75202a1d62061241fefbf”,
to: null,
transactionIndex: 0,
v: “0x823”,
value: 0
}]
使用 miner.start() 命令开始挖矿，一段时间后交易会被确认，随新区块进入区块链。
三、调用智能合约
使用以下命令发送交易，sendTransaction 方法的前几个参数应该与合约中 multiply 方法的输入参数对应。这种情况下，交易会通过挖矿记录到区块链中：
contract.multiply.sendTransaction(2, 4, {from:eth.accounts[0]})
INFO [09-12|08:24:14] Submitted transaction fullhash=0x29b47d580ba6ccb2445aa3ebdcb14567bd5cbc6004edef7a4064c36e0606bca2 recipient=0x7cbe4019e993f9922b8233502d94890099ee59e6
“0x29b47d580ba6ccb2445aa3ebdcb14567bd5cbc6004edef7a4064c36e0606bca2”
如果只是本地运行该方法查看返回结果，可以采用如下方式：
contract.multiply.call(2，4)
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术语说明
术语 说明
ABI Application Binary Interface，应用二进制接口 其中指定了合约接口，包括可调用的合约方法、变量、事件等。
DApp Decentralized App，去中心化的应用程序 基于智能合约的应用称为去中心化的应用程序。
EVM Ethereum Virtual Machine，以太坊虚拟机 以太坊智能合约的运行环境。
Gas （消耗的）汽油 在以太坊上发起交易、部署合约和调用合约都要消耗一定量的以太币，这些消耗的以太币称为 Gas。
Geth - 以太坊客户端 go-ethereum，使用 Go 语言编写，是最常用的以太坊客户端之一。
Solidity - 以太坊智能合约的一种编程语言，类似 JavaScript。
Remix IDE https://remix.ethereum.org 基于浏览器的 Solidity 集成开发环境，在浏览器中编写和调试智能合约。
参考内容
《区块链——原理、设计与应用》杨保华、陈昌编著，机械工业出版
以太坊学习笔记：私有链搭建操作指南 https://my.oschina.net/u/2349981/blog/865256
利用puppeth搭建POA共识的以太坊私链网络 https://github.com/xiaoping378/blog/blob/master/posts/%E4%BB%A5%E5%A4%AA%E5%9D%8A-%E7%A7%81%E6%9C%89%E9%93%BE%E6%90%AD%E5%BB%BA%E5%88%9D%E6%AD%A5%E5%AE%9E%E8%B7%B5.md
区块链技术指南 https://yeasy.gitbooks.io/blockchain_guide/ethereum/install.html
Solidity 官方文档 http://solidity.readthedocs.io/en/latest/installing-solidity.html
Go 官方文档 https://golang.org/doc/install
更多区块链资料，请访问 https://github.com/gymgle/blockchain-reference