以太坊私链搭建——genesis.json字段解读

Posted 2023-04-06 llsForest

genesis.json文件用于配置生成以太坊私链网络的创世区块，当我们需要去创建一个创世区块时，我们可以通过修改genesis.json文件内的初始参数将这些数据写入创世区块。下面是以太坊官方文档给出的一个例子：

  "config": 
    "chainId": 15,
    "homesteadBlock": 0,
    "eip150Block": 0,
    "eip155Block": 0,
    "eip158Block": 0,
    "byzantiumBlock": 0,
    "constantinopleBlock": 0,
    "petersburgBlock": 0,
    "ethash": 
  ,
  "difficulty": "1",
  "gasLimit": "8000000",
  "alloc": 
    "7df9a875a174b3bc565e6424a0050ebc1b2d1d82":  "balance": "300000" ,
    "f41c74c9ae680c1aa78f42e5647a62f353b7bdde":  "balance": "400000" 
  

字段解读

config

config是决定私链设置的核心配置。

chainId：链ID，用于标识当前这条链，主要用于重放保护。

homesteadBlock：以太坊“家园”版本启用的区块高度，homesteadBlock被设置为0则意味着我们将直接使用以太坊的“家园”版本，在以太坊主网中此设置为0.

eip150Block：第150号以太坊改进提案(EIP150)启用的区块高度，该提案主要用于解决因denial-of-service问题导致gas价格提高的问题主网中其启用高度为2463000。

eip155Block：EIP155提案启用的区块高度，该提案主要是为了预防重放攻击。

eip158Block：EIP158提案启用的区块高度，该提案的提出主要是为了改变以太坊客户端处理空账户的方式。在EIP158提案中以太坊客户端会将空账户视为不存在的对象，这能有效节省区块链上的存储空间。

byzantiumBlock：拜占庭硬分叉启用的区块高度，最大的改动是将出块奖励从5ETH减少到了3ETH，主网中该分叉的启用区块高度为4370000。

constantinopleBlock：君士坦丁堡硬分叉启用的区块高度，该分叉的目的是提高以太坊的运行效率，并移除/推迟难度炸弹，同时将出块奖励从拜占庭硬分叉后的3ETH减少为2ETH。主网中君士坦丁堡硬分叉的启用区块高度为7280000。

petersburgBlock：圣彼得堡硬分叉启用的区块高度，该硬分叉是为解决君士坦丁堡硬分叉中的安全漏洞问题，将EIP1283提案移除。主网中圣彼得堡和君士坦丁堡分叉同时激活，区块高度为7280000。

ethash：标识当前私链使用的共识算法为ethash。

mixhash

一个256为的哈希散列，结合nonce一同证明已在此区块上执行了足够量的计算(POW)。nonce和mixhash的组合必须满足黄皮书4.3.4中描述的数学条件，即区块头有效性(44)。它允许验证该区块是否被加密挖掘。

 nonce

一个用于标记发送方发送的交易数量的值，是一个64位哈希值，与mixhash值一起证明已在区块上进行了足够量的计算。

difficulty

出块难度，对应发现该区块的nonce期间所应用的难度级别，难度越高，矿工发现有效区块所需的计算就越多。该值主要用于控制出块时间，使得出块效率保持在目标范围之内。

alloc

预定义的钱包列表，可以通过该字段预先在指定钱包地址内预存一定数量得原生代币。这是以太坊预售期间所执行得特定功能。

coinbase

一个160位地址，用于标识出块奖励的收益地址。

timestamp

时间戳，相当于Unix中的time()函数的输出。引入时间戳的机制能够在时间方面实现出块的稳态，时间戳还允许验证出块顺序。(黄皮书，4.3.4.(43))。

parentHash

整个父块头的Keccak256位哈希(包括父块头的nonce和mixhash)，若区块是创世区块，则该值为0。

extraData

一个可以自由设置的选项，最大32个byte。该字段用于将数据保存在区块链上

gasLimit

每个区块的gas消耗限制。每个区块所消耗的gas不能超过这个值。

参考资料

https://github.com/ethereum/go-ethereum/tree/feeccdf4ec1084b38dac112ff4f86809efd7c0e5/params

Ethereum private network configuration guide. · GitHub

第一个为以太坊相关源码，第二个为genesis.json文件解析。

以太坊搭建私链

1.  新建一个私链目录
2. 在目录中新建genesis.json, 里面存储创世配置
3. 通过genesis.json生成创世块：geth --datadir data init genesis.json
4. 启动节点：geth --datadir data console

• 节点启动之后会在data目录下生成geth和keystore目录
• geth：存储区块链数据等
• keystore：存储私钥文件

5.创世区块配置文件参数详解

• ChainId：独立的区块链网络ID，再连接到其他节点时可以用到公网ID是1。不同ID的网络节点无法连接。
• homesteadBlock：值为0表示当前正在使用的homestead版本。
• alloc：预置账号以及账号的以太币数量，私链用不上。
• coinbase：矿工账号，可以随便填，因为以太坊中会默认把账号列表中的第一个账号当成挖矿账号
• difficulty：挖矿难度，可以动态的进行调节。
• extaData：附加信息，随便填。
• gasLimit：gas上限。
• nonce：随机数，随便填。
• mixHash：与nonce结合用于配合挖矿。
• parentHash：前区块hash。
• timestamp：创世区块时间戳。

以下是全部配置文件示例：

  "config":
    "chainId": <arbitrary positive integer>,
    "homesteadBlock": 0,
    "eip150Block": 0,
    "eip155Block": 0,
    "eip158Block": 0,
    "byzantiumBlock": 0,
    "constantinopleBlock": 0,
    "petersburgBlock": 0,
    "istanbulBlock": 0,
    "berlinBlock": 0,
    "londonBlock": 0
  ,
  "alloc": ,
  "coinbase": "0x0000000000000000000000000000000000000000",

 "difficulty": "0x20000",

  "extraData": "",
  "gasLimit": "0x2fefd8",
  "nonce": "0x0000000000000042",
  "mixhash": "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "parentHash": "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "timestamp": "0x00"

    6. geth启动参数详解  

• datadir：区块链数据库存放位置
• rpc：启动RPC通信，可以进行智能合约部署和调试
• rpcaddr：指定HTTP_RPC监听地址，默认localhost
• rpcport：指定HTTP_RPC监听端口，默认8545
• rpccorsdomain：*
• rpcapi：允许连接的RPC客户端
• nodiscover：关闭自动连接
• maxpeers：允许的最大连接数，默认25个
• networkid：设置当前区块链中网络ID，为了区分不同的网络
• port：30303
• mine：开户挖矿，默认CPU挖矿
• minerthreads：挖矿的CPU线程数，默认为4
• etherbase：矿工账号
• console：启动命令行