以太坊基本概念与实验环境搭建

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 2021/01/11 

大学毕业设计的题目是区块链中身份溯源技术的仿真与评估，所以这个假期开始另开一个分支学习一下区块链的相关技术，这篇记录一下以太坊的基本概念与实验环境的搭建，很多区块链技术的基础概念以及重要知识可能会单独整理一篇(懒狗昨天没记录哈哈哈哈)。这篇先看看以太坊。

基本概念

(待补充)

实验环境搭建

Geth客户端下载

实验平台这里我就选择windows了，方便写代码。官网那个下载页面一直提示在拉服务器的资源，从网页源码看的话就是从github的仓库里拉了一下release，然后查询commits里的sha值，截取8位拼凑一下就好了。比如当前最新的版本是v1.9.25，那就从https://api.github.com/repos/ethereum/go-ethereum/commits/v1.9.25里看一下那个sha的前8位就好了。

比如最新的v1.9.25的版本下载链接就是：https://gethstore.blob.core.windows.net/builds/geth-windows-amd64-1.9.25-e7872729.exe。(但是为了速度还是要梯子)

或者可以从https://ethfans.org/wikis/Ethereum-Geth-Mirror里下载，这个是国内的镜像，但是不是最新的。

安装后的目录如下所示：

他们的作用分别如下：

geth.exe		---		用来执行以太坊命令
clef.exe		---		用来执行以太坊账户操作
abigen.exe		---		可以生成指定语言的代码来和以太坊进行交互
                                (如：abigen -sol Hello.sol -pkg main -lang java -out Hello.java)
bootnode.exe	---		可以使用它来进行测试、了解节点发现协议
evm.exe			---		可以看做是一个独立的合约字节码的调试工具
rlpdump.exe		---		是rlp解码的相关工具
puppeth.exe		---		是一个创建新的以太坊网络的向导程序

geth常用命令

下面是geth命令的所有可选子命令：

account                            Manage accounts
attach                             Start an interactive JavaScript environment (connect to node)
console                            Start an interactive JavaScript environment
copydb                             Create a local chain from a target chaindata folder
dump                               Dump a specific block from storage
dumpconfig                         Show configuration values
dumpgenesis                        Dumps genesis block JSON configuration to stdout
export                             Export blockchain into file
export-preimages                   Export the preimage database into an RLP stream
import                             Import a blockchain file
import-preimages                   Import the preimage database from an RLP stream
init                               Bootstrap and initialize a new genesis block
inspect                            Inspect the storage size for each type of data in the database
js                                 Execute the specified JavaScript files
license                            Display license information
makecache                          Generate ethash verification cache (for testing)
makedag                            Generate ethash mining DAG (for testing)
removedb                           Remove blockchain and state databases
show-deprecated-flags              Show flags that have been deprecated
version                            Print version numbers
version-check                      Checks (online) whether the current version suffers from any known security vulnerabilities
wallet                             Manage Ethereum presale wallets
help, h                            Shows a list of commands or help for one command

创建并运行一个私链

先在本地新建一个文件夹用于存放数据文件信息，然后创建一个新的创世块所需的文件，最后使用geth init命令来生成一个创世块。

首先我们新建一个账户，--datadir可以指定用户秘钥存放的位置，不带这个参数默认就在家目录下了。

账户地址为：0x8D5090Cbf4AC61BD8da523eDC8C52335a2136BDF。

构建初始化创世块所需的文件，我的如下：

{
  "config": {
    "chainId": 666,
    "homesteadBlock": 0,
    "eip150Block": 0,
    "eip155Block": 0,
    "eip158Block": 0,
    "byzantiumBlock": 0,
    "constantinopleBlock": 0,
    "petersburgBlock": 0,
    "clique": {
      "period": 15,
      "epoch": 30000
    }
  },
  "gasLimit": "8000000",
  "difficulty": "1",
  "extraData": "0x00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000008D5090Cbf4AC61BD8da523eDC8C52335a2136BDF0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "alloc": {
    "8D5090Cbf4AC61BD8da523eDC8C52335a2136BDF": {
      "balance": "0x1000000000000000000"
    }
  }
}

创建创世块：

启动实例：

geth --http --http.port "8545" --port "30300" --http.api "eth,web3,personal,net" --networkid 666 --nodiscover --datadir .\ --http.corsdomain "*" console

启动好后结果如下：

我们可以查看所有账户信息以及chainId(与上述文件内容中chainId一致)：

使用以太坊钱包和浏览器

在正式使用我们的账户之前，先要解锁账户，但是新版本出于安全考虑，禁止了http方式的解锁用户，所以我们可以在启动参数上加一个--allow-insecure-unlock来允许该操作。然后我们解锁用户：

钱包方面，当前Ethereum Wallet和Mist都已经停止维护了，我这里用的是MetaMask，Edge有这个插件，直接下载就可以了。

首先导入账户：

把我们的私钥json文件上传进去，并输入密码(创建账户时所用的密码)：

导入后就可以查看账户信息了：(导入过程还是挺慢的....我差不多用了6,7分钟)

多个节点加入

实验环境拓扑图

实验具体步骤与结果

这里我的用虚拟机当做另一个节点来加入我的私链网络，linux下的geth环境搭建这里不重复，只需要指定相同的networkid并指定bootnodes参数就可以了。

首先先启动windows上的链，可以看到当前的网络中节点数量是0：

启动命令：geth --http --http.port 8545 --port 30300 --http.api eth,web3,personal,net --networkid 666 --nodiscover --datadir .\ --http.corsdomain "*" --allow-insecure-unlock console

这里要记下enode的信息，如我的（换一下ip地址），启动结果中就有，或者通过admin.nodeIndo.enode查看：enode://d92a480108ab9b3c2cc57b32dd3e346eb3bcf8d76d4b68bb862cc44550e59d157daa20ed9f50107e1b1d1ada7ee2028d7b64117d9b242b0675ec61f918808a3e@192.168.10.1:30300

然后去虚拟机里，首先使用相同的genesis.json文件，创建创世块：