区块链project热身报告

安装以太坊

Geth是以太坊智能合约开发中最常用的工具，执行在GO上运行的完整以太坊节点，通过Geth，我们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，以太币的转移，智能合约的部署和执行等等。

windows下安装

在官网下载安装包即可(需翻墙)，安装过程会自动配置环境变量，在cmd中使用geth version可以查看是否安装成功

ubuntu下安装

同样去官网下载对应版本，这是一个tar.gz包，下载后解压即可得到geth可执行文件，配置好环境变量就可以使用了

私有链搭建

进入到为搭建私有链创建的文件夹privatechain后，执行以下操作

配置文件

要搭建私有链，首先需要编写创始区块配置文件，命名为genesis.json，内容如下:

{
  "config": {
        "chainId": 10, 
        "homesteadBlock": 0,
        "eip155Block": 0,
        "eip158Block": 0
    },
  "alloc"      : {},
  "coinbase"   : "0x0000000000000000000000000000000000000000",
  "difficulty" : "0x20000",
  "extraData"  : "",
  "gasLimit"   : "0xffffffff",
  "nonce"      : "0x0000000000000042",
  "mixhash"    : "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "parentHash" : "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "timestamp"  : "0x00"
}

要注意几点：

chainId不能为0，否则部署智能合约时会出错：
1
invalid sender undefined
gaslimit不能太小，否则部署智能合约时会报错：
1
Error: exceeds block gas limit undefined
difficulty会影响到你节点的挖矿速度

初始化私有链

1	geth --datadir data0 init genesis.json

这条命令表示初始化私有链到文件夹data0中，这条链的数据存放在data0里，并根据genesis.json中的内容把创世区块写入区块链，通过log信息中的Successfully wrote genesis state我们知道初始化成功。

初始化后的初始化成功后的目录如下：

其中geth/chaindata中存放的是区块数据，keystore中存放的是账户数据。

启动私有链节点

1	geth --datadir data0 --networkid 1108 console

geth console，表示启动节点并进入交互式控制台，控制台是一个交互式的Javascript执行环境

–-datadir选项指定使用data0作为数据目录，即运行我们前面初始化的那条私有链

–-networkid选项指定这个私有链的网络id为1108。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

一些简单操作

查看账户

1	>eth.accounts

创建账户

1
2
3

>personal.newAccount()
> Passphrase:
> Repeat passphrase:

查看账户余额

1	> eth.getBalance(eth.accounts[0])

启动&停止挖矿

1 2	> miner.start(10)#参数10表示挖矿使用的线程数 > miner.stop()：

解锁账户

1	> personal.unlockAccount(eth.accounts[0])

发送交易

1 2	> amount = web3.toWei(10,'ether') > eth.sendTransaction({from:eth.accounts[0],to:eth.accounts[1],value:amount})#这个交易表示从账户0向账户1转账10个以太币

私有链节点加入

要向私有链中加入节点，我们需要同时运行两个节点，同时启动节点的命令是有要求的，我启动两个节点(同一台电脑)的命令分别为：

1	geth --networkid 1108 --nodiscover --datadir data0 --port 30303 --rpc --rpcapi net,eth,web3,personal --rpcport 8545 --rpcaddr localhost --verbosity 6 console 2>>geth0.log --ipcpath "geth0.rpc"

1	geth --networkid 1108 --nodiscover --datadir data1 --port 55554 --rpc --rpcapi net,eth,web3,personal --rpcport 8101 --rpcaddr localhost --verbosity 6 console 2>>geth1.log --ipcpath "geth1.rpc"

当然，首先得搭建两个节点data0和data1.

参数解释：

--nodiscover 关闭p2p网络的自动发现，需要手动添加节点，这样有利于我们隐藏私有网络
--datadir 区块链数据存储目录
--port  网络监听端口，默认30303
--networkid 网络标识，私有链取一个大于4的随意的值
--rpc 启用ipc服务
--rpcport ipc服务端口，默认端口号8545
--rpcapi 表示可以通过ipc调用的对象
--rpcaddr ipc监听地址，默认为127.0.0.1，只能本地访问
console 打开一个可交互的javascript环境

这之中要注意的几个地方是：

端口号必须不同
rpc端口号必须不同
ipcpath必须不同

进入了Javascript Console之后，首先在第一个节点data0那执行命令查看enode：

1	admin.nodeInfo.enode

然后在第二个节点data1那执行命令

1	admin.addPeer("xxx")

括号内填查看到的data0的enode信息，返回true即可成功加入节点，加入后data1就会自动开始同步data0的所有区块。

之后可以使用以下命令来查看节点是否添加成功：

1 2	net.peerCount admin.peers

在data1使用eth.blockNumber来查看区块是否同步成功。

注意：

windows下节点同步可能会失败，所以最好在Linux下进行加入节点的操作
要保证两个节点在同一个区块链上工作的话首先要保证genesis创世区块链是一样的，所以注意使用同样的genesis.json文件来创建．

解释getBlock字段

使用getBlock来得到区块相关信息：

 eth.getBlock(0)
{
  difficulty: 131072,
  extraData: "0x",
  gasLimit: 4294967295,
  gasUsed: 0,
  hash: "0x04786260f9e2b8a341a6a07949d74365c53bc4fd1edb00ff3b5f209f86906579",
  logsBloom: "0x00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  miner: "0x0000000000000000000000000000000000000000",
  mixHash: "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  nonce: "0x0000000000000042",
  number: 0,
  parentHash: "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  receiptsRoot: "0x56e81f171bcc55a6ff8345e692c0f86e5b48e01b996cadc001622fb5e363b421",
  sha3Uncles: "0x1dcc4de8dec75d7aab85b567b6ccd41ad312451b948a7413f0a142fd40d49347",
  size: 508,
  stateRoot: "0x56e81f171bcc55a6ff8345e692c0f86e5b48e01b996cadc001622fb5e363b421",
  timestamp: 0,
  totalDifficulty: 131072,
  transactions: [],
  transactionsRoot: "0x56e81f171bcc55a6ff8345e692c0f86e5b48e01b996cadc001622fb5e363b421",
  uncles: []
}

参数为0，查看的是创世区块，也可以把参数设为”latest”来查看最新区块。

difficulty：当前块的难度。
extraData：包含这个区块的任意字节相关数据。
gasLimit：当前区块允许使用的最大gas，这个值是我们genesis.json中的gasLimit值。
gasUsed：当前区块累计使用的总的gas。
hash：区块的哈希串。当这个区块处于pending将会返回null。
logsBloom：由日志信息组成的一个Bloom过滤器（数据结构）。当这个区块处于pending将会返回null。
miner：这个区块获得奖励的矿工。
mixHash：一个Hash值，当与nonce组合时，证明此区块已经执行了足够的计算
nonce：在挖矿过程中起作用，POW生成的哈希。当这个区块处于pending将会返回null。
number：区块号。当这个区块处于pending将会返回null。
parentHash：父区块的哈希值。由于这是创始区块，因此该值为0。
receiptsRoot：包含此区块所列的所有交易收据的树的根节点Hash值
sha3Uncles：叔区块的哈希值。
size：当前这个块的字节大小。
stateRoot：区块的最终状态前缀树的根。
timestamp：区块打包时的unix时间戳。
totalDifficulty：区块链到当前块的总难度。
transactions：交易对象。或者是32字节的交易哈希。
transactionsRoot：包含此区块所列的所有交易的树的根节点Hash值
uncles：叔哈希的数组。

叔块是什么？

在上面的区块中有叔块的信息，那么叔块是什么呢？

我们都知道在挖矿过程中，只有最长的那条链才会被所有节点所承认，挖到在最长链的那些区块的矿工才能获得奖励。如果一个块不是最长链的一部分，那么它被称为是“孤块”。在比特币中，孤块没有意义，随后将被抛弃，发现这个孤块的矿工也拿不到采矿相关的奖励。

根据Ethereum的GHOST协议，不认为孤块没有价值，而是会给与发现孤块的矿工以回报。在以太坊中，孤块被称为“叔块”(uncle block)，它们可以为主链的安全作出贡献。

由于GHOST协议支付报酬给叔块，这激励了矿工在新发现的块中去引用叔块。引用叔块使主链更重。在比特币，最长的链是主链。在以太坊中，主链是指最重的链

解释日志输出

通过在启动私有链节点时在命令最后加上2 >>xxx.log即可把日志输出到log文件中，通过设置选项--verbosity n可以设置日志的程度。

我选取了一些日志进行解释：

日志1

这个日志是我在给私有链添加节点时的日志输出，可以看到，执行命令后的第一个日志输出就是Adding p2p peer，表示加入节点。connnection set up表示建立连接，之后直到Ethereum peer connected，连接成功。然后就要开始为节点上区块链的同步做准备了，Block synchronisation started表示区块同步开始。此后要经过一系列的准备工作，比如获取链高度、下载区块体、获取区块头…最后可以看到一连串的Inserted new block，这就表示同步区块正式开始啦，可以从右边的number得知同步进度。

日志2

这个日志是挖矿的日志。一开始的Updated mining threads表示更新挖矿的线程，右边可以看到线程数量为10，这是在miner.start(10)中设置的。Etherbase automatically configured表示使用默认的coinbase，默认的是本地账户中的第一个账户，即eth.accounts[0]，挖矿所得到的所有奖励都会进入这个账户中。之后Commit new mining work表示挖矿正式开始，那个🔨开头的日志说明成功挖到了矿，可以从右边的number看到挖到区块的数目。

日志3

这个简短的日志是进行一笔交易的日志，不知道为啥设置verbosity为6也还是看不到更具体的信息。Pooled new future transaction表示提交到交易缓冲池，Promoting queued transaction表示选择一部分交易进入pending队列进行处理，Submitted transaction表示交易被成功处理并提交，最后的Broadcast transaction表示把这笔交易广播出去。

部署智能条约

编写合约

首先编写智能合约，用solidity语言实现：

contract Mortal {
    /* Define variable owner of the type address */
    address owner;
 
    /* This function is executed at initialization and sets the owner of the contract */
    function Mortal() { owner = msg.sender; }
 
    /* Function to recover the funds on the contract */
    function kill() { if (msg.sender == owner) selfdestruct(owner); }
}
 
contract Greeter is Mortal {
    /* Define variable greeting of the type string */
    string greeting;
 
    /* This runs when the contract is executed */
    function Greeter(string _greeting) public {
        greeting = _greeting;
    }
 
    /* Main function */
    function greet() constant returns (string) {
        return greeting;
    }
}

由于Solidity同样具有继承的特性，通过只声明Greeter是Mortal的，Greeter就可以继承”Mortal”合约的所有特征。

这段代码的主函数是greet()，我们之后将调用这个函数来调用智能合约。

编译合约

使用在线编译器remix来编译(需要翻墙)：

首先确定右窗格中选择的是Greeter而不是Mortal，然后点击Details来获取编译后的代码，复制WEB3DEPLOY中的代码：

保存到js文件中，命名为contract.js，并修改第一行为：

1	var _greeting = "Hello World!"

部署合约

执行loadScript("contract.js")导入文件，报错如下：

这是因为我们必须要先解锁账户，因为我们需要支付部署合约的GAS费用，解锁后继续执行：

执行eth.getCode(greeter.address)来验证代码是否部署成功：

报错是因为部署合约需要挖矿，启动挖矿后再次执行：

部署成功！

调用合约

执行greeter.greet()，我们可以看到输出：

由于这个调用没引起在区块链上的任何变化，因此它会立即返回并且无需任何Gas费用

使用其他节点调用合约

这首先要求添加节点到私有链中，因此转到ubuntu操作：

上图是在data0进行部署合约的操作

然后，我们要知道通过其他节点调用这个合约需要两个信息：

合同所在地址
ABI（应用程序二进制接口），这是一种用户手册，描述合同功能的名称以及如何将它们调用到您的JavaScript控制台

获取合同所在地址很简单，greeter.address;即可

要获取ABI，就需要去Remix官网，同样在Detail中获得，复制ABI文本框即可，然后暂时保存到一个abi.txt文件。如果我们想直接把它复制到终端是不行的，因为它含有换行符，因此需要去掉换行符(替换为空格)：

1	cat abi.txt \| tr '\n' ' '

然后就可以把abi.txt中内容复制到以太坊交互式控制台中，把这段内容赋值给abi，查看赋值后abi的值：

在data1中执行以下命令：

1	myContract = web3.eth.contract(abi).at(address)

address为合约地址

查看myContract以及调用合约：

在节点data1中调用合约好像需要先解锁账户，但是这里我没有解锁也成功了，我想可能是因为这个调用不要消耗Gas值吧

解释交易字段

首先解锁账户0：

>  personal.unlockAccount(eth.accounts[0])
Unlock account 0xb01a469b117268418619e61f1b1a6e2fc7e4e7ce
Passphrase:
true

发送交易(从账户0向账户1发送10个以太币)：

> amout = web3.toWei(10, 'ether')
"10000000000000000000"
>  eth.sendTransaction({from:eth.accounts[0],to:eth.accounts[1],value:amout})
INFO [11-04|16:56:58.227] Setting new local account                address=0xB01A469b117268418619E61f1B1a6E2fc7e4E7cE
INFO [11-04|16:56:58.235] Submitted transaction                    fullhash=0x5eeae4989feab2ef1d3a3c68f3cba9a5a9adafcaef4c4af79ba3088f01df0e76 recipient=0x20949144E5A4590857726BD3B4D95dce04731e78

最后返回的那个字符串即是交易的地址，可以通过getTransaction来查看交易信息，需要注意，此时交易还处于Pending状态(已提交但还未被处理的交易)，需要启动挖矿:

1	miner.start(1);admin.sleepBlocks(1);miner.stop();

这样交易就得到处理，使用getTransaction来查看交易：

> eth.getTransaction("0x5eeae4989feab2ef1d3a3c68f3cba9a5a9adafcaef4c4af79ba3088f01df0e76")
{
  blockHash: "0x897bbbd6b0aeffadb707ad7b37149e93428c1b361809772b6ef99de96713f1e0",
  blockNumber: 13,
  from: "0xb01a469b117268418619e61f1b1a6e2fc7e4e7ce",
  gas: 90000,
  gasPrice: 1000000000,
  hash: "0x5eeae4989feab2ef1d3a3c68f3cba9a5a9adafcaef4c4af79ba3088f01df0e76",
  input: "0x",
  nonce: 0,
  r: "0x64f0b414949135360554da5165d5115d0df842776d323861121c6dab36e49255",
  s: "0x62b9702c7b734a7521f7d1853965c58f54bfe84f0d8273fd52f4381aa8b32524",
  to: "0x20949144e5a4590857726bd3b4d95dce04731e78",
  transactionIndex: 0,
  v: "0x37",
  value: 10000000000000000000
}
>  eth.accounts
["0xb01a469b117268418619e61f1b1a6e2fc7e4e7ce", "0x20949144e5a4590857726bd3b4d95dce04731e78"]