启动节点,并设置控制台

以太坊区块链搭建(六):从入门到精通的完整指南


以太坊,作为全球第二大加密货币和最具活力的去中心化应用(DApp)平台,其底层区块链技术的搭建与理解,是每一位区块链开发者、架构师乃至技术爱好者的必修课,本文将以“以太坊区块链搭建6”为关键词,为您呈现一个从零开始、循序渐进的完整指南,助您深入理解以太坊的构建、部署与运行全貌。

引言:为何要亲手搭建以太坊区块链?

在云服务一键部署的今天,为何我们还要费心搭建一个本地的以太坊节点?答案在于“理解”与“控制”。

  • 深度理解: 亲手搭建意味着您将直面每个环节,从网络同步、区块生成到交易处理,这将使您对区块链的工作原理有书本无法给予的深刻洞察。
  • 安全与隐私: 私有链或测试链完全由您掌控,无需担心数据泄露,可以安全地进行各种实验和智能合约的测试。
  • 开发与调试: 为您的DApp提供一个稳定、可控的测试环境,是高效开发和调试的基石。

本指南将分为六个核心步骤,助您完成以太坊区块链的搭建。


第一步:环境准备 —— 工欲善其事,必先利其器

在开始之前,请确保您的开发环境已准备就绪,我们推荐使用 LinuxmacOS 系统,Windows 用户可通过 WSL2 获得良好的体验。

  1. 安装 Go 语言环境: 以太坊客户端(如Geth)主要用Go语言编写,请安装Go 1.18或更高版本。

    # 下载并安装Go (以Linux为例)
    wget https://go.dev/dl/go1.19.linux-amd64.tar.gz
    sudo tar -C /usr/local -xzf go1.19.linux-amd64.tar.gz
    # 配置环境变量
    echo 'export PATH=$PATH:/usr/local/go/bin' >> ~/.bashrc
    source ~/.bashrc
  2. 安装必要的依赖库:

    # Ubuntu/Debian
    sudo apt-get update
    sudo apt-get install -y build-essential git
    # macOS (使用Homebrew)
    brew install git
  3. 安装代码版本控制工具 Git:

    # 通常在安装依赖时已一并安装
    git --version

第二步:获取以太坊客户端 —— 选择您的“矿工”

以太坊网络由成千上万的节点构成,这些节点运行着不同的客户端软件,我们选择最流行、功能最全面的 Geth(Go-Ethereum) 作为示例。

  1. 克隆Geth源代码:

    git clone https://github.com/ethereum/go-ethereum.git
    cd go-ethereum
  2. 编译Geth:

    make geth

    编译成功后,您会在 go-ethereum/build/bin 目录下找到 geth 可执行文件,您也可以将其移动到系统PATH中方便使用。


第三步:初始化私有链 —— 创建您的“创世世界”

与比特币不同,以太坊允许您创建自己的私有链,这需要定义一个“创世区块”(Genesis Block),它包含了您私有链的初始规则。

  1. 创建创世配置文件 genesis.jsongo-ethereum 目录下创建一个 my_private_chain 文件夹,并在其中创建 genesis.json 文件。

    {
      "config": {
        "chainId": 666,       // 私有链ID,必须与主网、测试网不同
        "homesteadBlock": 0,
        "eip150Block": 0,
        "eip155Block": 0,
        "eip158Block": 0,
        "byzantiumBlock": 0,
        "constantinopleBlock": 0,
        "petersburgBlock": 0,
        "istanbulBlock": 0,
        "berlinBlock": 0,
        "londonBlock": 0,
        "mergeNetsplitBlock": 0,
        "terminalTotalDifficulty": 0,
        "terminalTotalDifficultyPassed": true,
        "ethash": {}
      },
      "alloc": {
        // "0xYourAddressHere": { "balance": "100000000000000000000" } // 可预分配地址
      },
      "coinbase": "0x0000000000000000000000000000000000000000",
      "difficulty": "0x400",
      "extraData": "",
      "gasLimit": "0xffffffff",
      "nonce": "0x0000000000000042",
      "mixhash": "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
      "parentHash": "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
      "timestamp": "0x00"
    }
    • chainId:这是您私有链的唯一标识符,请务必设置一个独一无二的数字。
    • alloc:用于在创世区块中预分配资金给某些地址,可选。
  2. 使用Geth初始化:

    # 回到go-ethereum根目录
    cd ..
    # 初始化
    ./build/bin/geth --datadir ./my_private_chain/data init ./my_private_chain/genesis.json

    执行后,Geth会在 ./my_private_chain/data 目录下创建所有必要的区块链数据文件,包括创世区块。


第四步:启动私有链节点 —— 开启您的“挖矿”之旅

万事俱备,可以启动您的第一个以太坊节点了。

  • --datadir:指定数据存储目录。
  • --networkid:指定网络ID,必须与 genesis.json 中的 chainId 一致。
  • --console:启动后自动进入JavaScript交互式控制台。

启动后,您会看到节点开始同步区块,因为是新创的私有链,它将立即完成同步,并开始等待新的交易和区块。

在控制台中,您可以输入命令与节点交互:

  • eth.blockNumber:查看当前区块号,应为0。
  • eth.accounts:查看节点中的账户列表,初始为空。
  • personal.newAccount("your_password"):创建一个新账户,请记住密码。

第五步:开始挖矿 —— 生成您的第一个区块

没有挖矿的区块链是不完整的,让我们让节点开始工作。

  1. 解锁账户: 挖矿需要使用一个账户作为“矿工地址”来接收奖励,首先创建一个账户,然后解锁它。

    // 在geth控制台中执行
    personal.newAccount("your_mining_password")
    // 记下返回的地址,"0xAb5801a7D398351b8bE11C439e05C5B3259aeC9B"
    personal.unlockAccount(eth.accounts[0], "your_mining_password")
  2. 启动挖矿:

    miner.start(1) // 1代表使用1个CPU核心进行挖矿

    您会看到命令行开始输出哈希率,节点正在尝试寻找符合难度要求的区块。

  3. 查看挖矿结果: 稍等片刻,您会发现 eth.blockNumber 开始增加,您可以在 eth.getBlock(eth.blockNumber) 的结果中,看到 miner 字段正是您解锁的账户地址,并且该账户的余额 eth.getBalance(eth.accounts[0]) 也在不断增长。

  4. 停止挖矿:

    miner.stop()

第六步:部署与交互 —— 让您的链“活”起来

一个能挖矿的链还不够,我们需要在上面部署和运行智能合约。

  1. 编写一个简单的智能合约(Solidity): 创建一个 SimpleStorage.sol 文件:

    pragma solidity ^0.8.0;
    contract SimpleStorage {
        uint256 public storedData;
        function set(uint256 x) public {
            storedData = x;
        }
        function get() public view returns (uint256) {
            return storedData;
        }
    }
  2. 编译合约: 使用在线编译器(如 Remix IDE)或本地 solc 编译工具,将 .sol 文件编译

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