搭建一个私有区块链环境 - Cocolian Framework

最近在研究区块链。打算先搭建一个测试环境开始运行。这里记录整个搭建过程，供后来人参考。我们采用的是以太坊，相对其他区块链，这是一个成熟的环境。虽然近期有硬分支的事件，对企业应用来说，功能上还算是比较完善的。这里1.8.13版本的安装。相对于1.6系列版本，简化了不少。后续版本安装方式可能会有调整，请随时关注本文的更新。

一、安装ethereum

在ubuntu上安装ethereum还是比较简单的。这里以稳定版本 1.8.13-stable为例，使用命令行来安装。

sudo apt-get install software-properties-common
sudo add-apt-repository -y ppa:ethereum/ethereum
sudo apt-get update
sudo apt-get install ethereum

如果安装慢，可以考虑使用国内的源。安装完成后，可以运行geth命令验证下：

cocolian@ubuntu:~/eth$ geth version
Geth
Version: 1.8.13-stable
Git Commit: 225171a4bfcc16bd12a1906b1e0d43d0b18c353b
Architecture: amd64
Protocol Versions: [63 62]

二、接入coco链私链

我们已经搭建了一个ethereum私链，将在这里验证一些区块链的产品。如果要接入，请参考如下流程：

1. 创建目录

针对coco相关的操作，创建一个目录，如coco，后续操作在这个目录下执行。本项目涉及到的所有脚本放在github上，从github上下载两个配置文件。请访问github来下载。

2. 创建账户

cocolian@ubuntu:~$ geth --datadir "data" account new
Your new account is locked with a password. Please give a password. Do not forget this password.
Passphrase:密码
Repeat passphrase: 密码
Address: {87366ef81db496edd0ea2055ca605e8686eec1e6}

在passphrase提示下输入密码。注意，这个密码千万不能忘记，无法找回的。忘记密码，这个账户也就废掉了。

参数说明：

datadir：用来指定存储账户信息的目录。可以是相对目录如data，也可以是绝对路径，比如/home/cocolian/coco/data。使用相对目录，会在当前目录下建立这个新目录。
account new：创建账户指令。

3. 初始化账户数据

使用创世文件来初始化区块数据。从github下载的coco.json文件。

cocolian@ubuntu:~$ geth --datadir "data" init coco.json

参数说明：

datadir：用来指定存储账户信息的目录。可以是相对目录如data，也可以是绝对路径，比如/home/cocolian/coco/data。使用相对目录，会在当前目录下建立这个新目录。
init coco.json： coco.json是可可链专用的初始化数据。以下我们详细介绍数据内容。

4. 启动客户端

geth --nodiscover --nat 'none' --verbosity 5 --config  coco.toml  console 2> main.log

进入geth的控制台。

参数说明：

nodiscover：关闭节点自动发现。使用配置文件coco.toml 中指定的节点来连接。
nat：NAT端口映射机制，默认为any，是为了解决UPnP查找失败而设置的参数。如果出现 “no UPnP or NAT-PMP router discovered”错误，则需要把nat设置为none。
unlock：默认解锁的账户。这样这个账户在操作中一直都是unlock的。这会导致安全问题。参数可以是0,1,2..等序号，表示通过eth.accounts来获取的第N个账户；也可以直接写账户地址。
verbosity：日志级别，日志详细度:0=silent, 1=error, 2=warn, 3=info, 4=debug, 5=detail (default: 3)。开发阶段建议设置为5，不少重要信息都在detail级别打印出来的。
config：其他配置参数文件，可以使用相对或者绝对路径。参见第四节的详细说明。

这里使用 2> main.log来做日志输出转存，避免在交互中被日志给干扰，就是有输入的同时，被日志给中断了。 coco.toml中配置参数说明，参见Ethereum启动参数详解一文。

进入控制台后，可以查看当前链接的节点：

> admin.peers
[{
    caps: ["eth/62", "eth/63"],
    id: "6b4ca8a4924b0d56381d3d163881b7e59a931b44f698d178ffda16897fe02b9e399710d837d61b6e0be884f6b1a6dbafe77ac88d5715fcae00c2cb867a21217e",
    name: "Geth/v1.8.11-stable-dea1ce05/linux-amd64/go1.10.3",
    network: {
      inbound: false,
      localAddress: "192.168.221.131:48634",
      remoteAddress: "123.206.83.152:3084",
      static: true,
      trusted: true
    },
    protocols: {
      eth: {
        difficulty: 69141,
        head: "0xe82be4751c5dfc6b4d527346143ae7795097ca36d4d0059ee34bb9070c7ef813",
        version: 63
      }
    }
}, {
    caps: ["eth/62", "eth/63"],
    id: "85f01799a4926a38a4fef22d6b5b1b6b53f104ecb0701e1f69446b8dee741fee3302b1e66bde88f6be1eb1a19bdea85e78a839d3dd0c26dfc5f98cde464397db",
    name: "Geth/v1.8.11-stable/linux-amd64/go1.10.2",
    network: {
      inbound: false,
      localAddress: "192.168.221.131:39826",
      remoteAddress: "43.247.91.212:3084",
      static: true,
      trusted: true
    },
    protocols: {
      eth: {
        difficulty: 69141,
        head: "0xe82be4751c5dfc6b4d527346143ae7795097ca36d4d0059ee34bb9070c7ef813",
        version: 63
      }
    }
}, {
    caps: ["eth/62", "eth/63"],
    id: "ca54e002e9df899a2b2d22c322da7dd73153a3a80777d565af00cb536a9bd21e68b2a6f21a9d595cb40d91bcd2d305ea35e4550fa35d85d817dd2bec65d74e30",
    name: "Geth/v1.8.11-stable-dea1ce05/linux-amd64/go1.10.3",
    network: {
      inbound: false,
      localAddress: "192.168.221.131:57036",
      remoteAddress: "123.207.166.122:3084",
      static: true,
      trusted: true
    },
    protocols: {
      eth: {
        difficulty: 69141,
        head: "0xe82be4751c5dfc6b4d527346143ae7795097ca36d4d0059ee34bb9070c7ef813",
        version: 63
      }
    }
}]

这几个是coco的核心节点，预置在coco.toml文件的boot nodes列表中。能正常连接到这些节点，说明网络已经可以用了。

5. 常用操作

查看当前账户

> eth.coinbase
"0xfb31c98b4f04488828f3b601da19182401e864b5"

查看账户余额

> eth.getBalance(eth.coinbase)
4912908880000000000

这个账户余额，那是老熊给赠送了一些coco币。

三、转账

1. 执行转账

进入geth控制台后，可以做一些简单的操作。我们可以先尝试转账操作。默认的，每个账户刚初始化的时候都没钱。需有需要，请联系凤凰牌老熊，分配初始金额。转账需要先解锁账户，输入密码：

> personal.unlockAccount(eth.accounts[2])
Unlock account 0x8a99d622d45458e973a213845726702fe30626d9
Passphrase:
true

使用sendTransaction来执行交易：

> eth.sendTransaction({from: "0x8a99d622d45458e973a213845726702fe30626d9", to: "0xfb31c98b4f04488828f3b601da19182401e864b5", value: web3.toWei(1,"ether"), gasPrice: '4000000' })
"0x97c41dfe5f2959816c4772fbcb512bdee9f6689b556d7267914aa883930e64af"

返回的是交易单号。这个交易不是立即成功的，我们可以通过eth.getTransaction来查看交易状态：

> eth.getTransaction("0x97c41dfe5f2959816c4772fbcb512bdee9f6689b556d7267914aa883930e64af")
{
  blockHash: "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  blockNumber: null,
  from: "0x8a99d622d45458e973a213845726702fe30626d9",
  gas: 90000,
  gasPrice: 4000000,
  hash: "0x97c41dfe5f2959816c4772fbcb512bdee9f6689b556d7267914aa883930e64af",
  input: "0x",
  nonce: 0,
  r: "0x3e7b36a75970bd7d4175172c63153f30786ef066d13c2900a017bd0e4968fb15",
  s: "0x7b91bf2d14d848d670652cb04be72256c16cf180ed66a15fd021322cc6ec732",
  to: "0xfb31c98b4f04488828f3b601da19182401e864b5",
  transactionIndex: 0,
  v: "0x181a4",
  value: 1000000000000000000
}

或者看未成功的交易：

> eth.pendingTransactions
[{
    blockHash: null,
    blockNumber: null,
    from: "0x8a99d622d45458e973a213845726702fe30626d9",
    gas: 90000,
    gasPrice: 4000000,
    hash: "0x97c41dfe5f2959816c4772fbcb512bdee9f6689b556d7267914aa883930e64af",
    input: "0x",
    nonce: 0,
    r: "0x3e7b36a75970bd7d4175172c63153f30786ef066d13c2900a017bd0e4968fb15",
    s: "0x7b91bf2d14d848d670652cb04be72256c16cf180ed66a15fd021322cc6ec732",
    to: "0xfb31c98b4f04488828f3b601da19182401e864b5",
    transactionIndex: 0,
    v: "0x181a4",
    value: 1000000000000000000
}]

blockHash为0， blockNumber为空，说明还没分配到区块号，还没打包进来。 15秒内一般交易都能完成。过了这段时间

用这个订单号到服务器上去查，在服务器上能看到这个日志：

TRACE[08-09|14:41:46] Discarding invalid transaction           hash=97c41d…0e64af err="transaction underpriced"

2. 重发交易

说明gashPrice给少了。 gashPrice是每一笔交易支付给矿工的币值，类似运费。ethereum使用以太币来作为币值单位，最小的币值单位是wei。增加到40000000000，重发交易看看：

> eth.resend(eth.pendingTransactions[0], 40000000000)
"0x478767e5e0dddcbd083cb1d3070bf6f9201df42520b4d37b42956513b432a58e"
> eth.getTransaction("0x478767e5e0dddcbd083cb1d3070bf6f9201df42520b4d37b42956513b432a58e")
{
  blockHash: "0x11d0b99e5108ee6fd04e204439b07f6bd472f5c5b0d2caf9447b2bff74ebdb7f",
  blockNumber: 51995,
  from: "0x8a99d622d45458e973a213845726702fe30626d9",
  gas: 90000,
  gasPrice: 40000000000,
  hash: "0x478767e5e0dddcbd083cb1d3070bf6f9201df42520b4d37b42956513b432a58e",
  input: "0x",
  nonce: 0,
  r: "0x56106a2765802e7e48842010ca8d141489a6318b1f4c0f91000c08cab905bdd9",
  s: "0x456d3e71ffe655fca7f7402e617f368d617c4747a22edf679d4edc296a76ef51",
  to: "0xfb31c98b4f04488828f3b601da19182401e864b5",
  transactionIndex: 0,
  v: "0x181a4",
  value: 1000000000000000000
}

操作成功，分配了51995这个区块号。如何计算gashPrice，将在后续文章中介绍。

如果超时了，还需要解锁账户，重新执行personal.unlockAccount指令。

3.以太币

人民币的单位就是分、角、元，相比之下，以太坊要复杂得多了，有一堆的货币单位，还有对应的别名。最小的单位是wei，以下是他们的换算表。

名称	别名	币值指数	八卦
Wei		0	戴伟(Wei Dai)是一位密码学的先驱
Kwei	Ada	3	阿达·洛芙莱斯(Ada Lovelace)是著名英国诗人拜伦之女，数学家、计算机程序创始人，建立了循环和子程序概念。
Mwei	Babbage	6	查尔斯·巴贝奇(Charles Babbage)的被称为通用计算机之父，设计出了差分机和分析机
Gwei	Shannon	9	克劳德·香农(Claude Shannon)是美国数学家、信息论的创始人。
Microether	Szabo	12	尼克·萨博(Nick Szabo)在1998年设计了一种去中心的数字货币机制，被称为比特金
Milliether	Finney	15	哈尔·芬尼(Hal Finney)，比特币最早的支持者。
Ether		18	我们说的以太币就这个
Kether		21
Mether		24
Gether		27
Tether		30

币值单位是以10为基数的指数，比如KWei = 10^3Wei

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