最近带我师弟做项目，顺手衍生了一份实验手记。我自觉不错。就放上来了。
以太坊 Go 客户端的安装与区块链的导入导出
以下实验在 Ubuntu 16.04 LTS 中进行，验证对 Ethereum Go 客户端（geth）的 1.6.6- stable-10a45cb5 版本有效。其他版本的特性参见 Git Hub 项目主页 [1]。 在 Ubuntu 上使用 PPA 安装的命令如下：
sudo apt-get install software-properties-common
sudo add-apt-repository -y ppa:ethereum/ethereum
sudo add-apt-repository -y ppa:ethereum/ethereum-dev
sudo apt-get update
sudo apt-get install ethereum
在使用上述命令安装后，在控制台使用 geth --help 命令应当有所回应，如图1所示。 需要注意的是，安装之后若直接运行 geth，则程序将会把所有需要持久化的数据（除 了工作量证明的 Ethash 算法需要生成的有向无环图）写入默认的数据文件夹中，在 Linux 下 这个默认的数据文件夹为~/.ethereum。 即区块链的数据就会被默认存储在该文件夹下，但在运行 geth 时也可以通过--datadir <data dir> 选项来指定区块链数据的位置。 这些区块链的数据可以进行导入和导出操作，相关的命令如下：
• 升级数据库： geth upgradedb
• 清除数据库： geth removedb
• 导入区块链： geth import <filename>
• 导出区块链： geth export <filename> 多说一句，之前提到的用于工作量证明（PoW，Proof of Work）的 Ethash 算法需要生 成的有向无环图（DAG）将被保存在~/.ethash 目录下，因而可以被所有的客户端节点复用， 即只在第一次生成客户端节点时下载并缓存 DAG，这个过程通常非常漫长，我们后续会提到。
1 图 1: 安装后验证安装成功
2
节点创建和初始化
首先使用如下命令创建两个数据文件夹，对应将来我们创建的两个节点：
mkdir -p ~/BlockChain/miner1
mkdir -p ~/BlockChain/miner2
然后我们编写一个创世区块的配置文件genesis.json，内容如下：
{
" nonce" : " 0x0000000000000042" ,
" mixhash" : " 0
x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000" ,
" difficulty" : " 0x400" ,
" alloc" : {},
" coinbase" : " 0x0000000000000000000000000000000000000000" ,
" timestamp" : " 0x00" ,
" parentHash" : " 0
x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000" ,
" extraData" : " " ,
" gasLimit" : " 0xffffffff" ,
2 " config" : {
" chainId" : 42,
" homesteadBlock" : 0,
" eip155Block" : 0,
" eip158Block" : 0
}
}
其中各项的含义如下：
• nonce：一个 64 位随机数，用于挖矿，其设置需要满足以太坊的黄皮书（[2]）的要求
• mixhash：与 nonce 配合用于挖矿，由上一个区块的一部分生成的 hash，其设置同样需 要满足以太坊的黄皮书的要求
• difficulty：设置当前区块的难度，如果难度过大，CPU 挖矿就很难，这里设置较小难度
• coinbase：矿工的账号，此处可随便填
• timestamp：设置创世块的时间戳
• parentHash：上一个区块的 hash 值，因为是创世块，所以这个值是 0
• extraData：额外信息，这里留空。
• gasLimit：该值设置对 GAS 的消耗总量限制，用来限制区块能包含的交易信息总和，因 为我们是私有链，所以填最大。
• config：从 geth 1.6 版本开始，所有的创世区块的配置文件必须包含此项，用于指定链 的 id（chainId，也被称为 network id），此处我们指定为 42。
设置好的创世区块配置文件我们放在~/BlockChain/genesis.json 处，如图2 所示。 接着使用以下命令初始化节点：
cd ~/BlockChain # 工 作 目 录 切 换 到BlockChain
geth --datadir miner1 init genesis.json
geth --datadir miner2 init genesis.json
这条命令的作用是以 genesis.json 中的配置初始化两个节点 miner1 和 miner2，将节点 的数据分别存储在对应的文件夹下。在使用这创建命令后，控制台会输出相应的提示，如图3， 几行 INFO 表示我们成功将节点数据写其中唯一一行 WARN 表示我们还没有为这个节点创 建默认用户，这将在之后完成。
BlockChain 的目录结构应当如下，其中 geth 文件夹下保存了你建好的私有区块链的数 据库，而 keystore 则存储了当前节点中账户的数据。
3 图 2: 创建数据文件夹并编写创世区块配置文件
4 图 3: 初始化并写进创始区块
5 图 4: 初始化并写进创始区块后的目录结构
然后在 contracts 目录下创建并编写 SmartToken.sol 文件如下，其中定义了三个合约函 数和一个事件记录。三个合约函数中，depositToken 是向指定的对象发放一定数量的令牌，并 触发事件记录；withdrawToken 是从指定的对象处收回一定数量的令牌，并触发事件记录；最 后的 getTokens 是一个常量函数，所以在调用的时候不会有 gas 值的开销。
pragma solidity ^0.4.0;
contract SmartToken {
mapping(address => uint) tokens;
event OnValueChanged(address indexed _from, uint _value);
function depositToken(address recipient, uint value) returns (bool
success) {
tokens[recipient] += value;
OnValueChanged(recipient, tokens[recipient]);
return true;
}
function withdrawToken(address recipient, uint value) returns (bool
success) {
if ((tokens[recipient] - value) < 0) {
tokens[recipient] = 0;
} else {
tokens[recipient] -= value;
}
OnValueChanged(recipient, tokens[recipient]);
return true;
}
function getTokens(address recipient) constant returns (uint value) {
return tokens[recipient];
}
}
接着通过修改migrations/2_deploy_contracts.js 修改部署配置相关的代码，修改 后的代码如下：
23 图 23: 使用 truffle 编译部署的结果
部署成功后我们可以在 truffle 控制台中查看合约地址与 ABI 接口信息（这里的 ABI 用 JSON 表示，如图24）：
truffle console
# 进 入truffle控 制 台
SmartToken.address
# 查看地址
JSON.stringify(SmartToken.abi) # 查 看abi， JSON格 式
.exit
# 退 出truffle控 制 台
25 图 24: 查看合约被部署的地址与 JSON 格式的 ABI 接口信息
8
通过 Mist 客户端查看和测试合约
最后我们通过 Mist 这个客户端来查看和测试合约，直接从图形界面点击之前安装好的 Mist 客户端，他会自己找到默认路径下的 geth.ipc 文件，然后以该文件对应的节点的身份登 录并获取账户信息，即会以 miner1 的第一个账户的身份登录 Mist 浏览器。
打开 Mist 浏览器最初的界面会如图25所示，由于 miner1 节点正在挖矿，你会看到默认 账户的以太币不断增加。
26 图 25: Mist 自动登录后的钱包界面，可以看到当前登录的 miner1 节点上的两个账户，下面的 ADD ACCOUNT 提供了增加账户的选项，这实际只是对我们之前控制台创建账户命令做的 上层封装
点击上面的 SEND 标签，可以从 WALLET 切换到交易的界面，如图26，从这里可以看 到，以太坊的客户端 Mist 实际也就是对我们 JS 控制台中的命令进行了封装。Mist 这个客户 端本来也就是被设计成给普通用户参与以太币交易的。
27 图 26: Mist 的交易界面，其实就是对我们之前在 JS 控制台中交易的封装 我们也可以点击初始界面的 CONTRACTS 标签，切换到合约界面，大致的状况如图27所 示，我们可以看到他提供了部署合约和查看合约的选项。
28 图 27: 合约相关界面
而从合约界面上 Mist 也提供了部署合约的选项，如果我们点击 DEPLOY NEW CON- TRACT 则会进入图28 所示的界面，可以看到他在这个客户端中提供了一个 Solidity 的编辑 器，能够供普通用户编写合约代码部署到当前节点。
29 图 28: 点击 DEPLOY NEW CONTRACT 进入的部署合约的界面
而如果我们在之前的合约界面点击 WATCH CONTRACT，则会弹出图29 所示界面，我 们输入之前从 truffle 控制台得来的合约地址、合约名、以及 JSON 格式的接口，就可以查看 和运行之前编写的智能合约了。
30 图 29: Mist 中输入之前部署好的智能合约信息
我们点击我们输入的智能合约的图标，会进入图30所示界面，其中因为 getTokens 是一个 const 函数，所以执行时不会花费 gas，我们在左侧输入地址即可查询，我们这里输入 miner2 的第二个账户的地址，查看其初始令牌数为 0。接着我们在右侧选择 Deposit Token 这个函 数，然后输入 miner2 的第二个账户的地址，Value 填入 1234，并看到右下方合约的执行者是 miner1 的主账户（默认第一个账户），我们点击图中的 EXECUTE 按钮。
31 图 30: 查看 miner2 的第二个账户最开始的令牌数量，然后准备用 miner1 的第一个账户执行 合约函数，发放 1234 个令牌给 miner2 的第二个账户
按下 EXECUTE 按钮后，我们能看到一个确认执行合约的弹窗（图31），需要输入当前合 约执行人的密码，我们输入后点击 SEND TRANSACTION。
32 图 31: 输入密码确认合约 之后可以看到， 确认执行的弹窗消失后回到执行合约的界面32，我们可以看到左侧的 miner2 的第二个账户的令牌数量变为 1234。 33 图 32: 合约执行结束后，再查看 miner2 的第二个账户的令牌数量，发现已经从 0 变成了 1234
我们再下拉，勾选上图33中的 Watch contract events 之后就可以看到之前的 deposit 操 作触发的事件也被永久记录下来了。
34 图 33: 下面关于合约函数执行后触发的函数会自动增加
参考文献
[1] https://github.com/ethereum/go-ethereum.
[2] http://gavwood.com/Paper.pdf.
[3] https://github.com/ethereum/go-ethereum/wiki/JavaScript-Console.
图暂时没放上去了，pdf版如果需要，可以在下面评论区留言。