最近帶我師弟做項目，順手衍生了一份實驗手記。我自覺不錯。就放上來了。
以太坊 Go 客戶端的安裝與區塊鏈的導入導出
以下實驗在 Ubuntu 16.04 LTS 中進行，驗證對 Ethereum Go 客戶端（geth）的 1.6.6- stable-10a45cb5 版本有效。其他版本的特性參見 Git Hub 項目主頁 [1]。 在 Ubuntu 上使用 PPA 安裝的命令如下：
sudo apt-get install software-properties-common
sudo add-apt-repository -y ppa:ethereum/ethereum
sudo add-apt-repository -y ppa:ethereum/ethereum-dev
sudo apt-get update
sudo apt-get install ethereum
在使用上述命令安裝後，在控制檯使用 geth --help 命令應當有所迴應，如圖1所示。 需要注意的是，安裝之後若直接運行 geth，則程序將會把所有需要持久化的數據（除 了工作量證明的 Ethash 算法需要生成的有向無環圖）寫入默認的數據文件夾中，在 Linux 下 這個默認的數據文件夾爲~/.ethereum。 即區塊鏈的數據就會被默認存儲在該文件夾下，但在運行 geth 時也可以通過--datadir <data dir> 選項來指定區塊鏈數據的位置。 這些區塊鏈的數據可以進行導入和導出操作，相關的命令如下：
• 升級數據庫： geth upgradedb
• 清除數據庫： geth removedb
• 導入區塊鏈： geth import <filename>
• 導出區塊鏈： geth export <filename> 多說一句，之前提到的用於工作量證明（PoW，Proof of Work）的 Ethash 算法需要生 成的有向無環圖（DAG）將被保存在~/.ethash 目錄下，因而可以被所有的客戶端節點複用， 即只在第一次生成客戶端節點時下載並緩存 DAG，這個過程通常非常漫長，我們後續會提到。
1 圖 1: 安裝後驗證安裝成功
2
節點創建和初始化
首先使用如下命令創建兩個數據文件夾，對應將來我們創建的兩個節點：
mkdir -p ~/BlockChain/miner1
mkdir -p ~/BlockChain/miner2
然後我們編寫一個創世區塊的配置文件genesis.json，內容如下：
{
" nonce" : " 0x0000000000000042" ,
" mixhash" : " 0
x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000" ,
" difficulty" : " 0x400" ,
" alloc" : {},
" coinbase" : " 0x0000000000000000000000000000000000000000" ,
" timestamp" : " 0x00" ,
" parentHash" : " 0
x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000" ,
" extraData" : " " ,
" gasLimit" : " 0xffffffff" ,
2 " config" : {
" chainId" : 42,
" homesteadBlock" : 0,
" eip155Block" : 0,
" eip158Block" : 0
}
}
其中各項的含義如下：
• nonce：一個 64 位隨機數，用於挖礦，其設置需要滿足以太坊的黃皮書（[2]）的要求
• mixhash：與 nonce 配合用於挖礦，由上一個區塊的一部分生成的 hash，其設置同樣需 要滿足以太坊的黃皮書的要求
• difficulty：設置當前區塊的難度，如果難度過大，CPU 挖礦就很難，這裏設置較小難度
• coinbase：礦工的賬號，此處可隨便填
• timestamp：設置創世塊的時間戳
• parentHash：上一個區塊的 hash 值，因爲是創世塊，所以這個值是 0
• extraData：額外信息，這裏留空。
• gasLimit：該值設置對 GAS 的消耗總量限制，用來限制區塊能包含的交易信息總和，因 爲我們是私有鏈，所以填最大。
• config：從 geth 1.6 版本開始，所有的創世區塊的配置文件必須包含此項，用於指定鏈 的 id（chainId，也被稱爲 network id），此處我們指定爲 42。
設置好的創世區塊配置文件我們放在~/BlockChain/genesis.json 處，如圖2 所示。 接着使用以下命令初始化節點：
cd ~/BlockChain # 工 作 目 錄 切 換 到BlockChain
geth --datadir miner1 init genesis.json
geth --datadir miner2 init genesis.json
這條命令的作用是以 genesis.json 中的配置初始化兩個節點 miner1 和 miner2，將節點 的數據分別存儲在對應的文件夾下。在使用這創建命令後，控制檯會輸出相應的提示，如圖3， 幾行 INFO 表示我們成功將節點數據寫其中唯一一行 WARN 表示我們還沒有爲這個節點創 建默認用戶，這將在之後完成。
BlockChain 的目錄結構應當如下，其中 geth 文件夾下保存了你建好的私有區塊鏈的數 據庫，而 keystore 則存儲了當前節點中賬戶的數據。
3 圖 2: 創建數據文件夾並編寫創世區塊配置文件
4 圖 3: 初始化並寫進創始區塊
5 圖 4: 初始化並寫進創始區塊後的目錄結構
然後在 contracts 目錄下創建並編寫 SmartToken.sol 文件如下，其中定義了三個合約函 數和一個事件記錄。三個合約函數中，depositToken 是向指定的對象發放一定數量的令牌，並 觸發事件記錄；withdrawToken 是從指定的對象處收回一定數量的令牌，並觸發事件記錄；最 後的 getTokens 是一個常量函數，所以在調用的時候不會有 gas 值的開銷。
pragma solidity ^0.4.0;
contract SmartToken {
mapping(address => uint) tokens;
event OnValueChanged(address indexed _from, uint _value);
function depositToken(address recipient, uint value) returns (bool
success) {
tokens[recipient] += value;
OnValueChanged(recipient, tokens[recipient]);
return true;
}
function withdrawToken(address recipient, uint value) returns (bool
success) {
if ((tokens[recipient] - value) < 0) {
tokens[recipient] = 0;
} else {
tokens[recipient] -= value;
}
OnValueChanged(recipient, tokens[recipient]);
return true;
}
function getTokens(address recipient) constant returns (uint value) {
return tokens[recipient];
}
}
接着通過修改migrations/2_deploy_contracts.js 修改部署配置相關的代碼，修改 後的代碼如下：
23 圖 23: 使用 truffle 編譯部署的結果
部署成功後我們可以在 truffle 控制檯中查看合約地址與 ABI 接口信息（這裏的 ABI 用 JSON 表示，如圖24）：
truffle console
# 進 入truffle控 制 臺
SmartToken.address
# 查看地址
JSON.stringify(SmartToken.abi) # 查 看abi， JSON格 式
.exit
# 退 出truffle控 制 臺
25 圖 24: 查看合約被部署的地址與 JSON 格式的 ABI 接口信息
8
通過 Mist 客戶端查看和測試合約
最後我們通過 Mist 這個客戶端來查看和測試合約，直接從圖形界面點擊之前安裝好的 Mist 客戶端，他會自己找到默認路徑下的 geth.ipc 文件，然後以該文件對應的節點的身份登 錄並獲取賬戶信息，即會以 miner1 的第一個賬戶的身份登錄 Mist 瀏覽器。
打開 Mist 瀏覽器最初的界面會如圖25所示，由於 miner1 節點正在挖礦，你會看到默認 賬戶的以太幣不斷增加。
26 圖 25: Mist 自動登錄後的錢包界面，可以看到當前登錄的 miner1 節點上的兩個賬戶，下面的 ADD ACCOUNT 提供了增加賬戶的選項，這實際只是對我們之前控制檯創建賬戶命令做的 上層封裝
點擊上面的 SEND 標籤，可以從 WALLET 切換到交易的界面，如圖26，從這裏可以看 到，以太坊的客戶端 Mist 實際也就是對我們 JS 控制檯中的命令進行了封裝。Mist 這個客戶 端本來也就是被設計成給普通用戶參與以太幣交易的。
27 圖 26: Mist 的交易界面，其實就是對我們之前在 JS 控制檯中交易的封裝 我們也可以點擊初始界面的 CONTRACTS 標籤，切換到合約界面，大致的狀況如圖27所 示，我們可以看到他提供了部署合約和查看合約的選項。
28 圖 27: 合約相關界面
而從合約界面上 Mist 也提供了部署合約的選項，如果我們點擊 DEPLOY NEW CON- TRACT 則會進入圖28 所示的界面，可以看到他在這個客戶端中提供了一個 Solidity 的編輯 器，能夠供普通用戶編寫合約代碼部署到當前節點。
29 圖 28: 點擊 DEPLOY NEW CONTRACT 進入的部署合約的界面
而如果我們在之前的合約界面點擊 WATCH CONTRACT，則會彈出圖29 所示界面，我 們輸入之前從 truffle 控制檯得來的合約地址、合約名、以及 JSON 格式的接口，就可以查看 和運行之前編寫的智能合約了。
30 圖 29: Mist 中輸入之前部署好的智能合約信息
我們點擊我們輸入的智能合約的圖標，會進入圖30所示界面，其中因爲 getTokens 是一個 const 函數，所以執行時不會花費 gas，我們在左側輸入地址即可查詢，我們這裏輸入 miner2 的第二個賬戶的地址，查看其初始令牌數爲 0。接着我們在右側選擇 Deposit Token 這個函 數，然後輸入 miner2 的第二個賬戶的地址，Value 填入 1234，並看到右下方合約的執行者是 miner1 的主賬戶（默認第一個賬戶），我們點擊圖中的 EXECUTE 按鈕。
31 圖 30: 查看 miner2 的第二個賬戶最開始的令牌數量，然後準備用 miner1 的第一個賬戶執行 合約函數，發放 1234 個令牌給 miner2 的第二個賬戶
按下 EXECUTE 按鈕後，我們能看到一個確認執行合約的彈窗（圖31），需要輸入當前合 約執行人的密碼，我們輸入後點擊 SEND TRANSACTION。
32 圖 31: 輸入密碼確認合約 之後可以看到， 確認執行的彈窗消失後回到執行合約的界面32，我們可以看到左側的 miner2 的第二個賬戶的令牌數量變爲 1234。 33 圖 32: 合約執行結束後，再查看 miner2 的第二個賬戶的令牌數量，發現已經從 0 變成了 1234
我們再下拉，勾選上圖33中的 Watch contract events 之後就可以看到之前的 deposit 操 作觸發的事件也被永久記錄下來了。
34 圖 33: 下面關於合約函數執行後觸發的函數會自動增加
參考文獻
[1] https://github.com/ethereum/go-ethereum.
[2] http://gavwood.com/Paper.pdf.
[3] https://github.com/ethereum/go-ethereum/wiki/JavaScript-Console.
圖暫時沒放上去了，pdf版如果需要，可以在下面評論區留言。