区块链以太坊应用总结

1.以太坊
以太坊是利用区块链技术开发的通用计算机，简单地说，以太坊=区块链+智能合约，开发者在以太坊上可以开发任意的应用，实现任意的智能合约。从平台的角度来讲，以太坊类似于苹果的应用商店；从技术角度来讲，以太坊类似于一个区块链操作系统。
2.私有链
在以太坊的公有链上部署智能合约、发起交易需要花费以太币。而通过修改配置，可以在本机搭建一套以太坊私有链，因为与公有链没关系，既不用同步公有链庞大的数据，也不用花钱购买以太币，很好地满足了智能合约开发和测试的要求，开发好的智能合约也可以很容易地切换接口部署到以太坊公有链上。
3.环境搭建
3.1 以太坊客户端
以太坊客户端用于接入以太坊网络，进行账户管理、交易、挖矿、智能合约相关的操作。目前有多种语言实现的客户端，常用的有 Go 语言实现的 go-ethereum 客户端 Geth，支持接入以太坊网络并成为一个完整节点，也可作为一个 HTTP-RPC 服务器对外提供 JSON-RPC 接口。
CentOS7上源码部署：
rpm -ivh http://ftp.riken.jp/Linux/fedora/epel/7/x86_64/Packages/e/epel-release-7-11.noarch.rpm
yum install golang -y
git clone https://github.com/ethereum/go-ethereum
cd go-ethereum
make geth
环境变量设置：
vi /etc/profile
+export PATH="$JAVA_HOME/bin:$KAFKA_HOME/bin:$MAVEN_HOME/bin:$PATH:/usr/local/share/scala/bin:/data/tools/go-ethereum/build/bin"
source /etc/profile
测试安装是否成功:geth version
3.2 智能合约编译器
以太坊支持两种智能合约的编程语言：Solidity。Solidity 语法类似 JavaScript，它编译器 solc 可以把智能合约源码编译成以太坊虚拟机 EVM 可以执行的二进制码。
现在以太坊提供更方便的在线 IDE：Remix。 https://remix.ethereum.org，使用 Remix，免去了安装 solc 和编译过程，它可以直接提供部署合约所需的二进制码和 ABI。
部署：
安装cmake
wget https://cmake.org/files/v3.10/cmake-3.10.2.tar.gz
tar zxvf cmake-3.10.2.tar.gz
cd cmake-3.10.2
./bootstrap
make
make install
部署solidity
git clone --recursive https://github.com/ethereum/solidity.git
cd solidity/
./scripts/build.sh
3. 3 安装solc
CentOS7通过yum安装nodejs和npm
curl --silent --location https://rpm.nodesource.com/setup_5.x | bash -
yum install -y gcc-c++ make
yum install -y nodejs
npm install -g solc
如下命令验证是否安装成功：solcjs --help
4. 私有链搭建
4.1
要运行以太坊私有链，需要定义自己的创世区块，创世区块信息写在一个 JSON 格式的配置文件中。例如genesis.json。其内容：
独立的区块链网络ID chainID: 网络 ID 在连接到其他节点的时候会用到，以太坊公网的网络 ID 是 1，为了不与公有链网络冲突，运行私有链节点的时候要指定自己的网络 ID。不同 ID 网络的节点无法相互连接。
当前挖矿难度: difficulty
区块Gas消耗限制: gasLimit

参数综述：

mixhash	与nonce配合用于挖矿，由上一个区块的一部分生成的hash。注意他和nonce的设置需要满足以太坊的Yellow paper, 4.3.4. Block Header Validity, (44)章节所描述的条件。.
nonce	nonce就是一个64位随机数，用于挖矿，注意他和mixhash的设置需要满足以太坊的Yellow paper, 4.3.4. Block Header Validity, (44)章节所描述的条件。
difficulty	设置当前区块的难度，如果难度过大，cpu挖矿就很难，这里设置较小难度
alloc	用来预置账号以及账号的以太币数量，因为私有链挖矿比较容易，所以我们不需要预置有币的账号，需要的时候自己创建即可以。
coinbase	矿工的账号，随便填
timestamp	设置创世块的时间戳
parentHash	上一个区块的hash值，因为是创世块，所以这个值是0
extraData	附加信息，随便填，可以填你的个性信息
gasLimit	该值设置对GAS的消耗总量限制，用来限制区块能包含的交易信息总和，因为我们是私有链，所以填最大。

在Geth1.6+中，以太坊提供了一个生成创世块的向导工具：puppeth。并且提供了更适合在私有链中使用的 Clique PoA 共识算法。
准备好创世区块配置文件后，需要初始化区块链，将上面的创世区块信息写入到区块链中。
git clone https://github.com/littleredhat1997/Ethereum.git
cd Ethereum
mkdir ethereum
cp genesis.json ethereum/
cd ethereum
geth init genesis.json [geth --datadir data0 init genesis.json,指定目录将在此目录下生成./ethereum,否则在当前用户的根目录下生成]
其中 geth/chaindata 中存放的是区块数据，keystore 中存放的是账户数据
4.2 启动私有链节点
geth --rpc --rpcapi personal,db,eth,net,web3 --networkid 666666 console
[又：geth --identity "TestNode" --rpc --rpcport "8545" --datadir data0 --port "30303" --nodiscover console]

geth参数含义如下：

identity	区块链的标示，随便填写，用于标示目前网络的名字
init	指定创世块文件的位置，并创建初始块
datadir	设置当前区块链网络数据存放的位置
port	网络监听端口
rpc	启动rpc通信，可以进行智能合约的部署和调试
rpcapi	设置允许连接的rpc的客户端，一般为db,eth,net,web3
networkid	设置当前区块链的网络ID，用于区分不同的网络，是一个数字
console	启动命令行模式，可以在Geth中执行命令

进入交互式的 JavaScript 执行环境：
在这个环境里也内置了一些用来操作以太坊的 JavaScript 对象，可以直接使用这些对象。这些对象主要包括：
eth：包含一些跟操作区块链相关的方法；
net：包含一些查看p2p网络状态的方法；
admin：包含一些与管理节点相关的方法；
miner：包含启动&停止挖矿的一些方法；
personal：主要包含一些管理账户的方法；
txpool：包含一些查看交易内存池的方法；
web3：包含了以上对象，还包含一些单位换算的方法。
进入以太坊 Javascript Console 后，就可以使用里面的内置对象做一些操作，这些内置对象提供的功能很丰富，比如查看区块和交易、创建账户、挖矿、发送交易、部署智能合约等。
常用命令有：
personal.newAccount()：创建账户；
personal.unlockAccount()：解锁账户；
eth.accounts：枚举系统中的账户；
eth.getBalance()：查看账户余额，返回值的单位是 Wei（Wei 是以太坊中最小货币面额单位，类似比特币中的聪，1 ether = 10^18 Wei）；
eth.blockNumber：列出区块总数；
eth.getTransaction()：获取交易；
eth.getBlock()：获取区块；
miner.start()：开始挖矿；
miner.stop()：停止挖矿；
web3.fromWei()：Wei 换算成以太币；
web3.toWei()：以太币换算成 Wei；
txpool.status：交易池中的状态；
admin.addPeer()：连接到其他节点；
4.3 命令行创建钱包
# 查询用户
eth.accounts
# 创建用户
personal.newAccount("password")
# 查询余额
eth.getBalance(eth.accounts[0])
并开始挖矿：miner.start(1) # 一个线程挖矿，多线程会很卡
挖到一个区块会奖励5个以太币，挖矿所得的奖励会进入矿工的账户，这个账户叫做 coinbase，默认情况下 coinbase 是本地账户中的第一个账户，可以通过 miner.setEtherbase() 将其他账户设置成 coinbase。
4.4 利用geth部署智能合约
编写智能合约文件crowdfunding.sol
编译智能合约，获得编译后的EVM二进制码：solcjs --bin crowdfunding.sol
再用solc获取智能合约的JSON ABI（Application Binary Interface），其中指定了合约接口，包括可调用的合约方法、变量、事件等：solcjs --abi crowdfunding.sol
回到Geth的控制台，用变量code和abi记录上面生成的两个文件中的内容，注意在code前加上0x前缀。
code="0x"(二进制文件内容)
abi="（abi文件内容）"
首先解锁账户：personal.unlockAccount(eth.accounts[0])
发送部署合约的交易：
crowdfundingContract = web3.eth.contract(abi)
contract = crowdfundingContract.new({from:eth.accounts[0],data:code,gas:1000000})
此时记下本交易的编码，如下此行：
contract=0xF0093B3c149c2F901a588bAe1152F6dBd1482725
使用miner.start() 命令开始挖矿，一段时间后交易会被确认，随新区块进入区块链。

智能合约的运行原理
智能合约是部署在区块链的代码，区块链本身不能执行代码，代码的执行是在本地的EVM中，实际上，部署在区块链上代码是能够在本地产生原智能合约代码的代码，可以理解区块链为一个数据库，而客户端从数据库中读取了存储的运行代码，并在本地运行后，将结果写入到了区块链这个数据库中。

5. 开发简单的业务应用
git clone https://github.com/littleredhat1997/CrowdFunding
进入目录crowdfunding\src\main\resources，修改文件config.properties，修改如下变量：
# 钱包密码
password=账户密码（password）
# 钱包路径
path=/root/.ethereum/keystore/UTC--2018-01-23T09-53-25.204779020Z--eeddb52b2dabb9a94a69c4d8d18bcb4875c618c0
# 合约二进制
binary=0x（二进制文件内容）
# 合约地址
address=0xF0093B3c149c2F901a588bAe1152F6dBd1482725（刚刚记下的那行contract编码）
进入项目主目录：
mvn clean install -Dmaven.test.skip=true
将war文件放入Tomcat的webapp目录下，启动Tomcat。在应用运行时，记得持续挖矿。

术语说明

术语		说明
ABI	Application Binary Interface，应用二进制接口	其中指定了合约接口，包括可调用的合约方法、变量、事件等。
DApp	Decentralized App，去中心化的应用程序	基于智能合约的应用称为去中心化的应用程序。
EVM	Ethereum Virtual Machine，以太坊虚拟机	以太坊智能合约的运行环境。
Gas	（消耗的）汽油	在以太坊上发起交易、部署合约和调用合约都要消耗一定量的以太币，这些消耗的以太币称为 Gas。
Geth	-	以太坊客户端 go-ethereum，使用 Go 语言编写，是最常用的以太坊客户端之一。
Solidity	-	以太坊智能合约的一种编程语言，类似 JavaScript。
Remix IDE	https://remix.ethereum.org	基于浏览器的 Solidity 集成开发环境，在浏览器中编写和调试智能合约。

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