001 以太坊源碼解析 - 下載鞋囊、編譯 go-ethereum ，搭建私有鏈
下載
$ git clone https://github.com/ethereum/go-ethereum.git
編譯
$ cd go-ethereum
$ make geth
將 geth 添加到環(huán)境變量中 vi ~/.bashrc
export GETH="$GOPATH/src/github.com/ethereum/go-ethereum/build"
export PATH="$PATH:$GETH/bin"
然后執(zhí)行 source ~/.bashrc，使配置生效津函。
檢查是否安裝成功
geth --help
如果輸出一些幫助提示命令，則說明安裝成功。
搭建私有鏈
創(chuàng)建一個錢包
首先為什么要創(chuàng)建一個錢包赖淤，因為我們需要使用genesis.json初始化私鏈需要初始化一些eth，方便轉(zhuǎn)賬谅河，不然第一筆挖礦容易卡咱旱。當(dāng)有交易的時候不容易卡
https://www.myetherwallet.com/#send-transaction
打開上個地址，輸入密碼
然后下載私鑰
配置初始狀態(tài)
要運行以太坊私有鏈绷耍，需要定義自己的創(chuàng)世區(qū)塊吐限，創(chuàng)世區(qū)塊信息寫在一個 JSON 格式的配置文件中。首先將下面的內(nèi)容保存到一個 JSON 文件中褂始，例如 genesis.json
$ mkdir ~/privatechain
$ cd privatechain
$ mkdir data0
$ vi genesis.json
genesis.json 的代碼
定義 alloc 一個錢包并且設(shè)置余額為100 ether
{
"config": {
"chainId": 10,
"homesteadBlock": 0,
"eip155Block": 0,
"eip158Block": 0
},
"alloc" :{
"開始下載的私鑰文件的公鑰地址":{
"balance":"100000000000000000000"
}
},
"coinbase" : "0x0000000000000000000000000000000000000000",
"difficulty" : "0x20000",
"extraData" : "",
"gasLimit" : "0x2fefd8",
"nonce" : "0x0000000000000042",
"mixhash" : "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
"parentHash" : "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
"timestamp" : "0x00"
}
其中诸典，chainID 指定了獨立的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò) ID。網(wǎng)絡(luò) ID 在連接到其他節(jié)點的時候會用到崎苗，以太坊公網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò) ID 是 1狐粱，為了不與公有鏈網(wǎng)絡(luò)沖突，運行私有鏈節(jié)點的時候要指定自己的網(wǎng)絡(luò) ID胆数。不同 ID 網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點無法相互連接肌蜻。配置文件還對當(dāng)前挖礦難度 difficulty、區(qū)塊 Gas 消耗限制 gasLimit 等參數(shù)進(jìn)行了設(shè)置必尼。
初始化：寫入創(chuàng)世區(qū)塊
準(zhǔn)備好創(chuàng)世區(qū)塊配置文件后蒋搜，需要初始化區(qū)塊鏈，將上面的創(chuàng)世區(qū)塊信息寫入到區(qū)塊鏈中胰伍。首先要新建一個目錄用來存放區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)齿诞，假設(shè)新建的數(shù)據(jù)目錄為 ~/privatechain/data0，genesis.json 保存在 ~/privatechain 中骂租，此時目錄結(jié)構(gòu)應(yīng)該是這樣的：
privatechain
├── data0
└── genesis.json
執(zhí)行初始化命令：
geth --datadir data0 init genesis.json
上面的命令的主體是 geth init祷杈，表示初始化區(qū)塊鏈，命令可以帶有選項和參數(shù)渗饮，其中 --datadir 選項后面跟一個目錄名但汞，這里為 data0，表示指定數(shù)據(jù)存放目錄為 data0互站，genesis.json 是 init 命令的參數(shù)私蕾。
運行上面的命令，會讀取 genesis.json 文件胡桃，根據(jù)其中的內(nèi)容踩叭，將創(chuàng)世區(qū)塊寫入到區(qū)塊鏈中。如果看到以下的輸出內(nèi)容，說明初始化成功了容贝。
INFO [01-29|21:21:13] Maximum peer count ETH=25 LES=0 total=25
INFO [01-29|21:21:13] Allocated cache and file handles database=/Users/fujinliang/privatechain/data0/geth/chaindata cache=16 handles=16
INFO [01-29|21:21:13] Writing custom genesis block
INFO [01-29|21:21:13] Persisted trie from memory database nodes=0 size=0.00B time=358.89μs gcnodes=0 gcsize=0.00B gctime=0s livenodes=1 livesize=0.00B
INFO [01-29|21:21:13] Successfully wrote genesis state database=chaindata hash=5e1fc7…d790e0
INFO [01-29|21:21:13] Allocated cache and file handles database=/Users/fujinliang/privatechain/data0/geth/lightchaindata cache=16 handles=16
INFO [01-29|21:21:13] Writing custom genesis block
INFO [01-29|21:21:13] Persisted trie from memory database nodes=0 size=0.00B time=2.633μs gcnodes=0 gcsize=0.00B gctime=0s livenodes=1 livesize=0.00B
INFO [01-29|21:21:13] Successfully wrote genesis state database=lightchaindata hash=5e1fc7…d790e0
初始化成功后自脯，會在數(shù)據(jù)目錄 data0 中生成 geth 和 keystore 兩個文件夾，此時目錄結(jié)構(gòu)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 中存放的是區(qū)塊數(shù)據(jù)斤富，keystore 中存放的是賬戶數(shù)據(jù)膏潮。
然后將我們生成的私鑰文件移入這個keystore文件夾中即可，我們啟動節(jié)點后使用eth.accounts,就能看到我們移入進(jìn)去的私鑰文件的公鑰地址满力，使用eth.getBalance(eth.accounts[0]) 打印出 100個ether
啟動私有鏈節(jié)點
geth --datadir data0 --networkid 110 console
上面命令的主體是 geth console焕参，表示啟動節(jié)點并進(jìn)入交互式控制臺，–datadir選項指定使用data0作為數(shù)據(jù)目錄油额，--networkid 選項后面跟一個數(shù)字叠纷，這里是110，表示指定這個私有鏈的網(wǎng)絡(luò)id為110悔耘。網(wǎng)絡(luò)id在連接到其他節(jié)點的時候會用到讲岁，以太坊公網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)id是1我擂，為了不與公有鏈網(wǎng)絡(luò)沖突衬以，運行私有鏈節(jié)點的時候要指定自己的網(wǎng)絡(luò)id。
運行上面的命令后校摩，就啟動了區(qū)塊鏈節(jié)點并進(jìn)入了該節(jié)點的控制臺：
...
Welcome to the Geth JavaScript console!
instance: Geth/v1.8.10-unstable-ccc0debb/darwin-amd64/go1.10.2
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
>
這是一個交互式的 JavaScript 執(zhí)行環(huán)境看峻，在這里面可以執(zhí)行 JavaScript 代碼，其中 > 是命令提示符衙吩。在這個環(huán)境里也內(nèi)置了一些用來操作以太坊的 JavaScript 對象互妓，可以直接使用這些對象。這些對象主要包括：
- eth：包含一些跟操作區(qū)塊鏈相關(guān)的方法坤塞；
- net：包含一些查看p2p網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的方法冯勉；
- admin：包含一些與管理節(jié)點相關(guān)的方法；
- miner：包含啟動&停止挖礦的一些方法摹芙；
- personal：主要包含一些管理賬戶的方法灼狰；
- txpool：包含一些查看交易內(nèi)存池的方法；
- web3：包含了以上對象浮禾，還包含一些單位換算的方法交胚。
控制臺操作
進(jìn)入以太坊 Javascript Console 后，就可以使用里面的內(nèi)置對象做一些操作盈电，這些內(nèi)置對象提供的功能很豐富蝴簇，比如查看區(qū)塊和交易、創(chuàng)建賬戶匆帚、挖礦熬词、發(fā)送交易、部署智能合約等。
常用命令有：
- personal.newAccount()：創(chuàng)建賬戶互拾；
- personal.unlockAccount()：解鎖賬戶均践；
- eth.accounts：枚舉系統(tǒng)中的賬戶；
- eth.getBalance()：查看賬戶余額摩幔，返回值的單位是 Wei（Wei 是以太坊中最小貨幣面額單位彤委，類似比特幣中的聰，1 ether = 10^18 Wei）或衡；
- eth.blockNumber：列出區(qū)塊總數(shù)焦影；
- eth.getTransaction()：獲取交易；
- eth.getBlock()：獲取區(qū)塊封断；
- miner.start()：開始挖礦斯辰；
- miner.stop()：停止挖礦；
- eth.coinbase：挖礦獎勵的賬戶
- web3.fromWei()：Wei 換算成以太幣坡疼；
- web3.toWei()：以太幣換算成 Wei彬呻；
- txpool.status：交易池中的狀態(tài)；
- admin.addPeer()：連接到其他節(jié)點柄瑰；
創(chuàng)建賬戶
輸入 eth.accounts 查詢系統(tǒng)中的賬戶：
> eth.accounts
[]
顯示為 []臼勉，表示沒有賬戶，接下來使用 personal.newAccount() 來創(chuàng)建一個賬戶：
> personal.newAccount()
Passphrase:
Repeat passphrase:
"0xfb9cc019fc650a1699d05b7fb564b83c3a72b64d"
Passphrase 表示輸入密碼漆改，Repeat passphrase 表示輸入確認(rèn)密碼
再次創(chuàng)建一個賬戶
> personal.newAccount()
Passphrase:
Repeat passphrase:
"0xc6b5702b15a3794374e28f41f36e1e8dbdd564df"
查看剛剛創(chuàng)建的用戶：
> eth.accounts
["0xfb9cc019fc650a1699d05b7fb564b83c3a72b64d", "0xc6b5702b15a3794374e28f41f36e1e8dbdd564df"]
賬戶默認(rèn)會保存在數(shù)據(jù)目錄的 data0/keystore 文件夾中朱转。可以查看其中的文件
{
"address": "fb9cc019fc650a1699d05b7fb564b83c3a72b64d",
"crypto": {
"cipher": "aes-128-ctr",
"ciphertext": "0efae4f94134172b785f1f635be8e70342bf31e1e0ecad21d672594f09ccf572",
"cipherparams": {
"iv": "37f4f3fa2cf070b70e3eb668fad6f46f"
},
"kdf": "scrypt",
"kdfparams": {
"dklen": 32,
"n": 262144,
"p": 1,
"r": 8,
"salt": "1cdd1cf97fb882c3d3e734223668b47c888170e795346e11d0f521a71fe3aa2a"
},
"mac": "902a29db25a3a35a2568b04b30a8194201f07ab37c96ed1fe9af932fc1d38be0"
},
"id": "ecd5beb2-8261-4207-8eff-2fa34678d064",
"version": 3
}
查看賬戶余額
通過 eth.getBalance() 可以查看賬戶余額
> eth.getBalance(eth.accounts[0])
0
> eth.getBalance(eth.accounts[1])
0
目前兩個賬戶的以太幣余額都是0授翻，要使賬戶有余額或悲，可以從其他賬戶轉(zhuǎn)賬過來，或者通過挖礦來獲得以太幣獎勵堪唐。
啟動&停止挖礦
通過 miner.start() 啟動挖礦
> miner.start(3)
其中 start 的參數(shù)表示挖礦使用的線程數(shù)巡语。第一次啟動挖礦會先生成挖礦所需的 DAG 文件，這個過程有點慢淮菠，等進(jìn)度達(dá)到 100% 后男公，就會開始挖礦，此時屏幕會被挖礦信息刷屏兜材。
停止挖礦理澎，在 console 中輸入：
miner.stop()
挖到一個區(qū)塊會獎勵5個以太幣，挖礦所得的獎勵會進(jìn)入礦工的賬戶曙寡，這個賬戶叫做coinbase糠爬，默認(rèn)情況下coinbase是本地賬戶中的第一個賬戶：
> eth.coinbase
"0xfb9cc019fc650a1699d05b7fb564b83c3a72b64d"
可以通過 miner.setEtherbase() 將其他賬戶設(shè)置成 coinbase 即可
> miner.setEtherbase(eth.accounts[1])
true
> eth.coinbase
"0xc6b5702b15a3794374e28f41f36e1e8dbdd564df"
重新啟動挖礦，查看 eth.accounts[1] 是否可以獲得以太幣
> miner.start(3)
//等待幾秒后
> miner.stop()
查詢賬戶余額：
> eth.getBalance(eth.accounts[0])
280000000000000000000
> eth.getBalance(eth.accounts[1])
210000000000000000000
發(fā)現(xiàn)賬戶0 和 賬號1 都有以太幣举庶，說明 miner.setEtherbase() 設(shè)置成功执隧。
getBalance() 返回值的單位是wei，wei是以太幣的最小單位，1個以太幣=10的18次方個wei镀琉。要查看有多少個以太幣峦嗤，可以用web3.fromWei()將返回值換算成以太幣：
> web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[0]),'ether')
280
> web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[1]),'ether')
210
發(fā)送交易
我們從賬戶0轉(zhuǎn)移10個以太幣到賬戶1,首先要解鎖賬戶 0，才能發(fā)起交易：
> personal.unlockAccount(eth.accounts[0])
Unlock account 0xfb9cc019fc650a1699d05b7fb564b83c3a72b64d
Passphrase:
true
發(fā)起交易
> amount = web3.toWei(10,'ether')
"10000000000000000000"
> eth.sendTransaction({from:eth.accounts[0],to:eth.accounts[1],value:amount})
INFO [05-29|22:37:32] Submitted transaction fullhash=0x493e8aa2bcb6b2a362bdbd86b2c454279e14beea43b444aeb45c7f667bf572e2 recipient=0xc6b5702B15a3794374e28f41F36e1E8dBDd564DF
"0x493e8aa2bcb6b2a362bdbd86b2c454279e14beea43b444aeb45c7f667bf572e2"
查詢 賬戶1 的余額：
> web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[1]),'ether')
210
發(fā)現(xiàn)賬戶余額沒有發(fā)生改變屋摔，此時交易已經(jīng)提交到區(qū)塊鏈烁设，但還未被處理，這可以通過用 txpool.status 命令可以看到本地交易池中有一個待確認(rèn)的交易：
> txpool.status
{
pending: 1,
queued: 0
}
其中有一條pending的交易钓试，pending表示已提交但還未被處理的交易装黑。
要使交易被處理，必須要挖礦弓熏。這里我們啟動挖礦恋谭，然后等待挖到一個區(qū)塊之后就停止挖礦：
>miner.start(1);admin.sleepBlocks(1);miner.stop()
> web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[1]),'ether')
225.000378
發(fā)現(xiàn)賬戶收到了賬戶的錢，還多了5個以太幣挽鞠。其實多出的5個以太幣是挖礦獎勵疚颊。
查看交易和區(qū)塊
查看當(dāng)前區(qū)塊總數(shù)：
> eth.blockNumber
99
通過區(qū)塊號查看區(qū)塊：
> eth.getBlock(6)
{
difficulty: 131328,
extraData: "0xd98301080a846765746888676f312e31302e328664617277696e",
gasLimit: 3160033,
gasUsed: 0,
hash: "0x9679d0dc01045c3d15cbf29241ae1cd6de2e5661d3387c0980f6397e3fd9ed2c",
logsBloom: "0x00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
miner: "0xfb9cc019fc650a1699d05b7fb564b83c3a72b64d",
mixHash: "0x05c369134eac2cb6227860b4ed11527b11825af3541712c5704914576c37c0a0",
nonce: "0x00168a9831624417",
number: 6,
parentHash: "0xad68f0a581cf2144b8a05190b6310c7a9d945d9c338fd16b4708651b8813ad8b",
receiptsRoot: "0x56e81f171bcc55a6ff8345e692c0f86e5b48e01b996cadc001622fb5e363b421",
sha3Uncles: "0x1dcc4de8dec75d7aab85b567b6ccd41ad312451b948a7413f0a142fd40d49347",
size: 537,
stateRoot: "0xfaa0a4ffe160a2937b967f9780ae0de51a465bcce6a3f6f3aa24b903df3d44a0",
timestamp: 1527602736,
totalDifficulty: 918144,
transactions: [],
transactionsRoot: "0x56e81f171bcc55a6ff8345e692c0f86e5b48e01b996cadc001622fb5e363b421",
uncles: []
}
通過交易hash（hash 值包含在上面交易返回值中）查看交易：
eth.getTransaction("0x493e8aa2bcb6b2a362bdbd86b2c454279e14beea43b444aeb45c7f667bf572e2")
{
blockHash: "0xbe60f7ccddcb7cab39a7b932c0d89d37ac13ae14521cfdcb8ac359a5b6773655",
blockNumber: 99,
from: "0xfb9cc019fc650a1699d05b7fb564b83c3a72b64d",
gas: 90000,
gasPrice: 18000000000,
hash: "0x493e8aa2bcb6b2a362bdbd86b2c454279e14beea43b444aeb45c7f667bf572e2",
input: "0x",
nonce: 0,
r: "0x8da41e865d399fc4d8f813a39116e486db7658a04ea1f89ca0b7f44c02dd3c57",
s: "0x15edd22404460cfc5e86c9735774a02aad024bc8c369ec531e4485f1012cbcf6",
to: "0xc6b5702b15a3794374e28f41f36e1e8dbdd564df",
transactionIndex: 0,
v: "0x37",
value: 10000000000000000000
}
