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美圖DPOS以太坊教程（Docker版）

阿新 • • 發佈：2018-12-05

一、前言

最近，需要接觸區塊鏈專案的主鏈開發，在EOS、BTC、ethereum、超級賬本這幾種區塊鏈技術當中，相互對比後，最終還是以go-ethereum為解決方案。
以ethereum為基準去找解決方案，最終找到了2個符合自己要求的方案，分別如下：美圖、gttc。本來是想用gttc的這個解決方案的，但是它是基於go-ethereum最新原始碼來進行二次開發的，相對不穩定，因此還是用美圖的解決方案了，畢竟這公司大一點，沒那麼多坑。

二、原始碼

為了方便測試，我們需要將節點最大驗證器數修改一下，這樣便於我們進行簡單測試
修改consensus/dpos/dpos.go檔案的maxValidator

// 新值
maxValidatorSize = 21
// 舊值
maxValidatorSize = 3

三、構建

# 進入原始碼根目錄
docker build . -t meitugeth

注意：構建過程中會用到build\env.sh檔案，會提示無許可權，因此你需要給該檔案賦予執行許可權。

sudo chmod 777 build\env.sh

四、部署

1. 建立節點資料目錄

最好事先建立好相應的目錄，否則執行後，動態建立目錄，會有許可權的問題，當然也可以通過命令進行設定目錄的許可權。

mkdir ~/data
mkdir ~/data/meitu
mkdir ~/data/meitu/node1
mkdir ~/data/meitu/node2
mkdir ~/data/meitu/node3

2. 編寫docker-compose.yml檔案

version: '3'
services: 
  meitu_node_1:
    image: meitugeth
    container_name: meitu_node_1
    build: 
      context: .
    command: --ipcpath "/root/.ethereum/geth.ipc" --port 30303
    ports: 
      - 15450:8545
      - 15460:8546
      - 10303:30303
      - 10303:30303/udp
      - 10304:30304/udp
    volumes: 
      - /etc/localtime:/etc/localtime
      - ~/data/meitu/node1/:/root/.ethereum/
    environment: 
      TZ: Asia/Shanghai

  meitu_node_2:
    image: meitugeth
    container_name: meitu_node_2
    build: 
      context: .
    command: --ipcpath "/root/.ethereum/geth.ipc" --port 30303
    depends_on: 
      - meitu_node_1
    ports: 
      - 25450:8545
      - 25460:8546
      - 20303:30303
      - 20303:30303/udp
      - 20304:30304/udp
    volumes: 
      - /etc/localtime:/etc/localtime
      - ~/data/meitu/node2/:/root/.ethereum/
    environment: 
      TZ: Asia/Shanghai

  meitu_node_3:
    image: meitugeth
    container_name: meitu_node_3
    build: 
      context: .
    command: --ipcpath "/root/.ethereum/geth.ipc" --port 30303
    depends_on: 
      - meitu_node_1
    ports: 
      - 45450:8545
      - 45460:8546
      - 40303:30303
      - 40303:30303/udp
      - 40304:30304/udp
    volumes: 
      - /etc/localtime:/etc/localtime
      - ~/data/meitu/node3/:/root/.ethereum/
    environment: 
      TZ: Asia/Shanghai

3. 啟動節點

在根目錄下啟動3個以太坊節點

docker-compose up --build -d

4. 啟動思路

美圖以太坊這塊有2種啟動網路：

  • 在創世塊裡配置好第一驗證節點，然後啟動
  • 混合POW和DPOS，用POW進行投票，產生第一批驗證節點，並自動切換到DPOS

5. 首次啟動

1. 進入容器

進入容器命令如下：

# 模板
docker exec -it [容器名|容器ID] /bin/sh
# 例子
docker exec -it meitu_node_1 /bin/sh
docker exec -it meitu_node_2 /bin/sh
docker exec -it meitu_node_3 /bin/sh

2. 進入geth JavaScript控制檯

# 方式一
geth attach ipc:/root/.ethereum/geth.ipc
# 方式二
docker exec -it meitu_node_1 geth attach ipc:/root/.ethereum/geth.ipc
# 方式三：使用別名
alias geth="docker exec -it meitu_node_1 geth attach ipc:/root/.ethereum/geth.ipc"

3. 建立賬戶

進入geth JavaScript 控制檯後，需喲啊建立賬戶，命令如下;

# 模板
personal.newAccount('名稱')
# 例子
personal.newAccount('test001')
"0x849f9442198282fb21539351edb0378463e4c251"
personal.newAccount('test002')
"0x2c08f54d5b324c0175ea53b997f5ce1f61a7e4ed"
personal.newAccount('test003')
"0xc4118320f3d3c37a2ca8dad5c2f2a40f2a23ba02"

建立成功後，需要將返回的地址記錄起來

loop：重複1-3步驟，在node1、node2、node3分別建立賬戶

4. 編寫創世塊配置檔案

將上一步操作生成的地址寫入到創世塊檔案中，三個節點的地址分別為：

0x849f9442198282fb21539351edb0378463e4c251
0x2c08f54d5b324c0175ea53b997f5ce1f61a7e4ed
0xc4118320f3d3c37a2ca8dad5c2f2a40f2a23ba02

將3個節點地址列入第一批驗證人列表

{
    "config": {
        "chainId": 7777,
        "eip155Block": 0,
        "eip158Block": 0,
        "byzantiumBlock":0,
        "dpos":{
            "validators":[
                "0x849f9442198282fb21539351edb0378463e4c251",
                "0x2c08f54d5b324c0175ea53b997f5ce1f61a7e4ed",
                "0xc4118320f3d3c37a2ca8dad5c2f2a40f2a23ba02"
            ]
        }
    },
    "nonce": "0x0000000000000042",
    "difficulty": "0x020000",
    "mixHash": "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
    "coinbase": "0x0000000000000000000000000000000000000000",
    "timestamp": "0x00",
    "parentHash": "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
    "extraData": "0x11bbe8db4e347b4e8c937c1c8370e4b5ed33adb3db69cbdb7a38e1e50b1b82fa",
    "gasLimit": "0x500000",
    "alloc": {}
}

創世配置引數說明：

  • nonce：64位隨機數，用於挖礦
  • timestamp：創世塊的時間戳
  • parentHash：上一個區塊的hash值，因為是創世塊，所以這個值是0
  • mixHash：與nonce配合用於挖礦，由上一個區塊的一部分生成hash
  • extraData：附加資訊，任意填寫
  • gasLimit：對GAS的消耗總量限制，用來限制區塊能包含的交易資訊總和
  • difficulty：難度值，越大越難
  • coinbase：礦工賬號，第一個區塊挖出後將給這個礦工賬號傳送獎勵的以太幣
  • alloc：預設賬號以及賬號的以太幣數量，測試鏈挖礦比較容易可以不配置
  • chainId：指定了獨立的區塊鏈網路ID，不同ID網路的節點無法互相連線

5. 初始化創世目錄

1. 刪除每個節點下geth目錄，保留keystore

移除geth目錄，便於移除舊的無效資料，因為節點剛啟動的時候，使用的是預設創世配置，而自定義的又不一樣，因此需要移除。

sudo rm -rf ~/data/meitu/node1/geth
sudo rm -rf ~/data/meitu/node2/geth
sudo rm -rf ~/data/meitu/node3/geth

2. 拷貝創世配置到資料目錄

將創世配置拷貝到資料目錄中，便於容器內能訪問，至於這個目錄跟docker-compose.yml對映的目錄有關。
因此，命令也要相應的變更。

cp genesis.json ~/data/meitu/node1
cp genesis.json ~/data/meitu/node2
cp genesis.json ~/data/meitu/node3

3. 初始化創世配置

進入容器，並執行初始化命令。

# 節點1
docker exec -it meitu_node_1 /bin/sh
geth init /root/.ethereum/genesis.json
# 節點2
docker exec -it meitu_node_2 /bin/sh
geth init /root/.ethereum/genesis.json
# 節點3
docker exec -it meitu_node_3 /bin/sh
geth init /root/.ethereum/genesis.json

**loop：重複在node2、node3上分別執行init

6. 重啟節點網路

以下命令需要在docker-compose.yml檔案的當前目錄方可執行。

# 移除容器
docker-compose down
# 啟動容器
docker-compose up -d

7. 檢視驗證人是否設定成功

1. 進入容器

docker exec -it meitu_node_3 /bin/sh

2. 進入geth JavaScript控制檯

geth attach ipc:/root/.ethereum/geth.ipc

3. 執行獲取驗證人列表命令

dpos.getValidators()
["0x849f9442198282fb21539351edb0378463e4c251", "0x2c08f54d5b324c0175ea53b997f5ce1f61a7e4ed", "0xc4118320f3d3c37a2ca8dad5c2f2a40f2a23ba02"]

8. 節點互聯

1. 檢視節點是否互聯

admin.peers
[]

返回的資料為[]，說明節點之間沒有互相發現。

2. 設定節點互聯

1. 檢視每個節點資訊
admin.nodeInfo

確認：enode都不一樣，protocols都一樣。
記下三個enode

"enode://7f2f1a5818b4bb7e756036ab08834386534807bbf5c5a305ddcbefa1ff9ea9902[email protected][::]:30303"
"enode://6ab4f74058b9c1e43d2d0c6f55f538ea7f2f366dd9f8f560024f14603333f017d[email protected][::]:30303"
"enode://e82fecab04e5e902a9e4ea491527ea958d2cdeb83383dfa36562e32a51eedb204[email protected][::]:30303"
2. 檢視docker容器網路資訊
# 顯示docker所有網路資訊
docker network ls
# 檢視具體網路資訊
docker network inspect [網路名稱]
# 例子
docker network inspect docker_default

執行檢視網路資訊命令後，會返回一下內容

[
    {
        "Name": "docker_default",
        "Id": "984fabf7e51b07c1984114720f98f305cc61cc26546cf9da4bcbbbc36a591351",
        "Created": "2018-12-05T06:06:13.435067024Z",
        "Scope": "local",
        "Driver": "bridge",
        "EnableIPv6": false,
        "IPAM": {
            "Driver": "default",
            "Options": null,
            "Config": [
                {
                    "Subnet": "172.20.0.0/16",
                    "Gateway": "172.20.0.1"
                }
            ]
        },
        "Internal": false,
        "Attachable": true,
        "Ingress": false,
        "ConfigFrom": {
            "Network": ""
        },
        "ConfigOnly": false,
        "Containers": {
            "263f1553108cc8ea00b76598adb6d66649287943c7d0f50d0be02963863ff45c": {
                "Name": "meitu_node_2",
                "EndpointID": "9f4114a81133bd490b501ac45fd50fe512309f9096b5468054bd074bad45a07d",
                "MacAddress": "02:42:ac:14:00:03",
                "IPv4Address": "172.20.0.3/16",
                "IPv6Address": ""
            },
            "3acd943c8e0759dc241d7cc623b1a1ca45096480dcd2fd0daa8b951407eb40bf": {
                "Name": "meitu_node_3",
                "EndpointID": "0480296c4e8217862358143a084da2d1563cd4f60105e6020434f222320681a5",
                "MacAddress": "02:42:ac:14:00:04",
                "IPv4Address": "172.20.0.4/16",
                "IPv6Address": ""
            },
            "416fe5eb074c24f032d5bd49a6be68cf293a30af17780133b9fa63663e4b7097": {
                "Name": "meitu_node_1",
                "EndpointID": "0dc00e9c6f63f844502525b34e87baf62f4de852ac46907951d4b689dd89635f",
                "MacAddress": "02:42:ac:14:00:02",
                "IPv4Address": "172.20.0.2/16",
                "IPv6Address": ""
            }
        },
        "Options": {},
        "Labels": {
            "com.docker.compose.network": "default",
            "com.docker.compose.project": "docker",
            "com.docker.compose.version": "1.23.1"
        }
    }
]

找到不同容器中，相應的IP地址。
記錄下每個節點的IP，也可以用127.0.0.1加節點對映到本機的不同網路埠。

meitu_node_1 172.20.0.2
meitu_node_2 172.20.0.3
meitu_node_3 172.20.0.4
3. 新增監視器

進入節點1 geth JavaScript 控制檯後，執行以下命令：

# 新增節點2的監視器
admin.addPeer("enode://6ab4f74058b9c1e43d2d0c6f55f538ea7f2f366dd9f8f560024f14603333f017d[email protected][172.20.0.3]:30303")
# 新增節點3的監視器
admin.addPeer("enode://e82fecab04e5e902a9e4ea491527ea958d2cdeb83383dfa36562e32a51eedb204[email protected][172.20.0.4]:30303")
4.檢視節點網路

在執行完新增監視器後，執行admin.peers即可看到節點已經互聯起來。

admin.peers
[{
    caps: ["eth/62", "eth/63"],
    id: "6ab4f74058b9c1e43d2d0c6f55f538ea7f2f366dd9f8f560024f14603333f017d3404b9c9711538289fa76504fecf33cf0e36cce7b0414604f673abe93012413",
    name: "Geth/v1.7.4-stable-a487fc95/linux-amd64/go1.9.7",
    network: {
      localAddress: "172.20.0.2:60018",
      remoteAddress: "172.20.0.3:30303"
    },
    protocols: {
      eth: {
        difficulty: 131189,
        head: "0xa00badd4041033da53c0a34cce5aa59885d7f638e00e1e307b04c02ee640df19",
        version: 63
      }
    }
}, {
    caps: ["eth/62", "eth/63"],
    id: "e82fecab04e5e902a9e4ea491527ea958d2cdeb83383dfa36562e32a51eedb204a541e00ef0b497704ec0e91017799a73283e53f6dffdeef492a4230626b10b6",
    name: "Geth/v1.7.4-stable-a487fc95/linux-amd64/go1.9.7",
    network: {
      localAddress: "172.20.0.2:36700",
      remoteAddress: "172.20.0.4:30303"
    },
    protocols: {
      eth: {
        difficulty: 131076,
        head: "0xe30ff3a8d1ae16384369c45d106841ef44e83c12eae2e2c66dce1bdccc9ba4d6",
        version: 63
      }
    }
}]

注意：這一步完成了，僅僅是臨時的，每次重啟docker之後admin.peers會重新為空。

9. 配置永久互聯

臨時互聯不方便，可以將bootnodes配置到啟動檔案中。
修改docker-compose.yml檔案，將節點1的連線配置進去。

version: '3'
services: 
  meitu_node_1:
    image: meitugeth
    container_name: meitu_node_1
    build: 
      context: ..
    command: --ipcpath "/root/.ethereum/geth.ipc" --port 30303
    ports: 
      - 15450:8545
      - 15460:8546
      - 10303:30303
      - 10303:30303/udp
      - 10304:30304/udp
    volumes: 
      - /etc/localtime:/etc/localtime
      - ~/data/meitu/node1/:/root/.ethereum/
    environment: 
      TZ: Asia/Shanghai

  meitu_node_2:
    image: meitugeth
    container_name: meitu_node_2
    build: 
      context: ..
    command: --ipcpath "/root/.ethereum/geth.ipc" --port 30303 --bootnodes enode://7f2f1a5818b4bb7e756036ab08834386534807bbf5c5a305ddcbefa1ff9ea9902[email protected][172.20.0.2]:30303
    depends_on: 
      - meitu_node_1
    ports: 
      - 25450:8545
      - 25460:8546
      - 20303:30303
      - 20303:30303/udp
      - 20304:30304/udp
    volumes: 
      - /etc/localtime:/etc/localtime
      - ~/data/meitu/node2/:/root/.ethereum/
    environment: 
      TZ: Asia/Shanghai

  meitu_node_3:
    image: meitugeth
    container_name: meitu_node_3
    build: 
      context: ..
    command: --ipcpath "/root/.ethereum/geth.ipc" --port 30303 --bootnodes enode://7f2f1a5818b4bb7e756036ab08834386534807bbf5c5a305ddcbefa1ff9ea9902[email protected][172.20.0.2]:30303
    depends_on: 
      - meitu_node_1
    ports: 
      - 45450:8545
      - 45460:8546
      - 40303:30303
      - 40303:30303/udp
      - 40304:30304/udp
    volumes: 
      - /etc/localtime:/etc/localtime
      - ~/data/meitu/node3/:/root/.ethereum/
    environment: 
      TZ: Asia/Shanghai

這個時候，“主網”啟動成功了！！！

五、執行

1. 解鎖賬戶

分別在3個節點上把validator無限期解鎖，誰不解鎖誰別出塊、跳過你。
這裡原始碼預設10秒1塊。
進入geth JavaScript控制檯後，執行以下命令：

# 模板
personal.unlockAccount(eth.validator,'名稱',0)
# 例子
personal.unlockAccount(eth.validator,'jce001',0)
personal.unlockAccount(eth.validator,'jce002',0)
personal.unlockAccount(eth.validator,'jce003',0)

根據美圖解釋，這裡validator和coinbase的區別：

  • coinbase：收取挖礦獎勵
  • validator：可以設定為其他地址，但預設和coinbase一樣。

2. 啟動挖礦

進入geth JavaScript控制檯後，執行以下命令：

miner.start()

3. 獲取區塊資訊

進入geth JavaScript控制檯後，執行以下命令：

# 模板
eth.getBlock(區塊編號)
# 例子
eth.getBlock(1)
# 結果
{
  coinbase: "0x849f9442198282fb21539351edb0378463e4c251",
  difficulty: 1,
  extraData: "0xd783010704846765746887676f312e392e37856c696e7578000000000000000084c3b20f15eb99c19bb8567d3a27a52947efb816f647cbc4491540ee5de685d54f4126d236f031d33312dfab1a5d7a895bbd4d154afd366b30918a9af6868ab300",
  gasLimit: 5237761,
  gasUsed: 0,
  hash: "0x30964585add8b4ef65529f38ebe00bb6581fc9ae7323327f7dfd666754de883b",
  logsBloom: "0x00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  mixHash: "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
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  number: 1,
  parentHash: "0x9390ffeae9812417704193667a0e106c8cd9e701217deb054737dab0325191d3",
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  size: 794,
  stateRoot: "0xc5a87ecb7262f6c507f488f5f93efa27df81550f1e7691c1ab2093a4218d2ca0",
  timestamp: 1543990290,
  totalDifficulty: 131073,
  transactions: [],
  transactionsRoot: "0x56e81f171bcc55a6ff8345e692c0f86e5b48e01b996cadc001622fb5e363b421",
  uncles: [],
  validator: "0x849f9442198282fb21539351edb0378463e4c251"
}

六、測試

1. 獲取賬戶餘額

# 獲取賬戶
eth.accounts

# 獲取餘額
eth.getBalance(賬戶地址)

# 格式化長度
web3.fromWei(數值)

# 獲取格式化後的餘額，預設取第一個賬戶
web3.fromWei(eth.getBalacne(eth.accounts[0]))

# 獲取指定賬戶餘額
web3.fromWei(eth.getBalance("0x849f9442198282fb21539351edb0378463e4c251"))

2. 交易

# 模板
eth.sendTransaction({from: "傳送者", to: "接受者", value: 數量})
# 例子
eth.sendTransaction({from: "0x849f9442198282fb21539351edb0378463e4c251", to: "0xc4118320f3d3c37a2ca8dad5c2f2a40f2a23ba02", value: 1000000000000000000})

通過獲取餘額判斷是否轉賬成功，也可通過返回的交易編號查詢情況。

web3.eth.getTransactionReceipt('0x8a4104da45c736c7a671ff7974b9b9a1848ff4c001f3cbcd4eb427aab50d604f')

七、參考

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