架設私有區塊鏈發送第一筆交易(Optional)

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架設私有區塊鏈發送第一筆交易(Optional)

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Overview

Name

Statement

Private Network

私有網路會獨立於其他以太坊網路

Node

區塊鏈網路的參與者

Bootnode

幫助節點尋找 P2P 網路中的其他節點

Miner

於區塊裡打包交易的礦工

Account

使用公私鑰與區塊鏈網路進行互動

Genesis Configuration

是 Geth 工具用來創建創世區塊以及區塊鏈的配置文件，要注意的是 genesis.json 並不是創世區塊本身。

1 Install Geth

Windows 在這裡下載並選擇相對應的版本。 https://geth.ethereum.org/downloads/#

使用以下指令測試是否安裝成功。

geth -h

MacOSX 也可以直接使用：

brew tap ethereum/ethereum
brew install ethereum

geth --help

2 Create Directory Structure

隨意建立一個資料夾，假設叫做「myPrivateChain」，進入該資料夾當作我們目前的專案位置。

3 Create a Genesis Configuration

建立創世區塊的參數用檔案，將其命名為 genesis.json。

{
    "config": {
        "chainID": 123456,
        "homesteadBlock": 0,
        "eip150Block": 0,
        "eip155Block": 0,
        "eip158Block": 0
    },
    "nonce": "0x0000000000000042",
    "difficulty": "0x020",
    "mixhash": "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
    "coinbase": "0x0000000000000000000000000000000000000000",
    "timestamp": "0x00",
    "parentHash": "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
    "extraData": "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
    "gasLimit": "0x2fefd8",
    "alloc": {
        "0x0000000000000000000000000000000000000001": {
            "balance": "11111111111"
        },
        "0x0000000000000000000000000000000000000002": {
            "balance": "22222222222"
        }
    }
}

參數

介紹

chainID

這裡和等下的 networkid 一樣由 EIP 155 提供 chainid values 的建議來代稱不同網路。只有當 network、chainID、創世區塊配置都相同時，才是同一條鏈。

homesteadBlock

0 為使用 ethereum homestead 版本。Homestead 是以太坊的第二個主要版本。和 2017 以太坊的拜占庭硬分叉有關

eip150Block

設為 0 表示私有鏈不會因為 EIP-150 這個提議而分岔

eip155Block

設為 0 表示私有鏈不會因為 EIP-155 這個提議而分岔

eip158Block

設為 0 表示私有鏈不會因為 EIP-158 這個提議而分岔

nonce

用於挖礦的 64bits 隨機數，是與 PoW 機制有關的值

difficulty

定義了每次挖礦時，最終確定nonce 的難度。詳細內容可見 Ethash(PoW) 方法

mixhash

與 nonce 配合用於挖礦，由上一個區塊的部分產生雜湊值

coinbase

預設為第一個建立挖礦的礦工

timestamp

創世區塊的時間戳

parentHash

指定了本區塊的上一個區塊Hash，因此創世區塊的 parentHash 是 0

extraData

附加訊息。若是在 Clique(PoA) 機制下，新區塊只能被簽名人（singers）挖掘，區塊鏈生長過程中，可以通過投票來選舉或者免除簽名人。在區塊鏈開始運行時，需要定義一個初始 singer。詳見 EIP-225。

gasLimit

規定該區塊鏈中，交易使用的 gas 的總量上限。某種程度上是規定區塊中能包含的交易信息量總和。

alloc

可以從創世區塊預置帳號及其帳號內的金額，單位是 wei 不是 eth

EIPs 是以太坊中的一套標準，內容會包含 core protocol specifications、用戶 API、和合約標準。

gas 是一個在與合約進行交易時的內部價格，當我們傳送一些指令給 Ethereum Virtual Machine (EVM) 來進行交易或與合約互動時就會消耗一定量的 gas。

4 Initialize the genesis.json

初始化，輸入以下指令來建立初始區塊。

$ geth --datadir <path-to-data-directory> init <path-to-genesis-block>

--datadir data : 使區塊儲存於 data 資料夾中。

5 Start!

啟動私有鏈

geth --datadir data --networkid 123456 console

networkid 選項後面跟一個數字，指定這個私有鏈的網絡 ID 為 123456。

測試網

Network

Olympic testnet

Ethereum Mainnet(frontier)

Ethereum’s Morden testnet

Ropsten testnet

Rinkeby testnet

Rootstock Mainnet

Rootstock testnet

Kovan

Ethereum Classic Mainnet

Ethereum Classic testnet

更多參數（查看 go 之後有些已不能使用）

$ geth --datadir <path-to-data-directory> --networkid 123456  --nodiscover console

參數

介紹

networkid

同見上文的 ChainID 部分以及 EIP-155。這邊要注意的是 networkid 與創世區塊的 chainID 必須相等，否則交易時會出現錯誤。

mine

啟動挖礦功能

rpc

啟用 HTTP-RPC 通訊協定功能，如此錢包應用程式就可以藉由 http 來連動這個挖礦節點。如果需要佈署智慧合約就需要將其加入。

rpcaddr

指定 HTTP-RPC 的 listening interface，預設為 “localhost”

rpcport

指定 HTTP-RPC 的 listening port（網絡監聽連接埠），預設為 8545

rpcapi

指定透過 HTTP-RPC interface 可以適用的 API，預設為 “eth,net,web3”

rpccorsdomain

允許跨網域的存取調用，*代表來自任何網段。當使用瀏覽器的錢包或 Solidity 編輯器（Remix）來部署智能合約時，就會需要注意這個部分

nodiscover

不搜尋其他網段上的節點。會停止端點搜尋機制，也就是說沒有其他 local 網路裏的節點可以發現我們的節點。

console

這是一個交互式的 Javascript 執行環境，可以在裡面執行 Javascript 的相關程式碼和可以在Geth中執行命令

6 Attach Javascript Console

在這個交互式的 Javascript 執行環境中，> 是命令提示符。在這個環境裡也內置了一些用來操作以太坊的 Javascript 對象，可以直接使用這些對象：

對象

功能

eth

操作區塊鏈

net

查看 P2P 網路狀態

admin

管理節點

miner

啟動 & 停止挖礦

personal

管理帳戶

txpool

查看交易內存池

web3

包含以上對象，以及單位換算的方法

7 Management the Private Chain

查看所有帳號還有帳號存款，accounts 是一個陣列所以也可以使用[] 陣列取值運算子來取用，也可以使用新變數來表示帳號字串:

> eth.accounts
> eth.getBalance("0x748Cf24cc44Cc20239662eb04dF48ce7Aa019E16")
> myEthereumAddress = eth.accounts[0]

查看節點資訊（如果要使用更多 admin 指令可以參閱在 go-ethereum 的 Wiki）：

> admin.nodeInfo

建立新帳戶，其中的字串為預設密碼：

> personal.newAccount("88888888")

查看礦工帳號，系統預設礦工帳號會是第一個帳號：

> eth.coinbase

8 Transfer Ether

解鎖帳號。每次進行交易都需要解鎖帳號，這邊的 myEthereumAddress 要填入想要交易的帳號，也可以使用 eth.accounts[1] 取用所有帳號裡面的任一個：

personal.unlockAccount(eth.accounts[1])

之後出現的 Passphrase 就是輸入密碼的意思，輸入創建晃時的密碼就可以成功解鎖！

發送交易，我們想要將 eth.accounts[1]的錢錢匯給 myEthereumAddress：

> amount = web3.toWei(10,'ether')
"10000000000000000000"
> eth.sendTransaction({from:eth.accounts[1],to:myEthereumAddress,value:amount})

這裡需要注意的是如果匯出帳戶沒錢也會出現錯誤！

此時來查看 myEthereumAddress 的餘額：

> eth.getBalance(myEthereumAddress)
0

發現沒有被處理，此時我們可以查看 txpool 來驗證，發現其中有一條 pending 的交易，pending 就表示已提交但還未被處理的交易。

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

要使交易被處理就需要挖礦啦，詳情請看下個章節！

9 Mining Time

我們可以使用以下指令來更改礦工帳號，這樣挖礦時錢就會轉到對應的帳號。

> miner.setEtherbase(eth.accounts[1])

我們可以執行以下步驟，首先語法 miner.start(1) 會開始挖礦，最後 miner.stop() 就是停止挖礦。

> miner.start(1)
> miner.stop()

其中 miner.start(1) 的參數為 CPU 使用數。

挖礦結束後再回來查看一次 txpool，發現 pending 的交易數量為 0。

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

再查看一次接受轉帳的帳戶是否有收到匯款了！

> web3.fromWei(eth.getBalance(myEthereumAddress),'ether')

同時我們也可以使用以下指令來查看區塊數量。

eth.blockNumber

HW Reference:

http://netkiller.sourceforge.net/blockchain/ethereum/genesis.json.html
https://dotblogs.com.tw/explooosion/2018/07/29/172031
https://medium.facilelogin.com/build-your-own-blockchain-b8eaeea2f891

https://www.books.com.tw/products/0010798325
https://learnblockchain.cn/2018/03/18/create_private_blockchain/
https://medium.com/samumu-clan/%E7%94%A8-geth-%E6%9E%B6%E8%A8%AD%E7%A7%81%E6%9C%89%E9%8F%88-41a2baa0efd8
https://medium.com/swlh/how-to-set-up-a-private-ethereum-blockchain-c0e74260492c
https://www.cnblogs.com/soowin/p/14328195.html

https://ithelp.ithome.com.tw/2020ironman/articles/2255?page=1
https://medium.com/swlh/how-to-set-up-a-private-ethereum-blockchain-c0e74260492c
https://www.section.io/engineering-education/how-to-build-your-own-private-blockchain/
https://medium.com/samumu-clan/%E7%94%A8-geth-%E6%9E%B6%E8%A8%AD%E7%A7%81%E6%9C%89%E9%8F%88-41a2baa0efd8
https://medium.facilelogin.com/build-your-own-blockchain-b8eaeea2f891
https://souptacular.gitbooks.io/ethereum-tutorials-and-tips-by-hudson/content/private-chain.html
https://www.antiersolutions.com/

Windows

https://medium.com/%E4%B8%80%E5%80%8B%E5%AE%B9%E6%98%93%E5%81%A5%E5%BF%98%E7%9A%84%E5%A4%A7%E5%AD%B8%E7%94%9F/5%E5%88%86%E9%90%98%E5%BB%BA%E7%AB%8B%E4%BB%A5%E5%A4%AA%E5%9D%8A%E7%A7%81%E6%9C%89%E9%8F%88-%E4%BB%A5poa%E5%85%B1%E8%AD%98%E7%82%BA%E4%BE%8B-part-1-c6e9daad71a7
https://merehead.com/blog/how-to-create-private-ethereum-blockchain/
https://programmer.help/blogs/build-ethereum-private-chain-windows.html

Mac OS X

https://learnblockchain.cn/2018/03/18/create_private_blockchain/
https://notes.andywu.tw/2018/%E5%BB%BA%E7%AB%8B%E4%BB%A5%E5%A4%AA%E5%9D%8A%E7%A7%81%E6%9C%89%E9%8F%88%E4%B8%80/
https://programmerall.com/article/3909456580/
https://github.com/chafey/ethereum-private-network

UNIX - GNU/Linux, Ubuntu

https://medium.com/@pradeep_thomas/how-to-setup-your-own-private-ethereum-network-f80bc6aea088
https://ithelp.ithome.com.tw/articles/10203475
https://arctouch.com/blog/how-to-set-up-ethereum-blockchain/