㈠ Geth 控制台使用及 Web3.js 使用
在以太坊的DAPP开发中,需要 页面开发 和 智能合约 开发,页面开发需要 H5 , 智能合约 开发用 Solidity 实现。页面和以太坊智能合约交互,就需要使用 Web3.js 。
Geth 控制台(REPL)实现了所有的 web3 API 及 Admin API ,如果你对Geth命令行不太熟悉,请参考之前的文章。
以太坊客户端Geth常用命令详解
重定向日志到文件
使用geth console启动时,会在当前的交互界面下时不时出现日志。
可以使用以下方式把日志输出到文件。
可以新开一个命令行终端输入以下命令查看日志:
重定向另一个终端
也可以把日志重定向到另一个终端,先在想要看日志的终端输入:
就可以获取到终端编号,如:/dev/test
然后另一个终端使用:
启动geth, 这是日志就输出到另一个终端。
如果不想看到日志还可以重定向到空终端:
日志级别控制
使用–verbosity可以控制日志级别,如不想看到日志还可以使用:
另外一个启动geth的方法是连接到一个geth节点:
㈡ 走进以太坊网络
目录
术语“以太坊节点”是指以某种方式与以太坊网络交互的程序。从简单的手机钱包应用程序到存储整个区块链副本的计算机,任何设备均可扮演以太坊节点。
所有节点都以某种方式充当通信点,但以太坊网络中的节点分为多种类型。
与比特币不同,以太坊找不到任何程序作为参考实施方案。在比特币生态系统中, 比特币核心 是主要节点软件,以太坊黄皮书则提出了一系列独立(但兼容)的程序。目前最流行的是Geth和Parity。
若要以允许独立验证区块链数据的方式连接以太坊网络,则应使用之前提到的软件运行全节点。
该软件将从其他节点下载区块,并验证其所含交易的正确性。软件还将运行调用的所有智能合约,确保接收的信息与其他节点相同。如果一切按计划运行,我们可以认为所有节点设备均存储相同的区块链副本。
全节点对于以太坊的运行至关重要。如果没有遍布全球的众多节点,网络将丧失其抗审查性与去中心化特性。
通过运行全节点,您可以直接为网络的 健康 和安全发展贡献一份力量。然而,全节点通常需要使用独立的机器完成运行和维护。对于无法(或单纯不愿)运行全节点的用户,轻节点是更好的选择。
顾名思义,轻节点均为轻量级设备,可显著降低资源和空间占用率。手机或笔记本电脑等便携式设备均可作为轻节点。然而,降低开销也要付出代价:轻节点无法完全实现自给自足。它们无法与整条区块链同步,需要全节点提供相关信息。
轻节点备受商户、服务供应商和用户的青睐。在不必使用全节点并且运行成本过高的情况下,它们广泛应用于支收付款。
挖矿节点既可以是全节点客户端,也可以是轻节点客户端。“挖矿节点”这个术语的使用方式与比特币生态系统不同,但依然应用于识别参与者。
如需参与以太坊挖矿,必须使用一些附加硬件。最常见的做法是构建 矿机 。用户通过矿机将多个GPU(图形处理器)连接起来,高速计算哈希数据。
矿工可以选择两种挖矿方案:单独挖矿或加入矿池。 单独挖矿 表示矿工独自创建区块。如果成功,则独享挖矿奖励。如果加入 矿池 ,众多矿工的哈希算力会结合起来。出块速度得以提升,但挖矿奖励将由众多矿工共享。
区块链最重要的特性之一就是“开放访问”。这表明任何人均可运行以太坊节点,并通过验证交易和区块强化网络。
与比特币相似,许多企业都提供即插即用的以太坊节点。如果只想启动并运行单一节点,这种设备无疑是最佳选择,缺点是必须为便捷性额外付费。
如前文所述,以太坊中存在众多不同类型的节点软件实施方案,例如Geth和Parity。若要运行个人节点,必须掌握所选实施方案的安装流程。
除非运行名为 归档节点 的特殊节点,否则消费级笔记本电脑足以支持以太坊全节点正常运行。不过,最好不要使用日常工作设备,因为节点会严重拖慢运行速度。
运行个人节点时,建议设备始终在线。倘若节点离线,再次联网时可能耗费大量的时间进行同步。因此,最好选择造价低廉并且易于维护的设备。您甚至可以通过Raspberry Pi运行轻节点。
随着网络即将过渡到权益证明机制,以太坊挖矿不再是最安全的长期投资方式。过渡成功后,以太坊矿工只能将挖矿设备转入其他网络或直接变卖。
鉴于过渡尚未完成,参与以太坊挖矿仍需使用特殊硬件(例如GPU或ASIC)。若要获得可观收益,则必须定制矿机并寻找电价低廉的矿场。此外,还需创建以太坊钱包并配置相应的挖矿软件。这一切都会耗费大量的时间和资金。在参与挖矿前,请认真考量自己能否应对各种挑战。(国内严禁挖矿,切勿以身试法)
ProgPow代表 程序化工作量证明 。这是以太坊挖矿算法Ethash的扩展方案,旨在提升GPU的竞争力,使其超过ASIC。
在比特币和以太坊社区,抗ASIC多年来一直是饱受争议的话题。在比特币网络中,ASIC已经成为主要的挖矿力量。
在以太坊中,ASIC并不是主流,相当一部分矿工仍然使用GPU。然而,随着越来越多的公司将以太坊ASIC矿机引入市场,这种情况很快就会改变。然而,ASIC到底存在什么问题呢?
一方面,ASIC明显削弱网络的去中心化。如果GPU矿工无法盈利,不得不停止挖矿,哈希率最终就会集中在少数矿工手中。此外,ASIC芯片的开发成本相当昂贵,坐拥开发能力与资源的公司屈指可数。这种现状有可能导致以太坊挖矿产业集中在少数公司手中,形成一定程度的行业垄断。
自2018年以来,ProgPow的集成一直饱受争议。有些人认为,它有益于以太坊生态系统的 健康 发展。另一些人则持反对态度,认为它可能导致硬分叉。随着权益证明机制的到来,ProgPoW能否应用于网络仍然有待观察。
以太坊与比特币是一样,均为开源平台。所有人都可以参与协议开发,或基于协议构建应用程序。事实上,以太坊也是区块链领域目前最大的开发者社区。
Andreas Antonopoulos和Gavin Wood出品的 Mastering Ethereum ,以及Ethereum.org推出的 开发者资源 等都是新晋开发者理想的入门之选。
智能合约的概念于20世纪90年代首次提出。其在区块链中的应用带来了一系列全新挑战。2014年由Gavin Wood提出的Solidity已经成为开发以太坊智能合约的主要编程语言,其语法与Java、JavaScript以及C++类似。
从本质上讲,使用Solidity语言,开发者可以编写在分解后可由以太坊虚拟机(EVM)解析的指令。您可以通过Solidity GitHub详细了解其工作原理。
其实,Solidity语言并非以太坊开发者的唯一选择。Vyper也是一种热门的开发语言,其语法更接近Python。
㈢ 以太坊钱包不更新
网络不顺畅或其它。
节点同步慢原因以及解决方法:1、以太坊钱包节点同步需要联网操作,如果你的网络不畅通就会造成同步慢这种情况,所以在同步之前请检查好你的网络,确认网络状况良好在进行同步。2、节点同步需要占用大量的内存,如果你的电脑内存不够就会造成阶段同步慢甚至停止同步这种情况,建议用户在同步节点之前清理一下电脑保证电脑内存充足,目前有用户反映同步节点内存最高可占用100G左右内存哦。3、可以在以太坊钱包中修改peer数,默认peer是25个,建议你可以修改成巨大的数值,例如9999个。4、同步阶段还需要你的路由器支持uPnP。可以在路由器设置中修改。5、需要公网IP,如果你没有的话就会慢很多,所以建议设置一个公网IP吧。6、也有网友反映是钱包本身的问题,以太坊钱包软件本身并不是很成熟,在同步节点的时候会有很多问题出现,这个只有等待以太坊官方修改。7、电脑配置不能太低。8、第一次同步时使用--fast选项,可以更快地同步到最新块。9、使用的是geth,运行时间长了可能会有问题,可以考虑每天重启一次geth。10、及时更新geth到最新版本。11、硬盘空间要足够大,建议至少1T以上。为了运行以太坊全节点,买了500G的硬盘空间,使用--fast同步完成后才占40多G空间,之后正常模式同步硬盘占用空间快速增长,3个月左右已经430G了,最近又买了500G磁盘空间。12、交易未被打包时,相同nonce值可以覆盖之前的交易,覆盖交易只看nonce值,至于交易的其它部分内容可以相同也可以不同。13、如果有低nonce值还未被打包,新的交易gasPrice再高,也需要先等低nonce值的交易被打包,如果低nonce值的交易因为gasPrice设低了而等待,需要先使用相同nonce值来修改gasPrice。
以太币(ETH)是以太坊的一种加密数字代币,被视为“比特币2。0版”,创始人是杰弗里_维尔克。
㈣ 一学就会,手把手教你用Go语言调用智能合约
智能合约调用是实现一个 DApp 的关键,一个完整的 DApp 包括前端、后端、智能合约及区块 链系统,智能合约的调用是连接区块链与前后端的关键。
我们先来了解一下智能合约调用的基础原理。智能合约运行在以太坊节点的 EVM 中。因此要 想调用合约必须要访问某个节点。
以后端程序为例,后端服务若想连接节点有两种可能,一种是双 方在同一主机,此时后端连接节点可以采用 本地 IPC(Inter-Process Communication,进 程间通信)机制,也可以采用 RPC(Remote Procere Call,远程过程调用)机制;另 一种情况是双方不在同一台主机,此时只能采用 RPC 机制进行通信。
提到 RPC, 读者应该对 Geth 启动参数有点印象,Geth 启动时可以选择开启 RPC 服务,对应的 默认服务端口是 8545。。
接着,我们来了解一下智能合约运行的过程。
智能合约的运行过程是后端服务连接某节点,将 智能合约的调用(交易)发送给节点,节点在验证了交易的合法性后进行全网广播,被矿工打包到 区块中代表此交易得到确认,至此交易才算完成。
就像数据库一样,每个区块链平台都会提供主流 开发语言的 SDK(Software Development Kit,软件开发工具包),由于 Geth 本身就是用 Go 语言 编写的,因此若想使用 Go 语言连接节点、发交易,直接在工程内导入 go-ethereum(Geth 源码) 包就可以了,剩下的问题就是流程和 API 的事情了。
总结一下,智能合约被调用的两个关键点是节点和 SDK。
由于 IPC 要求后端与节点必须在同一主机,所以很多时候开发者都会采用 RPC 模式。除了 RPC,以太坊也为开发者提供了 json- rpc 接口,本文就不展开讨论了。
接下来介绍如何使用 Go 语言,借助 go-ethereum 源码库来实现智能合约的调用。这是有固定 步骤的,我们先来说一下总体步骤,以下面的合约为例。
步骤 01:编译合约,获取合约 ABI(Application Binary Interface,应用二进制接口)。 单击【ABI】按钮拷贝合约 ABI 信息,将其粘贴到文件 calldemo.abi 中(可使用 Go 语言IDE 创建该文件,文件名可自定义,后缀最好使用 abi)。
最好能将 calldemo.abi 单独保存在一个目录下,输入“ls”命令只能看到 calldemo.abi 文件,参 考效果如下:
步骤 02:获得合约地址。注意要将合约部署到 Geth 节点。因此 Environment 选择为 Web3 Provider。
在【Environment】选项框中选择“Web3 Provider”,然后单击【Deploy】按钮。
部署后,获得合约地址为:。
步骤 03:利用 abigen 工具(Geth 工具包内的可执行程序)编译智能合约为 Go 代码。abigen 工具的作用是将 abi 文件转换为 Go 代码,命令如下:
其中各参数的含义如下。 (1)abi:是指定传入的 abi 文件。 (2)type:是指定输出文件中的基本结构类型。 (3)pkg:指定输出文件 package 名称。 (4)out:指定输出文件名。 执行后,将在代码目录下看到 funcdemo.go 文件,读者可以打开该文件欣赏一下,注意不要修改它。
步骤 04:创建 main.go,填入如下代码。 注意代码中 HexToAddress 函数内要传入该合约部署后的地址,此地址在步骤 01 中获得。
步骤 04:设置 go mod,以便工程自动识别。
前面有所提及,若要使用 Go 语言调用智能合约,需要下载 go-ethereum 工程,可以使用下面 的指令:
该指令会自动将 go-ethereum 下载到“$GOPATH/src/github.com/ethereum/go-ethereum”,这样还算 不错。不过,Go 语言自 1.11 版本后,增加了 mole 管理工程的模式。只要设置好了 go mod,下载 依赖工程的事情就不必关心了。
接下来设置 mole 生效和 GOPROXY,命令如下:
在项目工程内,执行初始化,calldemo 可以自定义名称。
步骤 05:运行代码。执行代码,将看到下面的效果,以及最终输出的 2020。
上述输出信息中,可以看到 Go 语言会自动下载依赖文件,这就是 go mod 的神奇之处。看到 2020,相信读者也知道运行结果是正确的了。
㈤ 搭建geth私有链和联盟链网络
操作系统:linux或Mac OS
安装geth执行以下命令:
linux:sudo apt-get install ethereum
Mac OS:brew install ethereum
直接创建两个geth的工作目录,用于之后的组建联盟链的使用:
mkdir eth-private1
mkdir eth-private2
首先 cd eth-private1 进入节点1的工作目录该目录下执行下面命令
geth --datadir data --nodiscover console (data是之后geth节点的数据目录,可自行修改)
使用geth自带的工具 puppeth 用于生成创世区块,过程如下:
puppeth
+-----------------------------------------------------------+
| Welcome to puppeth, your Ethereum private network manager |
| |
| This tool lets you create a new Ethereum network down to |
| the genesis block, bootnodes, miners and ethstats servers |
| without the hassle that it would normally entail. |
| |
| Puppeth uses SSH to dial in to remote servers, and builds |
| its network components out of Docker containers using the |
| docker-compose toolset. |
+-----------------------------------------------------------+
Please specify a network name to administer (no spaces, please)
输入私链名称后,会出现二级菜单,现在2:配置一个新的创世快
What would you like to do? (default = stats)
再次出现二级菜单,让你选择共识机制(这里采用poa共识)
Which consensus engine to use? (default = clique)
Ethash - proof-of-work(PoW) :工作量证明,通过算力达成共识 (以太坊就是使用这种方式)
Clique - proof-of-authority(PoA): 权威证明、通过预先设定的权威节点来负责达成共识 (不消耗算力,一般用于私有链测试开发)
如果选择Pow的共识方法,直接输入1,回车即可。
如果选择PoA的共识方法,输入2后会提示让你选择处快的间隔时间,一般测试开发使用可以设置相对的将处快时间设置较少5秒即可,然后会让你选择哪个账户来作为权威生成区块(至少有一个,输入刚才创建的账户,若只是单节点就输入那个节点目录生成的地址,若想组建联盟链就填写生成的两个地址)
How many seconds should blocks take? (default = 15)
选择好共识机制后会让你指定给那些账号初始化ether(至少有一个),输入我们刚才创建的账户地址回车即可。
Which accounts should be pre-funded? (advisable at least one)
选择输入私有链的网络ID,任意数字即可(不能为1,1是公链),也可以不输入会给定一个随机数作为私有链的网络ID
Specify your chain/network ID if you want an explicit one (default = random)
选择导出创世区块配置文件
选择导出创世区块配置文件的保存路径,可以保存到当前目录,直接按回车即可
Which file to save the genesis into? (default = my-private-chain.json)
INFO [02-09|14:56:33] Exported existing genesis block
这样就完成了创世区块文件的配置了,直接退出puppeth即可。
输入命令 geth --datadir data init private.json 其中data自己制定,private.json就是刚才生成的创世区块
若出现如图错误:
输入命令:
geth --datadir data --syncmode full --port 2001 --networkid 1234 --rpc --rpcport "8545" --rpccorsdomain "*" --rpcaddr "0.0.0.0" --rpcapi "db,eth,net,web3,personal,admin,clique" --nodiscover console 进入控制台
--datadir data:节点的数据目录
--syncmode full:块同步的方式(若只是单节点可不填)
--port 2001: 网卡监听端口
--networkid 1234:网络标识符
--rpc:开启rpc服务
--rpcport "8545":rpc服务的端口
--rpccorsdomain "*":允许跨域请求的域名列表(逗号分隔)(浏览器强制)
--rpcaddr "0.0.0.0" :HTTP-RPC服务器接口地址(默认值:“localhost”)
--rpcapi "db,eth,net,web3,personal,admin,clique":基于HTTP-RPC接口提供的API(私有链可以任意开发,公有链需要谨慎)
--nodiscover:不允许节点自动加入
若想搭建联盟链,必须保证创世区块一致,进入到刚才创建的eth-private2的目录
将之前生成的创世区块拷贝过来,初始化创世区块,然后使用启动命令启动分别启动两个节点,进入控制台,使用 admin.nodeInfo 命令获取节点的信息
总结:
两个服务器部署两个节点是可以联通的,但是只能使用两个节点对应的地址进行挖矿,所以只能是两个节点对应两个地址进行挖矿,使用poa共识,当一个节点挂掉,挖矿停止,因为poa共识挖矿必须超过50%的节点进行钱增,现在只是两个节点,挂掉一个节点挖矿就会停止等待另一个节点的确认,停掉的节点可以通过正常运作的节点信息重新连接到网络中。
问题:
同步块有可能报错情况:
1:Synchronisation failed "retrieved hash chain is invalid" 解决目前找到的方法是removedb 数据目录 ,重新init创世区块
2:内存溢出初步确认为开启rpc服务造成的,有可能服务器恶意被黑,暴力破解密码,占有内存,解决,将服务器的ip设置一条防火墙
若存在问题可给本人留言或访问本人的github: https://github.com/qi-shuo/geth-document 记录了一些本人搭建使用的命令
㈥ Quorum介绍(一):Quorum整体结构概述
一句话概括,就是企业级以太坊模型。与传统的以太坊模型不同,Quorum既然是企业级应用,那么准入门槛、共识处理以及交易的安全机制上一定与传统的公链模型不同。稍后我们也将从以下几个方面详细介绍Quorum的结构模型和核心功能特色。
Quorum本身支持两种交易状态
两种交易核心不同就是内容是否加密。为了区别两种交易的类型,Quorum在每笔交易的签名中设置了一个特殊的value值,当签名中的value值为27或28时,表示这是一笔公开交易,如果是37或者38则是一笔私密交易。私密交易的内容会被加密,只有具有解密能力的节点才能获得具体的交易内容。
所以最终每个节点会有两套账本:一个是所有人都一样的公有账本,另一个是自己本地存储的私有账本。
所以Quorum的账本状态改变机制 允许以下几种情况的调用
s 表示交易发起者,(X) 表示私密, X表示公开
上述公式可以翻译为:
Quorum 不允许以下两种情况的调用
Quorum具体的状态状态校验(世界状态)可以调用RPC方法 eth_storageRoot(address[, blockNumber]) -> hash
Quorum核心分为两大块:Node节点和隐私管理。
Quorum节点本身是一个轻量版的Geth。沿用Geth可以发挥以太坊社区原有的研发优势,因此Quorum会随着Geth未来的版本更新而更新。
Quorum节点基于Geth做了一下改动:
Constellation和Tessera(以下简称C&T)是一种用Java和Haskell实现的安全传输信息模型,他们的作用就像是网络中的信息传输代理(MTA, Message Transfer Agent)所有消息的传输都通过会话信息秘钥进行加密
C&T其实是一种多方参与网络中实现个人消息加密的常用组件,在许多应用中都很常见,并不是区块链领域专有技术(笔者注,其实区块链本身就是各种技术的大杂烩,我们很难专门找到一门技术,说它就是区块链 )。C&T主要包括两个子模块:
交易管理模块主要负责交易的隐私,包括存储私密交易数据、控制私密交易的访问、与其他参与者的交易管理器进行私密交易载荷的交换。Transaction Manager 本身并不涉及任何私钥和私钥的使用,所有数字加密模块的功能都由The Enclave来完成。
Transaction Manager属于静态/Restful模组,能够非常容易的被加载。
分布式账本协议通常都会涉及交易验证、参与者授权、历史信息存储(通过hash链)等。为了在加密这一方面实现平行操作的性能扩展和,所有公私钥生成、数据的加密/解密都由Enclave模块完成。
㈦ ETH开发实践——批量发送交易
在使用同一个地址连续发送交易时,每笔交易往往不可能立即到账, 当前交易还未到账的情况下,下一笔交易无论是通过 eth.getTransactionCount() 获取nonce值来设置,还是由节点自动从区块中查询,都会获得和前一笔交易同样的nonce值,这时节点就会报错 Error: replacement transaction underpriced
在构建一笔新的交易时,在交易数据结构中会产生一个nonce值, nonce是当前区块链下,发送者(from地址)发出的交易(成功记录进区块的)总数, 再加上1。例如新构建一笔从A发往B的交易,A地址之前的交易次数为10,那么这笔交易中的nonce则会设置成11, 节点验证通过后则会放入交易池(txPool),并向其他节点广播,该笔交易等待矿工将其打包进新的区块。
那么,如果在先构建并发送了一笔从地址A发出的,nonce为11的交易,在该交易未打包进区块之前, 再次构建一笔从A发出的交易,并将它发送到节点,不管是先通过web3的eth.getTransactionCount(A)获取到的过往的交易数量,还是由节点自行填写nonce, 后面的这笔交易的nonce同样是11, 此时就出现了问题:
实际场景中,会有批量从一个地址发送交易的需求,首先这些操作可能也应该是并行的,我们不会等待一笔交易成功写入区块后再发起第二笔交易,那么此时有什么好的解决办法呢?先来看看geth节点中交易池对交易的处理流程
如之前所说,构建一笔交易时如果不手动设置nonce值,geth节点会默认计算发起地址此前最大nonce数(写入区块的才算数),然后将其加上1, 然后将这笔交易放入节点交易池中的pending队列,等到节点将其打包进区块。
构建交易时,nonce值是可以手动设置的,如果当前的nonce本应该设置成11, 但是我手动设置成了13, 在节点收到这笔交易时, 发现pending队列中并没有改地址下nonce为11及12的交易, 就会将这笔nonce为13的交易放入交易池的queued队列中。只有当前面的nonce补齐(nonce为11及12的交易被发现并放入pending队列)之后,才会将它放入pending队列中等待打包。
我们把pending队列中的交易视为可执行的,因为它们可能被矿工打包进最新的区块。 而queue队列因为前面的nonce存在缺失,暂时无法被矿工打包,称为不可执行交易。
那么实际开发中,批量从一个地址发送交易时,应该怎么办呢?
方案一:那么在批量从一个地址发送交易时, 可以持久化一个本地的nonce,构建交易时用本地的nonce去累加,逐一填充到后面的交易。(要注意本地的nonce可能会出现偏差,可能需要定期从区块中重新获取nonce,更新至本地)。这个方法也有一定的局限性,适合内部地址(即只有这个服务会使用该地址发送交易)。
说到这里还有个坑,许多人认为通过 eth.getTransactionCount(address, "pending") ,第二个参数为 pending , 就能获得包含本地交易池pending队列的nonce值,但是实际情况并不是这样, 这里的 pending 只包含待放入打包区块的交易, 假设已写入交易区块的数量为20, 又发送了nonce为21,22,23的交易, 通过上面方法取得nonce可能是21(前面的21,22,23均未放入待打包区块), 也可能是22(前面的21放入待打包区块了,但是22,23还未放入)。
方案二是每次构建交易时,从geth节点的pending队列取到最后一笔可执行交易的nonce, 在此基础上加1,再发送给节点。可以通过 txpool.content 或 txpool.inspect 来获得交易池列表,里面可以看到pending及queue的交易列表。
启动节点时,是可以设置交易池中的每个地址的pending队列的容量上限,queue队列的上容量上限, 以及整个交易池的pending队列和queue队列的容量上限。所以高并发的批量交易中,需要增加节点的交易池容量。
当然,除了扩大交易池,控制发送频率,更要设置合理的交易手续费,eth上交易写入区块的速度取决于手续费及eth网络的拥堵状况,发送每笔交易时,设置合理的矿工费用,避免大量的交易积压在交易池。
㈧ 以太坊是什么丨以太坊开发入门指南
以太坊是什么丨以太坊开发入门指南
很多同学已经跃跃欲试投入到区块链开发队伍当中来,可是又感觉无从下手,本文将基于以太坊平台,以通俗的方式介绍以太坊开发中涉及的各晦涩的概念,轻松带大家入门。
以太坊是什么
以太坊(Ethereum)是一个建立在区块链技术之上, 去中心化应用平台。它允许任何人在平台中建立和使用通过区块链技术运行的去中心化应用。
对这句话不理解的同学,姑且可以理解为以太坊是区块链里的Android,它是一个开发平台,让我们就可以像基于Android Framework一样基于区块链技术写应用。
在没有以太坊之前,写区块链应用是这样的:拷贝一份比特币代码,然后去改底层代码如加密算法,共识机制,网络协议等等(很多山寨币就是这样,改改就出来一个新币)。
以太坊平台对底层区块链技术进行了封装,让区块链应用开发者可以直接基于以太坊平台进行开发,开发者只要专注于应用本身的开发,从而大大降低了难度。
目前围绕以太坊已经形成了一个较为完善的开发生态圈:有社区的支持,有很多开发框架、工具可以选择。
智能合约
什么是智能合约
以太坊上的程序称之为智能合约, 它是代码和数据(状态)的集合。
智能合约可以理解为在区块链上可以自动执行的(由事件驱动的)、以代码形式编写的合同(特殊的交易)。
在比特币脚本中,我们讲到过比特币的交易是可以编程的,但是比特币脚本有很多的限制,能够编写的程序也有限,而以太坊则更加完备(在计算机科学术语中,称它为是“图灵完备的”),让我们就像使用任何高级语言一样来编写几乎可以做任何事情的程序(智能合约)。
智能合约非常适合对信任、安全和持久性要求较高的应用场景,比如:数字货币、数字资产、投票、保险、金融应用、预测市场、产权所有权管理、物联网、点对点交易等等。
目前除数字货币之外,真正落地的应用还不多(就像移动平台刚开始出来一样),相信1到3年内,各种杀手级会慢慢出现。
编程语言:Solidity
智能合约的默认的编程语言是Solidity,文件扩展名以.sol结尾。
Solidity是和JavaScript相似的语言,用它来开发合约并编译成以太坊虚拟机字节代码。
还有长像Python的智能合约开发语言:Serpent,不过建议大家还是使用Solidity。
Browser-Solidity是一个浏览器的Solidity IDE, 大家可以点进去看看,以后我们更多文章介绍Solidity这个语言。
运行环境:EVM
EVM(Ethereum Virtual Machine)以太坊虚拟机是以太坊中智能合约的运行环境。
Solidity之于EVM,就像之于跟JVM的关系一样,这样大家就容易理解了。
以太坊虚拟机是一个隔离的环境,在EVM内部运行的代码不能跟外部有联系。
而EVM运行在以太坊节点上,当我们把合约部署到以太坊网络上之后,合约就可以在以太坊网络中运行了。
合约的编译
以太坊虚拟机上运行的是合约的字节码形式,需要我们在部署之前先对合约进行编译,可以选择Browser-Solidity Web IDE或solc编译器。
合约的部署
在以太坊上开发应用时,常常要使用到以太坊客户端(钱包)。平时我们在开发中,一般不接触到客户端或钱包的概念,它是什么呢?
以太坊客户端(钱包)
以太坊客户端,其实我们可以把它理解为一个开发者工具,它提供账户管理、挖矿、转账、智能合约的部署和执行等等功能。
EVM是由以太坊客户端提供的。
Geth是典型的开发以太坊时使用的客户端,基于Go语言开发。 Geth提供了一个交互式命令控制台,通过命令控制台中包含了以太坊的各种功能(API)。Geth的使用我们之后会有文章介绍,这里大家先有个概念。
Geth控制台和Chrome浏览器开发者工具里的面的控制台是类似,不过是跑在终端里。
相对于Geth,Mist则是图形化操作界面的以太坊客户端。
如何部署
智能合约的部署是指把合约字节码发布到区块链上,并使用一个特定的地址来标示这个合约,这个地址称为合约账户。
以太坊中有两类账户:
· 外部账户
该类账户被私钥控制(由人控制),没有关联任何代码。
· 合约账户
该类账户被它们的合约代码控制且有代码与之关联。
和比特币使用UTXO的设计不一样,以太坊使用更为简单的账户概念。
两类账户对于EVM来说是一样的。
外部账户与合约账户的区别和关系是这样的:一个外部账户可以通过创建和用自己的私钥来对交易进行签名,来发送消息给另一个外部账户或合约账户。
在两个外部账户之间传送消息是价值转移的过程。但从外部账户到合约账户的消息会激活合约账户的代码,允许它执行各种动作(比如转移代币,写入内部存储,挖出一个新代币,执行一些运算,创建一个新的合约等等)。
只有当外部账户发出指令时,合同账户才会执行相应的操作。
合约部署就是将编译好的合约字节码通过外部账号发送交易的形式部署到以太坊区块链上(由实际矿工出块之后,才真正部署成功)。
运行
合约部署之后,当需要调用这个智能合约的方法时只需要向这个合约账户发送消息(交易)即可,通过消息触发后智能合约的代码就会在EVM中执行了。
Gas
和云计算相似,占用区块链的资源(不管是简单的转账交易,还是合约的部署和执行)同样需要付出相应的费用(天下没有免费的午餐对不对!)。
以太坊上用Gas机制来计费,Gas也可以认为是一个工作量单位,智能合约越复杂(计算步骤的数量和类型,占用的内存等),用来完成运行就需要越多Gas。
任何特定的合约所需的运行合约的Gas数量是固定的,由合约的复杂度决定。
而Gas价格由运行合约的人在提交运行合约请求的时候规定,以确定他愿意为这次交易愿意付出的费用:Gas价格(用以太币计价) * Gas数量。
Gas的目的是限制执行交易所需的工作量,同时为执行支付费用。当EVM执行交易时,Gas将按照特定规则被逐渐消耗,无论执行到什么位置,一旦Gas被耗尽,将会触发异常。当前调用帧所做的所有状态修改都将被回滚, 如果执行结束还有Gas剩余,这些Gas将被返还给发送账户。
如果没有这个限制,就会有人写出无法停止(如:死循环)的合约来阻塞网络。
因此实际上(把前面的内容串起来),我们需要一个有以太币余额的外部账户,来发起一个交易(普通交易或部署、运行一个合约),运行时,矿工收取相应的工作量费用。
以太坊网络
有些着急的同学要问了,没有以太币,要怎么进行智能合约的开发?可以选择以下方式:
选择以太坊官网测试网络Testnet
测试网络中,我们可以很容易获得免费的以太币,缺点是需要发很长时间初始化节点。
使用私有链
创建自己的以太币私有测试网络,通常也称为私有链,我们可以用它来作为一个测试环境来开发、调试和测试智能合约。
通过上面提到的Geth很容易就可以创建一个属于自己的测试网络,以太币想挖多少挖多少,也免去了同步正式网络的整个区块链数据。
使用开发者网络(模式)
相比私有链,开发者网络(模式)下,会自动分配一个有大量余额的开发者账户给我们使用。
使用模拟环境
另一个创建测试网络的方法是使用testrpc,testrpc是在本地使用内存模拟的一个以太坊环境,对于开发调试来说,更方便快捷。而且testrpc可以在启动时帮我们创建10个存有资金的测试账户。
进行合约开发时,可以在testrpc中测试通过后,再部署到Geth节点中去。
更新:testrpc 现在已经并入到Truffle 开发框架中,现在名字是Ganache CLI。
Dapp:去中心化的应用程序
以太坊社区把基于智能合约的应用称为去中心化的应用程序(DecentralizedApp)。如果我们把区块链理解为一个不可篡改的数据库,智能合约理解为和数据库打交道的程序,那就很容易理解Dapp了,一个Dapp不单单有智能合约,比如还需要有一个友好的用户界面和其他的东西。
Truffle
Truffle是Dapp开发框架,他可以帮我们处理掉大量无关紧要的小事情,让我们可以迅速开始写代码-编译-部署-测试-打包DApp这个流程。
总结
我们现在来总结一下,以太坊是平台,它让我们方便的使用区块链技术开发去中心化的应用,在这个应用中,使用Solidity来编写和区块链交互的智能合约,合约编写好后之后,我们需要用以太坊客户端用一个有余额的账户去部署及运行合约(使用Truffle框架可以更好的帮助我们做这些事情了)。为了开发方便,我们可以用Geth或testrpc来搭建一个测试网络。
注:本文中为了方便大家理解,对一些概念做了类比,有些严格来不是准确,不过我也认为对于初学者,也没有必要把每一个概念掌握的很细致和准确,学习是一个逐步深入的过程,很多时候我们会发现,过一段后,我们会对同一个东西有不一样的理解。
㈨ 以太坊多节点私有链部署
假设两台电脑A和B
要求:
1、两台电脑要在一个网络中,能ping通
2、两个节点使用相同的创世区块文件
3、禁用ipc;同时使用参数--nodiscover
4、networkid要相同,端口号可以不同
1.4 搭建私有链
1.4.1 创建目录和genesis.json文件
创建私有链根目录./testnet
创建数据存储目录./testnet/data0
创建创世区块配置文件./testnet/genesis.json
1.4.2 初始化操作
cd ./eth_test
geth --datadir data0 init genesis.json
1.4.3 启动私有节点
1.4.4 创建账号
personal.newAccount()
1.4.5 查看账号
eth.accounts
1.4.6 查看账号余额
eth.getBalance(eth.accounts[0])
1.4.7 启动&停止挖矿
启动挖矿:
miner.start(1)
其中 start 的参数表示挖矿使用的线程数。第一次启动挖矿会先生成挖矿所需的 DAG 文件,这个过程有点慢,等进度达到 100% 后,就会开始挖矿,此时屏幕会被挖矿信息刷屏。
停止挖矿,在 console 中输入:
miner.stop()
挖到一个区块会奖励5个以太币,挖矿所得的奖励会进入矿工的账户,这个账户叫做 coinbase,默认情况下 coinbase 是本地账户中的第一个账户,可以通过 miner.setEtherbase() 将其他账户设置成 coinbase。
1.4.8 转账
目前,账户 0 已经挖到了 3 个块的奖励,账户 1 的余额还是0:
我们要从账户 0 向账户 1 转账,所以要先解锁账户 0,才能发起交易:
发送交易,账户 0 -> 账户 1:
需要输入密码 123456
此时如果没有挖矿,用 txpool.status 命令可以看到本地交易池中有一个待确认的交易,可以使用 eth.getBlock("pending", true).transactions 查看当前待确认交易。
使用 miner.start() 命令开始挖矿:
miner.start(1);admin.sleepBlocks(1);miner.stop();
新区块挖出后,挖矿结束,查看账户 1 的余额,已经收到了账户 0 的以太币:
web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[1]),'ether')
用同样的genesis.json初始化操作
cd ./eth_test
geth --datadir data1 init genesis.json
启动私有节点一,修改 rpcport 和port
可以通过 admin.addPeer() 方法连接到其他节点,两个节点要要指定相同的 chainID。
假设有两个节点:节点一和节点二,chainID 都是 1024,通过下面的步骤就可以从节点二连接到节点一。
首先要知道节点一的 enode 信息,在节点一的 JavaScript console 中执行下面的命令查看 enode 信息:
admin.nodeInfo.enode
" enode://@[::]:30303 "
然后在节点二的 JavaScript console 中执行 admin.addPeer(),就可以连接到节点一:
addPeer() 的参数就是节点一的 enode 信息,注意要把 enode 中的 [::] 替换成节点一的 IP 地址。连接成功后,节点一就会开始同步节点二的区块,同步完成后,任意一个节点开始挖矿,另一个节点会自动同步区块,向任意一个节点发送交易,另一个节点也会收到该笔交易。
通过 admin.peers 可以查看连接到的其他节点信息,通过 net.peerCount 可以查看已连接到的节点数量。
除了上面的方法,也可以在启动节点的时候指定 --bootnodes 选项连接到其他节点。 bootnode 是一个轻量级的引导节点,方便联盟链的搭建 下一节讲 通过 bootnode 自动找到节点
参考: https://cloud.tencent.com/developer/article/1332424