如何在10分鐘內搭建一個以太坊私有鏈?
閱讀本文前，你應該對以太坊語言有所瞭解，如果你還不瞭解，建議你先看以太坊是什麼。
go-ethereum客戶端安裝
Go-ethereum客戶端通常被稱為Geth，它是個命令列介面，執行在Go上實現的完整以太坊節點。Geth得益於Go語言的多平臺特性，支援在多個平臺上使用(比如Windows、Linux、Mac)。Geth是以太坊協議的具體落地實現，通過Geth，你可以實現以太坊的各種功能，如賬戶的新建編輯刪除，開啟挖礦，ether幣的轉移，智慧合約的部署和執行等等。所以，我們選擇geth工具來進行開發。由於本人是mac，所以優先使用mac進行開發啦。mac中geth安裝如下：
brew tap ethereum/ethereum
brew install ethereum
檢查是否安裝成功
geth --help
如果輸出一些幫助提示命令，則說明安裝成功。其他平臺可參考Geth 安裝
搭建私有鏈
以太坊支援自定義創世區塊，要執行私有鏈，我們就需要定義自己的創世區塊，創世區塊資訊寫在一個json格式的配置檔案中。首先將下面的內容儲存到一個json檔案中，例如genesis.json。
json檔案內容如下:
{ "config": { "chainId": 10, "homesteadBlock": 0, "eip155Block": 0, "eip158Block": 0 }, "alloc" : {}, "coinbase" : "0x0000000000000000000000000000000000000000", "difficulty" : "0x20000", "extraData" : "", "gasLimit" : "0x2fefd8", "nonce" : "0x0000000000000042", "mixhash" : "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000", "parentHash" : "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000", "timestamp" : "0x00" }
初始化：寫入創世區塊
準備好創世區塊json配置檔案後，需要初始化區塊鏈，將上面的創世區塊資訊寫入到區塊鏈中。首先要新建一個目錄data0用來存放區塊鏈資料(其實，這個目錄data0就相當於一個根節點。當我們基於genesis.json生成根節點後，其他人就可以來連線此根節點，從而能進行交易)。data0目錄結構如圖所示：
接下來進入privatechain目錄中，執行初始化命令：
cd privatechain
geth --datadir data0 init genesis.json
上面的命令的主體是 geth init，表示初始化區塊鏈，命令可以帶有選項和引數，其中–datadir選項後面跟一個目錄名，這裡為 data0，表示指定資料存放目錄為 data0， genesis.json是init命令的引數。
執行上面的命令，會讀取genesis.json檔案，根據其中的內容，將創世區塊寫入到區塊鏈中。如果看到log資訊中含有Successfully wrote genesis state字樣，說明初始化成功。
初始化成功後的目錄如下：
其中geth/chaindata中存放的是區塊資料，keystore中存放的是賬戶資料。
啟動私有鏈節點
初始化完成後，就有了一條自己的私有鏈，之後就可以啟動自己的私有鏈節點並做一些操作，在終端中輸入以下命令即可啟動節點：
geth --datadir data0 --networkid 1108 console
上面命令的主體是geth console，表示啟動節點並進入互動式控制檯，–datadir選項指定使用data0作為資料目錄，–networkid選項後面跟一個數字，這裡是1108，表示指定這個私有鏈的網路id為1108。網路id在連線到其他節點的時候會用到，以太坊公網的網路id是1，為了不與公有鏈網路衝突，執行私有鏈節點的時候要指定自己的網路id(上面命令可能會執行失敗，我直接重啟mac，再進入到privateChain目錄中，簡單粗暴)。
執行上面的命令後，就啟動了區塊鏈節點並進入了Javascript Console：
這是一個互動式的Javascript執行環境，在這裡面可以執行Javascript程式碼，其中>是命令提示符。在這個環境裡也內建了一些用來操作以太坊的Javascript物件，可以直接使用這些物件。這些物件主要包括：
- eth：包含一些跟操作區塊鏈相關的方法
- net：包含以下檢視p2p網路狀態的方法
- admin：包含一些與管理節點相關的方法
- miner：包含啟動&停止挖礦的一些方法
- personal：主要包含一些管理賬戶的方法
- txpool：包含一些檢視交易記憶體池的方法
- web3：包含了以上物件，還包含一些單位換算的方法
玩轉Javascript Console
進入以太坊Javascript Console後，就可以使用裡面的內建物件做一些操作，這些內建物件提供的功能很豐富，比如檢視區塊和交易、建立賬戶、挖礦、傳送交易、部署智慧合約等。接下來介紹幾個常用功能，下面的操作中，前面帶>的表示在Javascript Console中執行的命令。
建立賬戶
前面只是搭建了私有鏈，並沒有自己的賬戶，可以在js console中輸入eth.accounts來驗證：
> eth.accounts
[]
此時沒有賬戶，接下來使用personal物件來建立一個賬戶：
> personal.newAccount()
> Passphrase:
> Repeat passphrase:
"0x4a3b0216e1644c1bbabda527a6da7fc5d178b58f"
Passphrase其實就是密碼的意思，輸入兩次密碼後，就建立了一個賬戶。再次執行命令:
> personal.newAccount()
> Passphrase:
> Repeat passphrase:
"0x46b24d04105551498587e3c6ce2c3341d5988938"
這時候再去看賬戶，就有兩個了。
> eth.accounts
["0x4a3b0216e1644c1bbabda527a6da7fc5d178b58f", "0x46b24d04105551498587e3c6ce2c3341d5988938"]
賬戶預設會儲存在資料目錄的keystore資料夾中。檢視目錄結構，發現data0/keystore中多了兩個檔案，這兩個檔案就對應剛才建立的兩個賬戶，這是json格式的文字檔案，可以開啟檢視，裡面存的是私鑰經過密碼加密後的資訊。
json檔案中資訊格式如下：
{
"address": "4a3b0216e1644c1bbabda527a6da7fc5d178b58f",
"crypto": {
"cipher": "aes-128-ctr",
"ciphertext": "238d6d48126b762c8f13e84622b1bbb7713f7244c2f24555c99b76396fae8355",
"cipherparams": {
"iv": "d0f5a3d3e6c1eeec77bf631bc938725d"
},
"kdf": "scrypt",
"kdfparams": {
"dklen": 32,
"n": 262144,
"p": 1,
"r": 8,
"salt": "70dc72c4eb63bea50f7637d9ff85bb53f6ca8ace17f4245feae9c0bc9abaad82"
},
"mac": "bd7fc0c937c39f1cbbf1ca654c33b53d7f9c644c6dacfeefe1641d2f3decea04"
},
"id": "57803d82-0cd4-4a78-9c29-9f9252fdcf60",
"version": 3
}
檢視賬戶餘額
eth物件提供了檢視賬戶餘額的方法：
> eth.getBalance(eth.accounts[0])
0
> eth.getBalance(eth.accounts[1])
0
目前兩個賬戶的以太幣餘額都是0，要使賬戶有餘額，可以從其他賬戶轉賬過來，或者通過挖礦來獲得以太幣獎勵。
啟動&停止挖礦
通過miner.start()來啟動挖礦：
> miner.start(10)
其中start的引數表示挖礦使用的執行緒數。第一次啟動挖礦會先生成挖礦所需的DAG檔案，這個過程有點慢，等進度達到100%後，就會開始挖礦，此時螢幕會被挖礦資訊刷屏。
如果想停止挖礦，並且進度已經達到100%之後，可以在js console中輸入
miner.stop()：
注意：輸入的字元會被挖礦刷屏資訊沖掉，沒有關係，只要輸入完整的miner.stop()之後回車，即可停止挖礦。
挖到一個區塊會獎勵5個以太幣，挖礦所得的獎勵會進入礦工的賬戶，這個賬戶叫做coinbase，預設情況下coinbase是本地賬戶中的第一個賬戶：
> eth.coinbase
"0x4a3b0216e1644c1bbabda527a6da7fc5d178b58f"
現在的coinbase是賬戶0，要想使挖礦獎勵進入其他賬戶，通過miner.setEtherbase()將其他賬戶設定成coinbase即可：
> miner.setEtherbase(eth.accounts[1])
true
> eth.coinbase
"0x46b24d04105551498587e3c6ce2c3341d5988938"
挖到區塊以後，賬戶0裡面應該就有餘額了：
> eth.getBalance(eth.accounts[0])
2.31e+21
getBalance()返回值的單位是wei，wei是以太幣的最小單位，1個以太幣=10的18次方個wei。要檢視有多少個以太幣，可以用web3.fromWei()將返回值換算成以太幣：
> web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[0]),'ether')
2310
傳送交易
截止目前，賬戶一的餘額還是0：
> eth.getBalance(eth.accounts[1])
0
可以通過傳送一筆交易，從賬戶0轉移10個以太幣到賬戶1：
> amount = web3.toWei(10,'ether')
"10000000000000000000"
> eth.sendTransaction({from:eth.accounts[0],to:eth.accounts[1],value:amount})
Error: authentication needed: password or unlock
at web3.js:3143:20
at web3.js:6347:15
at web3.js:5081:36
at <anonymous>:1:1
這裡報錯了，原因是賬戶每隔一段時間就會被鎖住，要傳送交易，必須先解鎖賬戶，由於我們要從賬戶0傳送交易，所以要解鎖賬戶0：
> personal.unlockAccount(eth.accounts[0])
Unlock account 0x4a3b0216e1644c1bbabda527a6da7fc5d178b58f
Passphrase:
true
輸入建立賬戶時設定的密碼，就可以成功解鎖賬戶。然後再發送交易：
> amount = web3.toWei(10,'ether')
"10000000000000000000"
> eth.sendTransaction({from:eth.accounts[0],to:eth.accounts[1],value:amount})
INFO [03-07|11:13:11] Submitted transaction fullhash=0x1b21bba16dd79b659c83594b0c41de42debb2738b447f6b24e133d51149ae2a6 recipient=0x46B24d04105551498587e3C6CE2c3341d5988938
"0x1b21bba16dd79b659c83594b0c41de42debb2738b447f6b24e133d51149ae2a6"
我們去檢視賬戶1中的餘額：
> eth.getBalance(eth.accounts[1])
0
發現還沒轉過去，此時交易已經提交到區塊鏈，但還未被處理，這可以通過檢視txpool來驗證：
> txpool.status
{
pending: 1,
queued: 0
}
其中有一條pending的交易，pending表示已提交但還未被處理的交易。
要使交易被處理，必須要挖礦。這裡我們啟動挖礦，然後等待挖到一個區塊之後就停止挖礦：
> miner.start(1);admin.sleepBlocks(1);miner.stop();
當miner.stop()返回true後，txpool中pending的交易數量應該為0了，說明交易已經被處理了，而賬戶1應該收到幣了：
> web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[1]),'ether')
10
檢視交易和區塊
eth物件封裝了檢視交易和區塊資訊的方法。
檢視當前區塊總數：
> eth.blockNumber
463
通過區塊號檢視區塊：
> eth.getBlock(66)
{
difficulty: 135266,
extraData: "0xd783010802846765746886676f312e31308664617277696e",
gasLimit: 3350537,
gasUsed: 0,
hash: "0x265dfcc0649bf6240812256b2b9b4e3ae48d51fd8e43e25329ac111556eacdc8",
logsBloom: "0x00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
miner: "0x4a3b0216e1644c1bbabda527a6da7fc5d178b58f",
mixHash: "0xaf755722f62cac9b483d3437dbc795f2d3a02e28ec03d39d8ecbb6012906263c",
nonce: "0x3cd80f6ec5c2f3e9",
number: 66,
parentHash: "0x099776a52223b892d13266bb3aec3cc04c455dc797185f0b3300d39f9fc0a8ec",
receiptsRoot: "0x56e81f171bcc55a6ff8345e692c0f86e5b48e01b996cadc001622fb5e363b421",
sha3Uncles: "0x1dcc4de8dec75d7aab85b567b6ccd41ad312451b948a7413f0a142fd40d49347",
size: 535,
stateRoot: "0x0c9feec5a201c8c98618331aecbfd2d4d93da1c6064abd0c41ae649fc08d8d06",
timestamp: 1520391527,
totalDifficulty: 8919666,
transactions: [],
transactionsRoot: "0x56e81f171bcc55a6ff8345e692c0f86e5b48e01b996cadc001622fb5e363b421",
uncles: []
}
通過交易hash檢視交易：
> eth.getTransaction("0x1b21bba16dd79b659c83594b0c41de42debb2738b447f6b24e133d51149ae2a6")
{
blockHash: "0x1cb368a27cc23c786ff5cdf7cd4351d48f4c8e8aea2e084a5e9d7c480449c79a",
blockNumber: 463,
from: "0x4a3b0216e1644c1bbabda527a6da7fc5d178b58f",
gas: 90000,
gasPrice: 18000000000,
hash: "0x1b21bba16dd79b659c83594b0c41de42debb2738b447f6b24e133d51149ae2a6",
input: "0x",
nonce: 0,
r: "0x31d22686e0d408a16497becf6d47fbfdffe6692d91727e5b7ed3d73ede9e66ea",
s: "0x7ff7c14a20991e2dfdb813c2237b08a5611c8c8cb3c2dcb03a55ed282ce4d9c3",
to: "0x46b24d04105551498587e3c6ce2c3341d5988938",
transactionIndex: 0,
v: "0x38",
value: 10000000000000000000
}
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