Geth介绍及如何运行以太坊节点

在本文中，我们将看看以太坊节点是什么，并探索最受欢迎的节点之一，称为Geth。 为了与区块链进行通信，我们必须使用区块链客户端。客户端是能够与其他客户建立p2p通信信道，签署和广播交易，挖掘，部署和与智能合约交互等的软件。客户端通常被称为节点。 以太坊节点必须遵循的功能的正式定义在以太坊黄皮书中定义。黄皮书定义了网络上节点所需的函数，挖掘算法，私钥/公钥ECDSA参数。它定义了使节点与以太坊客户端完全兼容的全部功能。 基于[以太坊黄皮书](https://ethereum.github.io/yellowpaper/paper.pdf)，任何人都能够以他们认为合适的语言创建自己的以太坊节点实现。 这里可以看到完整的[客户端列表](https://github.com/ethereum/wiki/wiki/Clients,-tools,-dapp-browsers,-wallets-and-other-projects#ethereum-clients)。 迄今为止最受欢迎的客户是[Geth](https://github.com/ethereum/go-ethereum/wiki)和[Parity](https://wiki.parity.io/)。实现的不同之处主要在于选择的编程语言：Geth使用Golang，而Parity使用Rust。 由于Geth是目前最受欢迎的客户端实现，我们现在将重点关注它。 ### 节点类型 当你加入以太坊网络时，你可以选择运行各种类型的节点。目前的选项是： - light节点 - full节点 - Archive节点 Archive节点是full节点的特例，因此我们不会详细介绍它。我发现的节点类型的最佳摘要之一是在[Stack Exchange](https://ethereum.stackexchange.com/questions/5975/what-are-the-types-of-nodes-in-ethereum)上： 通常，我们可以将节点软件划分为两种类型：完整节点和轻（重量）节点。完整节点验证广播到网络上的块。也就是说，它们确保块中包含的交易（以及块本身）遵循以太坊规范中定义的规则。它们维护网络的当前状态（根据以太坊规范定义）。 不遵循规则的交易和块不用于确定以太坊网络的当前状态。例如，如果A尝试向B发送100以太，但A有0个ethers，并且一个块包含此交易，则完整节点将意识到这不遵循以太坊的规则并拒绝该块为无效。特别是，智能合约的执行是交易的一个例子。每当在交易中使用智能合约（例如，发送ERC-20代币）时，所有完整节点都必须运行所有指令以确保它们到达区块链的正确的，商定的下一状态。 到达同一个状态有多种方式。例如，如果A有101个以太，并且在一次交易中将其中的一百个给了B以支付1个以太的gas，那么最终结果将是如果A每次向B发送100个1以太的交易，每次交易支付0.01以太（无视谁收到交易费用）。要知道B现在是否允许发送100以太，就足以知道B的当前余额是多少。保留整个交易历史记录的完整节点称为完整归档节点。这些必须存在于网络上才能保持健康。 节点也可以选择丢弃旧数据；如果B想要向C发送100以太，那么如何获得以太并不重要，只要B的账号包含100以太。相反，轻节点不会验证每个块或交易，也可能没有当前区块链状态的副本。他们依靠完整的节点为他们提供缺失的细节（或者只是缺少特定的功能）。轻型节点的优势在于它们可以更快地启动和运行，可以在更多计算/内存受限的设备上运行，并且不会占用几乎同样多的存储空间。在缺点方面，其他节点存在信任因素（它根据客户端和概率方法/启发式方法而有所不同，可用于降低风险）。一些完整的客户端包括具有更快同步的功能（例如，Parity的warp sync）。 ### 安装Geth 可以在[此处](https://github.com/ethereum/go-ethereum/wiki/Building-Ethereum)找到Geth在各种平台（Windows，macOS，Linux）上的安装说明。该列表非常全面，并且保持最新，所以我不会在文章中介绍它。 ### 运行Geth 为了启动Geth节点，你唯一需要做的就是转到终端窗口并运行geth。当你这样做时，你应该得到类似于这样的输出： ``` ~ geth INFO [06-03|11:03:13] Maximum peer count ETH=25 LES=0 total=25 INFO [06-03|11:03:13] Starting peer-to-peer node instance=Geth/v1.8.10-stable/darwin-amd64/go1.10.2 INFO [06-03|11:03:13] Allocated cache and file handles database=/Users/mjvr/Library/Ethereum/geth/chaindata cache=768 handles=128 INFO [06-03|11:03:13] Writing default main-net genesis block INFO [06-03|11:03:14] Persisted trie from memory database nodes=12356 size=2.34mB time=48.31016ms gcnodes=0 gcsize=0.00B gctime=0s livenodes=1 livesize=0.00B INFO [06-03|11:03:14] Initialised chain configuration config="{ChainID: 1 Homestead: 1150000 DAO: 1920000 DAOSupport: true EIP150: 2463000 EIP155: 2675000 EIP158: 2675000 Byzantium: 4370000 Constantinople: <nil> Engine: ethash}" INFO [06-03|11:03:14] Disk storage enabled for ethash caches dir=/Users/mjvr/Library/Ethereum/geth/ethash count=3 INFO [06-03|11:03:14] Disk storage enabled for ethash DAGs dir=/Users/mjvr/.ethash count=2 INFO [06-03|11:03:14] Initialising Ethereum protocol versions="[63 62]" network=1 INFO [06-03|11:03:14] Loaded most recent local header number=0 hash=d4e567…cb8fa3 td=17179869184 INFO [06-03|11:03:14] Loaded most recent local full block number=0 hash=d4e567…cb8fa3 td=17179869184 INFO [06-03|11:03:14] Loaded most recent local fast block number=0 hash=d4e567…cb8fa3 td=17179869184 INFO [06-03|11:03:14] Regenerated local transaction journal transactions=0 accounts=0 INFO [06-03|11:03:14] Starting P2P networking INFO [06-03|11:03:16] UDP listener up self=enode://a4cb08519bc2bceecb8ad421871c624d5212888653bbaee309fda960f3c87ca7aa9855ee14684d521836ae88ad1986b8ca944348e976760d2bd1247ed3ca7628@[::]:30303 INFO [06-03|11:03:16] RLPx listener up self=enode://a4cb08519bc2bceecb8ad421871c624d5212888653bbaee309fda960f3c87ca7aa9855ee14684d521836ae88ad1986b8ca944348e976760d2bd1247ed3ca7628@[::]:30303 INFO [06-03|11:03:16] IPC endpoint opened url=/Users/mjvr/Library/Ethereum/geth.ipc ``` 在此之后，你应该看到定期出现新行，Geth说“导入新状态”或“导入新区块头”或“导入新收据”。状态，块头和交易是[ Ethereum’s tree tries](https://ethereum.stackexchange.com/questions/15142/how-many-tries-does-ethereum-have)的一部分：必须下载它们才能使你的节点与以太坊区块链同步。 这个过程可能需要很长时间，因此你可以选择运行这样的轻型节点。 ``` geth --light ``` Geth现在需要做的只是拉动最新的块头并依赖其他完整节点来通过使用[merkle证明](https://www.quora.com/Cryptography-How-does-a-Merkle-proof-actually-work)来验证交易。 ### 访问Geth控制台 现在你已经创建了一个节点，你可以通过在终端中打开一个新选项卡并运行以下命令来访问它： ``` geth attach ``` 这将把Geth控制台（一个用于与区块链通信的Javascript环境）连接到你的运行节点。这可以在完全客户端模式和轻模式下完成。 打开控制台后，键入以下内容： ``` web3.eth.blockNumber ``` 你应该输出一个数字（例如5631487），表示以太坊网络的当前块号。 ### 创建一个新帐户 要使用区块链，你需要拥有一个帐户。使用Geth，你可以通过在终端中运行以下命令来实现： ``` geth account new ``` 完成后，它会询问你输入密码，以保护你的帐户。确保使用安全密码并安全存储。 运行`geth account new`时Geth所做的是更新Geth数据目录中的文件（Geth存储所有必要数据的目录，包括块和块头信息）。目录在每个平台的位置： - macOS：`~/Library/Ethereum` - Linux：`~/.ethereum` - Windows：`%APPDATA%\Ethereum` ### 从其他客户端访问Geth 当你启动Geth时，客户端会自动在端口`8545`启动RPC服务器。你可以通过使用`web3js`或`web3j`等库连接到`localhost:8545`或使用`curl`或`wget`手动调用它来访问此端口上的RPC服务器及其[方法](https://github.com/ethereum/wiki/wiki/JSON-RPC)。 要了解如何与正在运行的Geth实例（在启动你自己的区块链时是私有的，或在上面的说明中公开）的外部工具的连接，请参阅[此文章](https://bitfalls.com/2018/03/26/connecting-myetherwallet-mist-metamask-private-blockchain/)。 ### 结论 在这篇简短的介绍中，我们介绍了Geth，以太坊节点的类型及其目的。你现在可以运行自己的Geth节点，并使用第三方工具对其进行增强。在以后的文章中，我们将介绍运行专用网络（你自己的以太网区域链与Geth）以及更多内容。 ====================================================================== 分享一些以太坊、EOS、比特币等区块链相关的交互式在线编程实战教程： > - [java以太坊开发教程](http://xc.hubwiz.com/course/5b2b6e82c02e6b6a59171de2?affid=1205studygolang)，主要是针对java和android程序员进行区块链以太坊开发的web3j详解。 > - [python以太坊](http://xc.hubwiz.com/course/5b40462cc02e6b6a59171de4?affid=1205studygolang)，主要是针对python工程师使用web3.py进行区块链以太坊开发的详解。 > - [php以太坊](http://xc.hubwiz.com/course/5b36629bc02e6b6a59171de3?affid=1205studygolang)，主要是介绍使用php进行智能合约开发交互，进行账号创建、交易、转账、代币开发以及过滤器和交易等内容。 > - [以太坊入门教程](http://xc.hubwiz.com/course/5a952991adb3847553d205d1?affid=1205studygolang)，主要介绍智能合约与dapp应用开发，适合入门。 > - [以太坊开发进阶教程](http://xc.hubwiz.com/course/5abbb7acc02e6b6a59171dd6?affid=1205studygolang)，主要是介绍使用node.js、mongodb、区块链、ipfs实现去中心化电商DApp实战，适合进阶。 > - [C#以太坊](http://xc.hubwiz.com/course/5b6048c3c02e6b6a59171dee?affid=1205studygolang)，主要讲解如何使用C#开发基于.Net的以太坊应用，包括账户管理、状态与交易、智能合约开发与交互、过滤器和交易等。 > - [EOS教程](http://xc.hubwiz.com/course/5b52c0a2c02e6b6a59171ded?affid=1205studygolang)，本课程帮助你快速入门EOS区块链去中心化应用的开发，内容涵盖EOS工具链、账户与钱包、发行代币、智能合约开发与部署、使用代码与智能合约交互等核心知识点，最后综合运用各知识点完成一个便签DApp的开发。 > - [java比特币开发教程](http://xc.hubwiz.com/course/5bb35c90c02e6b6a59171df0?affid=1205studygolang)，本课程面向初学者，内容即涵盖比特币的核心概念，例如区块链存储、去中心化共识机制、密钥与脚本、交易与UTXO等，同时也详细讲解如何在Java代码中集成比特币支持功能，例如创建地址、管理钱包、构造裸交易等，是Java工程师不可多得的比特币开发学习课程。 > - [php比特币开发教程](http://xc.hubwiz.com/course/5b9e779ac02e6b6a59171def?affid=1205studygolang)，本课程面向初学者，内容即涵盖比特币的核心概念，例如区块链存储、去中心化共识机制、密钥与脚本、交易与UTXO等，同时也详细讲解如何在Php代码中集成比特币支持功能，例如创建地址、管理钱包、构造裸交易等，是Php工程师不可多得的比特币开发学习课程。 > - 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