以太坊研究：ETH基于POA的环境搭建

许多同学有研究POA的想法，那么今天我们尝试创建以太坊基于 POA 的环境，首先搭建环境前的准备：

1.安装 go-ethereum,下载 go 的源码

1

git clone https://github.com/ethereum/go-ethereum

2.编译go

1 2 3

cd go-ethereum
Make geth

3.创建4个文件夹

执行完成之后再bin的目录下会生成可执行文件geth，分别命名为node1.node2.signer1.signer2.node 是普通节点，用于后期节点间发起交易，在接下来的实验中，signer1 设置为创世块指定的授权节点；signer2为后期加入信任名单授权节点，目录如下：

1 2 3

root@test # ls
geth, node1,node2,signer1,signer2

4.私有链搭建创建新账户,将启动的数据分别存在不同的文件夹中。

1

./geth --datadir node1/data account new

至此我们有了四个账户，四个账户分别为

1 2 3 4 5 6 7

Node1: 93ab57b1c1ae82537d6c7956d2817916166f6389
Node2: c2fdb2dffa3a14740e3d8b3baeeea504a699229f
Signer1: 7d848a70962ad3830c59ad35c6811b1fc3d07360
Signer2: f5413187e29113841db0ec73a2c559a53b6be7fe

5.初始化创世块

在 1.6 之后的以太坊中提供了初始化创世块的工具：puppeth， 请选择含有 Geth & Tools 的版本下载，如下图标红处。下载地址：https://geth.ethereum.org/downloads/ , 也可以按照上文自行编译。

puppeth 是个互动式的程序，直接启动照着指示输入相关信息。设置 Private chain 名称，假定为 poa_test，如下：

6.指定每隔 30 秒生成一个区块

我们指定了第一个 signer1 这个用户用来挖矿，指定了 node1和 signer1 开始被填充了余额。

7.按照如下步骤将生成的初始块进行导出

8.导出后的配置文件如下如所示:

9.创世块为 json 格式

我们将创世块的内容列举如下：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63

{
"config": { "chainId": 40783,
"homesteadBlock": 1,
"eip150Block": 2, "eip150Hash":
"0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
"eip155Block": 3,
"eip158Block": 3,
"byzantiumBlock": 4, "clique": {
"period": 30,
"epoch": 30000
}
},
"nonce": "0x0", "timestamp": "0x59fa93a0", "extraData":
"0x00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000007d848a70962a d3830c59ad35c6811b1fc3d07360000000000000000000000000000000000000000000000000000 000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
0",
"gasLimit": "0x47b760", "difficulty": "0x1",
"mixHash": "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000", "coinbase": "0x0000000000000000000000000000000000000000",
"alloc": { "0000000000000000000000000000000000000000": {
"balance": "0x1"
},
….. // 此部分列举了部分内容，剩下为从 00 到 ff "00000000000000000000000000000000000000ff": {
"balance": "0x1"
}, "7d848a70962ad3830c59ad35c6811b1fc3d07360": {
"balance": "0x200000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000"
}, "93ab57b1c1ae82537d6c7956d2817916166f6389": {
"balance": "0x200000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000"
}
},
"number": "0x0",
"gasUsed": "0x0",
"parentHash": "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000"
}

参数解释如下：

10.初始化私有链

使用 geth init 指令，分别初始化 4 个节点的 datadir，比如初始化 node1 可执行：

1

./geth --datadir node1/data init poa_test.json

初始化完成之后，在每个文件夹中会生成两个子文件夹。

其中 geth 用来存储区块链的数据信息，keystore 用来存储账户信息,启动节点,分别执行以下命令:

1 2 3 4 5 6 7

./geth --datadir node1/data --networkid 66300 --port 3000 console
./geth --datadir node2/data --networkid 66300 --port 3001 console
./geth --datadir signer1/data --networkid 66300 --port 3002 --unlock 7d848a70962ad3830c59ad35c6811b1fc3d07360 console
./geth --datadir signer2/data --networkid 66300 --port 3003 console

11.建立data目录

datadir先前的步骤已经在每个节点各自的目录下都建立了data目录，networkid geths之间一定都要用同一个值才可以互相通信，比如实验中的66300. Portgeths 之间通信时，监听的一个port，由于四个节点都在本机，所以这里必须指定不同的值，使用 node1 对应 3000, node2 对应 3001, signer1 对应 3002, signer2 对应 3003.

Geth 参数含义如下：

12.启动成功后的截图如下

因为 signer1 为挖矿节点，所以在启动的时候需要进行解锁。

13.建立节点之前的通信

目前各个节点虽然已经启动，但是各个节点之间仍然处于孤立状态。各节点启动后无法相互通信的，所以geth要连上对方的节点就必须先设置好enode://@:,复制刚刚启动node1时出现的enode信息，将[::]替换为127.0.0.1，这样就可以让其他节点加入。如上面提示的的红色提示所见, node1 的 enode 为

1

enode://720d04c0fcf239fa773493e85d3393ef3a2ce581858cbaf1756288c2decc8f08c738fabbd6b4c79fa300292755601714522fcf4febe3f6f224ea119eaac41f72@127.0.0.1:3000

在node2,singer1,singer2的geth console界面下分别运行如下指令：

完成后，在 node1 的 geth console 输入 admin.peers 应该要看到三个节点资讯，如下：（每个id 对应其他节点的 encode 字段信息）

至此四个节点之前的关系已经初步建立。

14.开始挖矿

按照实验的设计，在本实验中 signer1 为挖矿节点，我们下面开始进行模拟挖矿，在 signer1 的console 界面，键入 miner.start()，geth 就会开始挖矿了，在 signer1 的 console 会出现正在mining 的信息。

从上面可以看出挖矿的时间间隔为 30 秒，与我们创世块的中参数一致，同时在其他节点（node1 和 node2 和 signer2）则会收到 import block 的信息。如下：

15.交易转账

按照我们的预设，在 node1 和 signer1 上是已经初始化了余额的。我进行查询如下：

但是目前的账户处于锁定状态，所以首先我们要进行解锁。

进行解锁的命令如下：

1

personal.unlockAccount("0x93ab57b1c1ae82537d6c7956d2817916166f6389")

我们开始对 node2 进行转账，如下图所示：

16.查看矿机的挖矿状态

此时已经将挖到的交易打入到区块中。查看 node2 账户的余额，展示如下：

到目前为止已经完成了 POA 私有链的所有内容的搭建。

17.加入新可信节点

按照预先实验设计，signer2 也为挖矿节点，如果此时启动 signer2 节点进行挖矿，则会出现未授权的异常，如下图所示：

18.节点授权

必须回到已经在授权名单内的节点的 console 界面下，将新的节点加入。在 signer1 的 console输入指令：

此时 signer1 挖矿节点的日志已经发生变化，已经签名，等待其他签名者。

19.重新启动

此时需要以输入密码的形式重新启动 signer2

1

./geth --datadir signer2/data --networkid 66300 --port 3003 --unlock f5413187e29113841db0ec73a2c559a53b6be7fe console

建立连接,使用 admin.addPeer()重新建立连接

1

admin.addPeer("enode://0d2d75b5e6fd5a7e3f82da882e49b4f74206c136a241b04a2f8ba95246df 8eb55f79de9562ffe68d5582f6e0424cfea950166236a3a7cee3f3d4cd084fc33cef@127.0.0.1:3003")

20.启动 singer2 开始挖矿

可以看到 signer1 和 signer2 在交替进行挖矿。

在 40 分 36 时，singner1，挖到了一个合适的区块， 进行签名后并立即进行广播，同时 signer2 获取到了最新的区块段，签名后并提交到网络中。singner1 在收到签名后进行打包，合并到区块中，并广播最新的消息。

至此，环境搭建全部完成 。