初始以太坊

Posted 2023-03-29 龍龍哥

以太坊客户端

• 以太坊客户端是一个软件应用程序，它实现以太坊规范并通过p2p网络与其他以太坊客户端进行通信。如果不同的以太坊客户端符合参考规范和标准化通信协议，则可以进行相互操作。
• 以太坊是一个开源项目，由“黄皮书”正式规范定义。除了各种以太坊改进提案之外，此正式规范还定义了以太坊客户端的标准行为。
• 因为以太坊有明确的正式规范，以太网客户端有了许多独立开发的软件实现，它们之间又可以彼此交互。

以太坊全节点

• 全节点是整个主链的一个副本，存储并维护链上的所有数据，并随时验证新区块的合法性。
• 区块链的健康和扩展弹性，取决于具有许多独立操作和地理上分散的全节点。每个全节点都可以帮助其他新节点获取区块数据，并提供所有交易和合约的独立验证。
• 运行全节点将耗费巨大的成本，包括硬件资源和贷款。
• 以太坊开发不需要在实时网络上运行的全节点。我们可以使用测试网络的节点来代替，也可以用本地私链，或者使用服务商提供的基于云的以太坊客户端；这些几乎都可以执行所有操作。

全节点的优缺点

优点

• 为以太坊网络的灵活性和抗审查性提供有力的支持
• 权威地验证所有的交易
• 可以直接与公共区块链上的任何合约交互
• 可以离线查询区块链状态(账户，合约等)
• 可以直接把自己的合约部署到公共区块链中

缺点

• 需要巨大的硬件和宽带资源，而且会不断增长
• 第一次下载往往需要几天才能完全同步
• 必须及时维护，升级并保持在线状态以同步区块

本地私链的优缺点

优点

• 磁盘上几乎没有数据，也不同步别的数据，是一个完全“干净”的环境
• 无需获取测试以太，你可以任意分配以太，也可以随时自己挖矿获得
• 没有其他用户，也没有其他合约，没有任何外部干扰
  缺点
• 没有其他用户意味着与公链的行为不同，发送的交易并不存在空间或交易顺序的竞争
• 除自己之外没有矿工意味着挖矿更容易预测，因此无法测试公链上发生的某些情况
• 没有其他合约，意味着你必须部署要测试的所有内容，包括所有的依赖项合约库

远程客户端和轻节点

• 远程客户端
  不存储区块链的本地副本或验证块和交易。这些客户端一般只提供钱包的功能，可以创建和广播交易。远程客户端可用于连接到现有网络，MetaMask就是这样一个的客户端。
• 轻节点
  不保存链上的区块历史数据，只保存区块链当前的状态。轻节点可以对块和交易进行验证。

搭建以太坊智能合约开发环境

搭建以太坊智能合约开发环境

• 搭建以太坊智能合约开发环境
  • 相关概念
  • 以太坊智能合约开发环境介绍
  • Linux安装Geth
  • 搭建私网并启动Geth
    • 第一步：配置创世块文件
    • 第二步：数据初始化
    • 第三步：启动Geth节点
  • 相关资料

---

相关概念

• 什么是智能合约？

  如果我们把以太坊看作是一台"全球计算机"，那么智能合约就是是运行在以太坊这个"全球计算机"上的"进程"。

  注：之所以有上述比喻，是因为以太坊网络的节点遍布全球，在这样的网络中运行计算就相当于在"一台全球计算机"中运行计算。

• 为什么叫智能合约？

  智能：智能合约是可以自动运行的。

  合约：以太坊的合约代码多会涉及一些资产转移，而现实世界中签订合同也多是伴随着资产转移，因此把这样的代码叫合约。

以太坊智能合约开发环境介绍

以太坊智能合约是运行在以太坊节点上的，因此安装开发环境时，就需要安装至少一个以太坊节点（详见下文Geth安装步骤）。

注：不只是以太坊，学习其他区块链平台前，也是需要安装对应区块链平台的节点的。

以太坊针对多种语言（Go、C++、Rust、Java、Python），都开发了对应的客户端软件，其中最受欢迎的还是Geth（go-ethereum），它是由Go语言编写的。

Linux安装Geth

提示：本人的安装环境为Ubuntu18

官网安装说明见：https://geth.ethereum.org/docs/install-and-build/installing-geth

• 以命令行的方式安装

  1. sudo add-apt-repository -y ppa:ethereum/ethereum

  2. sudo apt-get update
     

  3. sudo apt-get install ethereum
     

  4. 输入geth --help验证一下
     

• 以压缩包的方式安装（略）

搭建私网并启动Geth

相关概念：

• 主网：以太坊真是节点运行的网络，节点遍布全球，此网络中使用的ETH是真实的虚拟数字货币，部署合约时需要消耗真金白银。
• 测试网：测试网的节点没有主网节点那么多，主要是为以太坊开发者提供一个测试的平台环境，此网络上的ETH可以通过做任务获得。
• 私网：私网是由开发者自行组建的网络，不与主网及测试网连通，独立存在，仅用于个人测试或企业项目使用。

不论是主网、测试网还是私网，都可以使用Geth来启动；Geth默认连接的是以太网主网，如果想要连接测试网可以连接Ropsten或rinkeby：

// Ropsten测试网络
geth --testnet --fast --cache=512 console
// Rinkeby测试网络
geth --rinkeby --fast --cache=512 console

第一步：配置创世块文件

创建genesis.json文件：

{
    "config":{
        "chainId": 18,
        "homesteadBlock": 0,
        "eip150Block": 0,
        "eip155Block": 0,
        "eip158Block": 0
    },
    "alloc": {},
    "coinbase":"0x0000000000000000000000000000000000000000",
    "difficulty":"0x2",
    "extraData":"",
    "gasLimit":"0xffffffff",
    "nonce":"0x0000000000000042",
    "mixhash":"0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
    "parentHash":"0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
    "timestamp": "0x00"
}

• coinbase：挖矿后获得奖励的账户地址
• difficulty：挖矿难度
• gasLimit：一个区块所能容纳gas的上限，智能合约指令在执行时需要消耗gas,，可通过以太币自动兑换
• nonce：随机值
• mixhash：一个256位的hash证明，与nonce相结合，验证本块的有效性
• extraData：附加信息，随意填写
• parentHash：前一块的hash值，创世块的parentHash值为0

第二步：数据初始化

初始化指令

geth init genesis.json --datadir ./data

• init：初始化关键字
• datadir：指定数据存储位置

效果如图：

第三步：启动Geth节点

geth --datadir ./data --networkid 18 --port 30303 --http --http.port 8545 --http.api 'db,net,eth,web3,personal' --http.corsdomain '*' --allow-insecure-unlock console 2> 1.log

• datadir：指定之前第二步初始化的数据目录文件
• networkid：配置成与第一步genesis.json配置文件config内的chainId相同值，代表加入哪个网络，私网随意编号即可
• port：P2P端口，即：节点之间互相通信的端口
• http：开启远程调用服务
• http.port：远程服务端口，默认值为8545
• http.api：远程服务提供的远程调用函数集
• http.corsdomain：指定可以接收请求来源的域名列表（浏览器访问，必须开启）
• allow-insecure-unlock：允许在Geth命令窗口解锁账户
• console：进入控制台
• 2 > 1.log：UNIX系统下的重定向，将Geth产生的日志输出都重定向到1.log中，以免刷日志影响操作

效果如图：

---

^_^ 整理自《Go语言区块链应用开发从入门到精通》高野 编著

^_^ 本文已经被收录进《程序员成长笔记》 ，笔者JustryDeng