區塊鏈學習之3Windows平臺下以太坊私有鏈搭建及錢包部署和運行

在Windows下的安裝，是按着老師下發的安裝教程做的。由於前面有在Ubuntu搭建的經驗，所以感覺步驟大致相同，而且感覺Windows的簡單一些。

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一、理論知識

1.區塊鏈中私鑰、公鑰和比特幣地址三者的關係

1.用戶首先會得到一個私鑰，私鑰是由程序調用操作系統自帶的一個算法模塊，在本地自動的生成的。
2.然後錢包這個應用會將這個私鑰通過橢圓曲線算法這個矩陣相乘，得到用戶的公鑰。因爲是與矩陣相乘，所以公鑰也是矩陣，橫向和縱向都是32位。
3.因爲公鑰十分複雜、不方便使用，所以又通過哈希函數得到了一個比特幣地址（也叫錢包地址）。

2.比特幣地址與傳統賬號的區別

1.相同點：
都是進行交易的一個支付轉賬的“憑證”。
2.不同點：
（1）比特幣地址是由區塊鏈網絡自發生成，而傳統賬號地址是由第三方機構生成。
（2）通過比特幣地址查詢到的是所有的轉賬記錄，而傳統賬號查詢到的是餘額。

3.爲什麼一開始只是轉賬提交成功，需要礦工挖到新的區塊才能算交易成功？

網上找了找相關的文章，我覺得下面這篇理解起來好懂一點：
https://www.zxbcc.com/ad/478

上面那篇文章講的是原理，然後用我的話總結一下結論：
我們可以把 [挖礦行爲] 理解爲 [爭奪記賬權] ，所以 [挖到礦] 就可以理解爲 [記了一筆賬] 。
所以當我們想要轉賬的時候，一開始只是把轉賬信息提交成功，需要挖到新的區塊，把這筆轉賬信息記到新的區塊裏，相當於 [把這筆賬記下] 以後，才能算真正的交易成功。

4.區塊鏈交易過程

假設Alice要向Bob轉一筆賬，那麼需要解決以下問題;
1.如何證明Alice有錢？
答：公鑰，通過公鑰哈希判斷出錢包地址是Alice的。

2.如何證明現在發起交易的是Alice？
答：數字簽名，驗證Alice的數字簽名。

3.如何防止Alice的錢被使用兩次（即“雙花”問題）？
答：打標籤（就像火車票檢票一樣）

二、實驗操作

1.環境準備

1.安裝Win10 虛擬機

這是官方的虛擬機下載地址：
https://developer.microsoft.com/en-us/microsoft-edge/tools/vms/

然後選擇VMWare的就行：

然後直接導入就好：

開機密碼是 Passw0rd!。

（虛擬機裏只有一個盤，C盤，所以接下來的實驗都是在C盤完成的；如果用物理機的話，可以放在D盤E盤裏）

2.安裝Ethereum-Wallet

1.在C盤新建文件夾 Eth，專門放置以太坊開發環境 ：
2.把下載的Ethereum-Wallet-win64-0-8-10.zip壓縮包win-unpacked解壓到 C:\Eth 目錄下：

3.安裝geth

1.geth下載：https://ethereum.github.io/go-ethereum/downloads/
2.安裝geth,安裝在 C:\Eth 目錄下
3.在 C:\Eth 目錄下創建 privatechain 文件，用以存放區塊鏈數據。

2.以太坊私有鏈搭建

1.創建第一個節點

1.在 C:\Eth 目錄下創建創世塊文件 genesis.json，文件內容如下：

{
  "nonce": "0x0000000000000042",
  "difficulty": "0x40000",
  "mixhash": "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "coinbase": "0x0000000000000000000000000000000000000000",
  "timestamp": "0x00",
  "parentHash": "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "extraData": "0x11bbe8db4e347b4e8c937c1c8370e4b5ed33adb3db69cbdb7a38e1e50b1b82fa",
  "gasLimit": "0xffffffff",
  "alloc": {
    "3282791d6fd713f1e94f4bfd565eaa78b3a0599d": {
      "balance": "1337000000000000000000"
    },
    "17961d633bcf20a7b029a7d94b7df4da2ec5427f": {
      "balance": "229427000000000000000"
    }
  },
  "config": {
        "chainId": 15,
        "homesteadBlock": 0,
        "eip155Block": 0,
        "eip158Block": 0
    }
}

• Coinbase: 曠工賬戶
• Difficulty: 挖礦難度，0x400，這個是簡單。
• extraData：相當於備註 gasLimit：最小消耗 gas
• nonce :64位隨機數，用於挖礦，注意他和mixhash的設置需要滿足以太坊黃皮書中的要求
• parentHash :上一個區塊的Hash值，因爲是創世塊，石頭裏蹦出來的，沒有在它前面的，所以是0
• Timestamp : 時間戳
  

2.創建創世塊文件

打開cmd，進入 C:\Eth 目錄下（該目錄下有 geth.exe 和 genesis.json 文件，便於運行geth命令），創世塊文件初始化命令如下：

geth -datadir "%cd%\privatechain\node1" init genesis.json

• –datadir:後面跟本節點數據存放的目錄。
• genesis.json:是init命令的參數。

執行該命令後會在 C:\Eth\privatechain下自動新建 node1 文件夾，並在node1下生成 geth 和 keystore 兩個文件夾。

• 其中geth存放的是區塊信息，keystore中存放的是賬戶信息。

初始化完成以後你就擁有一條自己的私有鏈了，之後就可以啓動自己的私有鏈進行一些操作。

3.啓動私有鏈節點：

geth --targetgaslimit 4294967295 --rpc --rpcport "8101" --port "30301" --rpcapi "eth,web3,personal" --networkid 2020 --identity 2020 --nodiscover --maxpeers 5 --datadir "%cd%\privatechain\node1" --unlock 0 --rpccorsdomain "*" console 

註釋：

• –targetgaslimit：每個塊的gas上限，這裏可以暫時理解爲容量
• –rpc：啓動rpc通信，可以進行智能合約的部署和調試
• –rpcaddr：rpc接口的地址
• –rpcport：rpc接口的端口號
• –port：網絡監聽端口，用於節點之間通信
• –rpcapi：設置rpc的範圍，暫時開啓eth,web3,personal足夠
• –networkid：設置當前區塊鏈的網絡ID，是一個數字，可以隨便寫
• –identity：區塊鏈的標示，隨便填寫，用於標示目前網絡的名字
• –nodiscover：禁止被網絡中其它節點發現，需要手動添加該節點到網絡
• –maxpeers：最大節點數量
• –datadir：設置當前區塊鏈網絡數據存放的位置
• –unlock：解鎖某用戶（此處用用戶座標來控制，解鎖後的用戶調用接口發起交易時，不要需要提供密碼），0代表存儲在賬號數組中的第一個賬號。
  第一次啓動時，去掉這個參數，否則會報錯！因爲一開始沒有創建賬號，找不到該賬號！
• –rpccorsdomain：限制rpc訪問源的ip，代表不限制
• –mine：允許挖礦
• –console：啓動命令行模式，可以在Geth中執行命令*

出現這個頁面則代表啓動成功！

• 注意：如果之前創建了用戶，在啓動過程中會提示輸入密碼：XXXXXX（即之前創建的賬號） ，然後纔會啓動區塊鏈節點並進入Javascript Console。

3.以太坊私有鏈節點操作

1.新建賬戶：

personal.newAccount("密碼")

創建成功以後將會返回賬戶的地址：

如果沒有賬號直接開始挖礦的話，會遇到如下報錯：

2.查看礦工賬戶：

eth.coinbase

3.設置挖礦的賬號

miner.setEtherbase("賬戶地址")

4.開始挖礦：

miner.start(1)

• 括號中的1表示用一個線程進行挖礦，如果不配置，就會不斷消耗計算機資源，讓CPU全速運行，影響計算機的使用。

出現以下界面就表示挖礦成功（那個問號代表的是小錘錘，這裏沒顯示出來）：

5.停止挖礦：

miner.stop()

返回值爲true就對了。

第一次stop的時候也會初始化一次，不要慌，不要以爲沒停住……好吧我承認我當時慌了，連續執行了幾次stop命令：

6.查看賬戶餘額：

查詢的是第一個賬戶的餘額，當我們挖礦時，獎勵金存儲默認的是第一個賬戶。

eth.getBalance(eth.accounts[0])

換算成以太幣的單位來查看餘額：

web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[0]),'ether')

7.轉賬

1.轉賬的前提是有兩個賬戶，所以先新建一個賬戶：

2.轉賬前確認一下兩個賬戶的餘額：

3.解鎖錢包，否則會報錯：

personal.unlockAccount(eth.accounts[0])

4.開始轉賬：

web3.eth.sendTransaction({from:web3.eth.accounts[0] , to: web3.eth.accounts[1],value: web3.toWei(1, "ether")})

現在只是轉賬提交成功，需要礦工挖到新的區塊才能算交易成功。（原因上面的理論知識第3點已經講過了）

5.再次執行挖礦命令後，查看餘額：

轉賬成功！