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以太坊文档整理

2017-09-03  本文已影响1659人  趁风卷

本文是对以太坊文档 Ethereum Frontier Guide 和 Ethereum Homestead 的整理。Fontier 和 Homestead 分别是以太坊的第 1 和 第 2 个版本。

本文使用 go 语言编写的命令行客户端 geth

geth 的命令可以分为 CLI 命令和 JavaScript 控制台交互式命令，约定如下

1. 安装和运行节点

1.1 安装客户端

geth 的安装教程请参见 Building Ethereum

1.2 同步区块

「同步」的意思是把网络上的区块全部下载到本地，以同步到网络的最新状态。使用客户端前必须先同步区块。

同步命令如下

更优雅的同步方式

数据存放目录

主网络区块数据的默认存放目录是 ~/Library/Ethereum（Mac OS X）

不同客户端是可以共用区块数据的。用 geth 同步的区块数据，可以在 Ethereum Wallet 或 Mist 客户端里直接使用。

导入已有的区块文件

如果本地已有区块文件，可以将其导入

启动节点

1.3 启动客户端

启动客户端的方式如下

更常用的是启动客户端，并进入控制台模式：geth --datadir <path> console 2>console.log。同时可以另开窗口，用 tail -f console.log 浏览日志。

更复杂的启动命令

geth --identity "MyNodeName" --rpc --rpcport "8080" --rpccorsdomain "*" --datadir "./ethdev" --port "30303" --nodiscover --rpcapi "db,eth,net,web3" --networkid 1999（参考：Command line parameters）

监控

在控制台里，使用这些命令检查连接状态

此外，还有一些网站供你查看以太坊主网络的状态

1.4 测试网络

以太坊公有的测试网络有 Ropsten 和 Rinkeby。除此之外，你可以搭建自己的私有网络，即只能本地访问的私网。

下面介绍 3 种测试网络的搭建方式

Ropsten网络

参考：ethereum/ropsten

Rinkeby网络

参见 Rinkeby: Ethereum Testnet - Connect Yourself，有 archive, full, light, embedded 4种模式

私有网络

搭建私有网络，需要先新建创世块参数文件 genesis.json

{
    "config": {
        "chainId": 15,
        "homesteadBlock": 0,
        "eip155Block": 0,
        "eip158Block": 0
    },
    "difficulty": "10000",
    "gasLimit": "2100000",
    "alloc": {
        "7df9a875a174b3bc565e6424a0050ebc1b2d1d82": { "balance": "300000" },
        "f41c74c9ae680c1aa78f42e5647a62f353b7bdde": { "balance": "400000" }
    }
}

接下来使用命令 geth --datadir ./ethdev init <genesis.json> console 初始化测试网络，并进入控制台。

该测试网络只有你一个人，你需要自己挖坑来记录交易。

参考

2. 账户管理

2.1 创建账户

新建账户

导入账户

修改密码

2.2 导入钱包

创建多签名钱包，请参见Creating a Multi-Signature Wallet in Mist

2.3 查看账户信息

列出所有账户

查看账户余额

下面的代码可以打印所有的账户余额

function checkAllBalances() { 
var i =0; 
eth.accounts.forEach( function(e){
     console.log("  eth.accounts["+i+"]: " +  e + " \tbalance: " + web3.fromWei(eth.getBalance(e), "ether") + " ether"); 
i++; 
})
};

小技巧：可以把代码存到文件中。进入 geth 的控制台后，用 > loadScript(<loadfile.js>) 导入文件中的函数。

2.4 发送交易

以发起一个 0.01 个 ether 的转账交易为例

> var sender = eth.accounts[0];
> var receiver = eth.accounts[1];
> var amount = web3.toWei(0.01, "ether")

> eth.sendTransaction({from:sender, to:receiver, value: amount, gas: gasAmount})  //`gas` 不是必须的

之后会让你输入密码

或者也可以先用 personal.unlockAccount(sender, <passphrase>) 解锁账户，再发送交易。

3. 挖矿

3.1 介绍

挖矿会有挖矿奖励

以太坊使用 Ethash 的 PoW 算法

3.2 CPU 挖矿

挖矿

发放奖励：eth.etherbase（也叫 coinbase）是一个地址，挖矿奖励会发到这个地址里。改变 etherbase 的方式如下

其他

下面的函数可以统计不同地址的出块数量

function minedBlocks(lastn, addr) {
  addrs = [];
  if (!addr) {
    addr = eth.coinbase
  }
  limit = eth.blockNumber - lastn
  for (i = eth.blockNumber; i >= limit; i--) {
    if (eth.getBlock(i).miner == addr) {
      addrs.push(i)
    }
  }
  return addrs
}
// scans the last 1000 blocks and returns the blocknumbers of blocks mined by your coinbase 
// (more precisely blocks the mining reward for which is sent to your coinbase).   
minedBlocks(1000, eth.coinbase);
//[352708, 352655, 352559]

3.3 其他挖矿方式

4. 接口

4.1 命令行接口

CLI 命令已介绍得差不多了。

可以去 Command Line Options 查阅具体的命令。

4.2 JSON RPC API

JSON-RPC 是一种无状态、轻量级的 RPC 协议，规定了通信的数据结构和规则。以太坊客户端使用 JSON-RPC 和其他客户端通信。

比如 MetaMask 钱包就是通过 JSON-RPC 和以太坊客户端进行通信的。

对于不同的以太坊客户端，默认 JSON-RPC 地址如下

geth 是 go 客户端，因此 JSON-RPC 为 http://localhost:8545。

常用命令

细节请参阅 JSON RPC

4.3 使用 Ðapp 的 JavaScript API

你可以使用 web3.js 库所提供的对象，来搭建 Ðapp。

细节请参阅 JavaScript API

4.4 JavaScript 控制台

一般操作都在控制台模式下进行。

详细命令请参阅 JavaScript Console

5. 智能合约

5.1 对智能合约进行基本概念的介绍；后面的小节依次介绍合约的编写、编译和部署。

参考

5.1 介绍

5.1.1 账户

以太坊有 2 种账户

当合约收到交易时，以太坊虚拟机（EVM）会根据它收到的参数，来执行内部的代码。

5.1.2 交易与消息

交易（Transaction）：EOA发送给其他账户（EOA或合约）的签名过的消息

消息（Message）：合约发给其他合约的消息

两者的不同就在于发送方的不同

5.1.3 gas

ether 是以太坊中的货币，用于支付 EVM 的计算。

以太坊中货币最小的单位是 wei。

Unit Wei Value Wei
wei 1 wei 1
Kwei (babbage) 1e3 wei 1,000
Mwei (lovelace) 1e6 wei 1,000,000
Gwei (shannon) 1e9 wei 1,000,000,000
microether (szabo) 1e12 wei 1,000,000,000,000
milliether (finney) 1e15 wei 1,000,000,000,000,000
ether 1e18 wei 1,000,000,000,000,000,000

其他：Ether 供应量

Gas 被认为是网络资源的不变花费。我们希望发送每笔交易的真实成本总是保持不变，所以 Gas 不能被发行，否则价格会有波动。

反之，我们发行 ether。当 ether 价格上升时，Gas 价格就对应下降，以保持真实成本不变

参考：Ether

5.1.4 账户交互的例子

合约通常为这 4 种目的服务

合约能充当不同的角色，因此我们希望合约可以多交互。下面举一个合约交互的例子

这个例子有 5 个合约

Alice 完成赌注，需要这么做

  1. Alice 发送消息给 Bet Contract，其消息是「接受赌约，并把自己的 50 个 GavCoin 存到 Bet Contract 的账户下」
  2. Bet Contract 发送消息给 GavCoin Contract，把 Alice 的 50 个 GavCoin 存到自己的账户（即合约地址）里

Bob 想完成赌注，需要这么做

  1. Bob 的 EOA 发送消息给 Forwarding Contract，该消息包含了 Bob 的 EOA 的 ECDSA 和 Lamport 签名，以及消息「接受赌约，并把自己的 50 个 GavCoin 存到 Bet Contract 的账户下」。
  2. Forwarding Contract 发送消息给 Lamport Contract，要求验证 Lamport 签名
  3. 若验签成功，Lamport Contract 返回 1 给 Forwarding Contract。Forwarding Contract 发送消息给 Bet Contract
  4. Bet Contract 发送消息给 GavCoin Contract，把 Bob 的 50 个 GavCoin 存到自己的账户（即合约地址）里

Bet Contract 将自动执行赌约

  1. Bet Contract 每隔一定周期发消息给 Weather Contract，查询 San Francisco 的当前气温
  2. 一旦气温超过 35°C，Bet Contract 发消息给 GavCoin Contract，把自己账户里的 100 GavCoin 发到 Bob 的账户里

5.2 编写合约

学习 solidity 的资源

接下来以合约 greeter.sol 为例（来自 Contract Tutorial）

pragma solidity ^0.4.10;

contract mortal {
    /* Define variable owner of the type address*/
    address owner;

    /* this function is executed at initialization and sets the owner of the contract */
    function mortal() { owner = msg.sender; }

    /* Function to recover the funds on the contract */
    function kill() { if (msg.sender == owner) suicide(owner); }
}

contract greeter is mortal {
    /* define variable greeting of the type string */
    string greeting;
    
    /* this runs when the contract is executed */
    function greeter(string _greeting) public {
        greeting = _greeting;
    }

    /* main function */
    function greet() constant returns (string) {
        return greeting;
    }
}

5.3 编译合约

合约以「以太坊虚拟机（EVM）字节码」的形式存在与区块中，因此需要对源文件进行编译得到字节码。

有几种编译方式

5.3.1 安装 solc 编译器

下面是 Mac OS 平台上的 solc 编译器安装方式。其他平台请参考 Building from Source

现在敲入命令 solc 就可以调用编译器了

注

5.3.2 编译

编译后，我们会得到 2 个东西，用来部署合约：

常用编译命令

为了方便部署，我们一般使用这个命令

echo "var compilerOutput=`solc --optimize --combined-json abi,bin greeter.sol`" > greeter_compiled.js

这将生成一个 greeter_compiled.js 文件，看起来会像这个样子（已经过格式化）

var compilerOutput =
{
  "contracts": {
    "greeter.sol:greeter": {
      "abi": "[{\"constant\":false,\"inputs\":[],\"name\":\"kill\",\"outputs\":[],\"payable\":false,\"stateMutability\":\"nonpayable\",\"type\":\"function\"},{\"constant\":true,\"inputs\":[],\"name\":\"greet\",\"outputs\":[{\"name\":\"\",\"type\":\"string\"}],\"payable\":false,\"stateMutability\":\"view\",\"type\":\"function\"},{\"inputs\":[{\"name\":\"_greeting\",\"type\":\"string\"}],\"payable\":false,\"stateMutability\":\"nonpayable\",\"type\":\"constructor\"}]",
      "bin": "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"
    },
    "greeter.sol:mortal": {
      "abi": "[{\"constant\":false,\"inputs\":[],\"name\":\"kill\",\"outputs\":[],\"payable\":false,\"stateMutability\":\"nonpayable\",\"type\":\"function\"},{\"inputs\":[],\"payable\":false,\"stateMutability\":\"nonpayable\",\"type\":\"constructor\"}]",
      "bin": "6060604052341561000f57600080fd5b60008054600160a060020a033316600160a060020a031990911617905560b98061003a6000396000f300606060405263ffffffff7c010000000000000000000000000000000000000000000000000000000060003504166341c0e1b58114603b57600080fd5b3415604557600080fd5b604b604d565b005b6000543373ffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff90811691161415608b5760005473ffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff16ff5b5600a165627a7a723058208d5720dc8ecd1ce214bdca4a93dd356c2894a206b14d349dba56a43e49ac2ae80029"
    }
  },
  "version": "0.4.17-develop.2017.8.28+commit.2b3a49f7.Darwin.appleclang"
}

这个文件包含了 bin 和 abi 信息。

接下来要用该文件部署合约

5.4 部署合约

进入 geth 控制台里，执行下面的命令

> loadScript('greeter_compiled.js')  // 导入编译后生成的文件
true
> var _greeting = "Hello World!!!"  // 部署该合约需要的初始化参数
undefined
> var greeterContract = web3.eth.contract(JSON.parse(compilerOutput.contracts["greeter.sol:greeter"].abi));  // 要解析成 json 对象
undefined
> var gt = greeterContract.new(_greeting, {from: eth.accounts[0], data: "0x" + compilerOutput.contracts["greeter.sol:greeter"].bin, gas: 4700000},
    function (e, contract) {
        console.log(e, contract);
        if (typeof contract.address !== 'undefined') {
            console.log('Contract mined! address: ' + contract.address + ' transactionHash: ' + contract.transactionHash);
        }
    }
  );

总结一下，可以得到部署合约的一般命令（# 开头的变量是我们需要设置的）

> var Contract = web3.eth.contract(#abi);  // abi 是一个 json 对象
undefined
// 部署一个合约实例
> var deployed  = Contract.new(#args, {from: #sender, data: "0x" + #bin, gas: 4700000},   // args：合约的构造函数所需的参数。如果有多个参数，依次用,隔开 中；sender：合约的部署者地址；bin：二进制字节码，前面要加'0x'；gas：部署需要花费的 gas 量
    function (e, contract) {  // 这是个回调函数，作用是合约部署成功后，通知你一声
        console.log(e, contract);
        if (typeof contract.address !== 'undefined') {
            console.log('Contract mined! address: ' + contract.address + ' transactionHash: ' + contract.transactionHash);
        }
    }
  );
null [object Object]
undefined

这里只是把你的合约广播出去，只有被区块记录后，才部署成功。

私有网络下，可以自己来挖新区块

> miner.start()
null
> null [object Object]
Contract mined! address: 0xdfb2938df1e4c80f309f7f09ceae871175b94a81 transactionHash: 0x49fad3bbb8fe00efa018fa8387d9ee2fef3a53dd5c841f2131b0afb5ba17f349  // 部署返回的合约地址和交易哈希值

更方便（偷懒）的方法：使用在线编译器里 Remix - Solidity IDE

由于 1.6 之后的 geth 控制台不能使用 solidity 编译器，而官方教程 Contract Tutorial 还是老版本，没有更新，于是饶了很多弯。最后参考 #14850 和 How to compile Solidity contracts with Geth v1.6? 才弄懂。

5.5 使用合约

先体验一下合约的使用

> gt.greet()  // gt 是 5.4 里得到的合约实例
"Hello World!!!"
> gt.address  // 合约地址
"0xdfb2938df1e4c80f309f7f09ceae871175b94a81"
> eth.getCode(gt.address)
"0x60606....."
> gt.kill.sendTransaction({from:eth.accounts[0]})  // 销毁合约。销毁后就无法使用了

这里的 .greet() 和 .kill() 函数的用法不同，是因为

5.5.1 实例化

使用合约前，需要对其进行实例化。先前的 gt 就是一个实例。

实例化合约有 2 步

参考：web3.eth.contract

5.5.2 调用合约中的方法

根据是否会改变网络状态，可将方法分成调用（call） 和 交易（sendTransaction） 两种类型。它们的调用方式分别如下

若使用 contractInstance.method(param1 [, param2, ...] [, transactionObject] [, defaultBlock] [, callback]);，则 EVM 会自动根据方法类型，来选择使用 call() 或 sendTransaction()。

参考：Contract Methods

5.5.3 Event

参考：Contract Event

5.X 其他

除了 geth 控制台，还可以用 JSON-RPC 部署合约。具体参考 Accessing Contracts and Transactions

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