以太坊測試鏈搭建

1. 以太坊是什麼丨以太坊開發入門指南

以太坊是什麼丨以太坊開發入門指南
很多同學已經躍躍欲試投入到區塊鏈開發隊伍當中來，可是又感覺無從下手，本文將基於以太坊平台，以通俗的方式介紹以太坊開發中涉及的各晦澀的概念，輕松帶大家入門。
以太坊是什麼
以太坊（Ethereum）是一個建立在區塊鏈技術之上， 去中心化應用平台。它允許任何人在平台中建立和使用通過區塊鏈技術運行的去中心化應用。
對這句話不理解的同學，姑且可以理解為以太坊是區塊鏈里的Android，它是一個開發平台，讓我們就可以像基於Android Framework一樣基於區塊鏈技術寫應用。
在沒有以太坊之前，寫區塊鏈應用是這樣的：拷貝一份比特幣代碼，然後去改底層代碼如加密演算法，共識機制，網路協議等等（很多山寨幣就是這樣，改改就出來一個新幣）。
以太坊平台對底層區塊鏈技術進行了封裝，讓區塊鏈應用開發者可以直接基於以太坊平台進行開發，開發者只要專注於應用本身的開發，從而大大降低了難度。
目前圍繞以太坊已經形成了一個較為完善的開發生態圈：有社區的支持，有很多開發框架、工具可以選擇。
智能合約
什麼是智能合約
以太坊上的程序稱之為智能合約， 它是代碼和數據(狀態)的集合。
智能合約可以理解為在區塊鏈上可以自動執行的（由事件驅動的）、以代碼形式編寫的合同（特殊的交易）。
在比特幣腳本中，我們講到過比特幣的交易是可以編程的，但是比特幣腳本有很多的限制，能夠編寫的程序也有限，而以太坊則更加完備（在計算機科學術語中，稱它為是「圖靈完備的」），讓我們就像使用任何高級語言一樣來編寫幾乎可以做任何事情的程序（智能合約）。
智能合約非常適合對信任、安全和持久性要求較高的應用場景，比如：數字貨幣、數字資產、投票、保險、金融應用、預測市場、產權所有權管理、物聯網、點對點交易等等。
目前除數字貨幣之外，真正落地的應用還不多（就像移動平台剛開始出來一樣），相信1到3年內，各種殺手級會慢慢出現。
編程語言：Solidity
智能合約的默認的編程語言是Solidity，文件擴展名以.sol結尾。
Solidity是和JavaScript相似的語言，用它來開發合約並編譯成以太坊虛擬機位元組代碼。
還有長像Python的智能合約開發語言：Serpent，不過建議大家還是使用Solidity。
Browser-Solidity是一個瀏覽器的Solidity IDE, 大家可以點進去看看，以後我們更多文章介紹Solidity這個語言。
運行環境：EVM
EVM（Ethereum Virtual Machine）以太坊虛擬機是以太坊中智能合約的運行環境。
Solidity之於EVM，就像之於跟JVM的關系一樣，這樣大家就容易理解了。
以太坊虛擬機是一個隔離的環境，在EVM內部運行的代碼不能跟外部有聯系。
而EVM運行在以太坊節點上，當我們把合約部署到以太坊網路上之後，合約就可以在以太坊網路中運行了。
合約的編譯
以太坊虛擬機上運行的是合約的位元組碼形式，需要我們在部署之前先對合約進行編譯，可以選擇Browser-Solidity Web IDE或solc編譯器。
合約的部署
在以太坊上開發應用時，常常要使用到以太坊客戶端（錢包）。平時我們在開發中，一般不接觸到客戶端或錢包的概念，它是什麼呢？
以太坊客戶端（錢包）
以太坊客戶端，其實我們可以把它理解為一個開發者工具，它提供賬戶管理、挖礦、轉賬、智能合約的部署和執行等等功能。
EVM是由以太坊客戶端提供的。
Geth是典型的開發以太坊時使用的客戶端，基於Go語言開發。 Geth提供了一個互動式命令控制台，通過命令控制台中包含了以太坊的各種功能（API）。Geth的使用我們之後會有文章介紹，這里大家先有個概念。
Geth控制台和Chrome瀏覽器開發者工具里的面的控制台是類似，不過是跑在終端里。
相對於Geth，Mist則是圖形化操作界面的以太坊客戶端。
如何部署
智能合約的部署是指把合約位元組碼發布到區塊鏈上，並使用一個特定的地址來標示這個合約，這個地址稱為合約賬戶。
以太坊中有兩類賬戶：
· 外部賬戶
該類賬戶被私鑰控制（由人控制），沒有關聯任何代碼。
· 合約賬戶
該類賬戶被它們的合約代碼控制且有代碼與之關聯。
和比特幣使用UTXO的設計不一樣，以太坊使用更為簡單的賬戶概念。
兩類賬戶對於EVM來說是一樣的。
外部賬戶與合約賬戶的區別和關系是這樣的：一個外部賬戶可以通過創建和用自己的私鑰來對交易進行簽名，來發送消息給另一個外部賬戶或合約賬戶。
在兩個外部賬戶之間傳送消息是價值轉移的過程。但從外部賬戶到合約賬戶的消息會激活合約賬戶的代碼，允許它執行各種動作（比如轉移代幣，寫入內部存儲，挖出一個新代幣，執行一些運算，創建一個新的合約等等）。
只有當外部賬戶發出指令時，合同賬戶才會執行相應的操作。
合約部署就是將編譯好的合約位元組碼通過外部賬號發送交易的形式部署到以太坊區塊鏈上（由實際礦工出塊之後，才真正部署成功）。
運行
合約部署之後，當需要調用這個智能合約的方法時只需要向這個合約賬戶發送消息（交易）即可，通過消息觸發後智能合約的代碼就會在EVM中執行了。
Gas
和雲計算相似，佔用區塊鏈的資源（不管是簡單的轉賬交易，還是合約的部署和執行）同樣需要付出相應的費用（天下沒有免費的午餐對不對!）。
以太坊上用Gas機制來計費，Gas也可以認為是一個工作量單位，智能合約越復雜（計算步驟的數量和類型，佔用的內存等），用來完成運行就需要越多Gas。
任何特定的合約所需的運行合約的Gas數量是固定的，由合約的復雜度決定。
而Gas價格由運行合約的人在提交運行合約請求的時候規定，以確定他願意為這次交易願意付出的費用：Gas價格（用以太幣計價） * Gas數量。
Gas的目的是限制執行交易所需的工作量，同時為執行支付費用。當EVM執行交易時，Gas將按照特定規則被逐漸消耗，無論執行到什麼位置，一旦Gas被耗盡，將會觸發異常。當前調用幀所做的所有狀態修改都將被回滾， 如果執行結束還有Gas剩餘，這些Gas將被返還給發送賬戶。
如果沒有這個限制，就會有人寫出無法停止（如：死循環）的合約來阻塞網路。
因此實際上（把前面的內容串起來），我們需要一個有以太幣余額的外部賬戶，來發起一個交易（普通交易或部署、運行一個合約），運行時，礦工收取相應的工作量費用。
以太坊網路
有些著急的同學要問了，沒有以太幣，要怎麼進行智能合約的開發？可以選擇以下方式：
選擇以太坊官網測試網路Testnet
測試網路中，我們可以很容易獲得免費的以太幣，缺點是需要發很長時間初始化節點。
使用私有鏈
創建自己的以太幣私有測試網路，通常也稱為私有鏈，我們可以用它來作為一個測試環境來開發、調試和測試智能合約。
通過上面提到的Geth很容易就可以創建一個屬於自己的測試網路，以太幣想挖多少挖多少，也免去了同步正式網路的整個區塊鏈數據。
使用開發者網路(模式)
相比私有鏈，開發者網路(模式)下，會自動分配一個有大量余額的開發者賬戶給我們使用。
使用模擬環境
另一個創建測試網路的方法是使用testrpc，testrpc是在本地使用內存模擬的一個以太坊環境，對於開發調試來說，更方便快捷。而且testrpc可以在啟動時幫我們創建10個存有資金的測試賬戶。
進行合約開發時，可以在testrpc中測試通過後，再部署到Geth節點中去。
更新：testrpc 現在已經並入到Truffle 開發框架中，現在名字是Ganache CLI。
Dapp：去中心化的應用程序
以太坊社區把基於智能合約的應用稱為去中心化的應用程序(DecentralizedApp)。如果我們把區塊鏈理解為一個不可篡改的資料庫，智能合約理解為和資料庫打交道的程序，那就很容易理解Dapp了，一個Dapp不單單有智能合約，比如還需要有一個友好的用戶界面和其他的東西。
Truffle
Truffle是Dapp開發框架，他可以幫我們處理掉大量無關緊要的小事情，讓我們可以迅速開始寫代碼-編譯-部署-測試-打包DApp這個流程。
總結
我們現在來總結一下，以太坊是平台，它讓我們方便的使用區塊鏈技術開發去中心化的應用，在這個應用中，使用Solidity來編寫和區塊鏈交互的智能合約，合約編寫好後之後，我們需要用以太坊客戶端用一個有餘額的賬戶去部署及運行合約（使用Truffle框架可以更好的幫助我們做這些事情了）。為了開發方便，我們可以用Geth或testrpc來搭建一個測試網路。
註：本文中為了方便大家理解，對一些概念做了類比，有些嚴格來不是准確，不過我也認為對於初學者，也沒有必要把每一個概念掌握的很細致和准確，學習是一個逐步深入的過程，很多時候我們會發現，過一段後，我們會對同一個東西有不一樣的理解。

2. 如何創建和簽署以太坊交易

交易

區塊鏈交易的行為遵循不同的規則集

• 由於公共區塊鏈分布式和無需許可的性質，任何人都可以簽署交易並將其廣播到網路。

• 根據區塊鏈的不同，交易者將被收取一定的交易費用，交易費用取決於用戶的需求而不是交易中資產的價值。

• 區塊鏈交易無需任何中央機構的驗證。僅需使用與其區塊鏈相對應的數字簽名演算法（DSA）使用私鑰對其進行簽名。

• 一旦一筆交易被簽名，廣播到網路中並被挖掘到網路中成功的區塊中，就無法恢復交易。

以太坊交易結構

• 以太坊交易的數據結構：交易0.1個ETH

  {
  'nonce':'0x00', // 十進制：0
  'gasLimit': '0x5208', //十進制： 21000
  'gasPrice': '0x3b9aca00', //十進制1，000，000，000
  'to': '' ，//發送地址
  'value': '0x16345785d8a0000',//100000000000000000 ，10^17
  'data': '0x', // 空數據的十進製表示
  'chainId': 1 // 區塊鏈網路ID
  }

  這些數據與交易內容無關，與交易的執行方式有關，這是由於在以太坊中發送交易中，您必須定義一些其他參數來告訴礦工如何處理您的交易。交易數據結構有2個屬性設計"gas": "gasPrice","gasLimit"。

• "gasPrice": 單位為Gwei, 為 1/1000個eth,表示交易費用

• "gasLimit": 交易允許使用的最大gas費用。

• 這2個值通常由錢包提供商自動填寫。

  除此之外還需要指定在哪個以太坊網路上執行交易（chainId）: 1表示以太坊主網。

  在開發時，通常會在本地以及測試網路上進行測試，通過測試網路發放的測試ETH進行交易以避免經濟損失。在測試完成後再進入主網交易。

  另外，如果需要提交一些其它數據，可以用"data"和"nonce"作為事務的一部分附加。

  A nonce（僅使用1次的數字）是以太坊網路用於跟蹤交易的數值，有助於避免網路中的雙重支出以及重放攻擊。

以太坊交易簽名

以太坊交易會涉及ECDSA演算法，以Javascript代碼為例，使用流行的ethers.js來調用ECDSA演算法進行交易簽名。

• const ethers = require('ethers')


• const signer = new ethers.Wallet('錢包地址')



• signer.signTransaction({


• 'nonce':'0x00', // 十進制：0


• 'gasLimit': '0x5208', //十進制： 21000


• 'gasPrice': '0x3b9aca00', //十進制1，000，000，000


• 'to': '' ，//發送地址


• 'value': '0x16345785d8a0000',//100000000000000000 ，10^17


• 'data': '0x', // 空數據的十進製表示


• 'chainId': 1 // 區塊鏈網路ID


• })


• .then(console.log)

可以使用在線使用程序Composer將已簽名的交易傳遞到以太坊網路。這種做法被稱為」離線簽名「。離線簽名對於諸如狀態通道之類的應用程序特別有用，這些通道是跟蹤兩個帳戶之間余額的智能合約，並且在提交已簽名的交易後就可以轉移資金。離線簽名也是去中心化交易所（DEXes）中的一種常見做法。

也可以使用在線錢包通過以太坊賬戶創建簽名驗證和廣播。

使用Portis，您可以簽署交易以與加油站網路（GSN）進行交互。

鏈喬教育在線旗下學碩創新區塊鏈技術工作站是中國教育部學校規劃建設發展中心開展的「智慧學習工場2020-學碩創新工作站 」唯一獲準的「區塊鏈技術專業」試點工作站。專業站立足為學生提供多樣化成長路徑，推進專業學位研究生產學研結合培養模式改革，構建應用型、復合型人才培養體系。

3. 什麼是區塊鏈主鏈建設

很多虛擬貨幣，一旦從交易所提幣出來，都要存放在imtoken等第三方錢包裡面。這也是被逼無奈，因為沒有自己的錢包，所以只能「寄人籬下」。
那怎麼樣才能過上獨立的生活，不需要看人眼色呢？這就會引申出一個詞：主鏈。
「主鏈」一詞源於「主網」（相對於測試網而言），即正式上線的、獨立的區塊鏈網路。
目前，市值排名前50名的區塊鏈項目中，有12個項目是「主鏈」（當下數據有變化），運行最成功的主鏈非以太坊莫屬了。
以太坊就是擁有自己獨立的錢包，並且還能給其他幣種「提供住房」的一條主鏈。
接下來我們通過對以太坊的分析，帶你深入了解什麼是主鏈。
市場上大多數的眾籌項目都是基於以太坊開發的，你可以理解為：以太坊是一個電腦操作系統，類似於windows系統 ，而在以太坊上的各種代幣，相當於是我們電腦上的各種軟體，開發者可以支付以太幣在以太坊上運行項目 。但是以太坊並不是十全十美，基於以太坊的項目越多，對以太坊的網路需求也就越大，嚴重的時候會導致擁堵。
其實大部分主鏈項目還在技術研發和改良階段，離真正技術落地，還有一段距離。
區塊鏈領域競爭最激烈的，其實也就是「主鏈」之戰。誰能成為區塊鏈基礎層的主鏈，誰就有可能成為未來的蘋果、微軟等巨頭。
另外科普下，國產公鏈里，沃爾頓鏈是底層商業應用公鏈，將區塊鏈去中心化、不可纂改等軟體層面特性，與自主研發的RFID晶元硬體相結合，為各行各業提供溯源、認證解決方案、以及設計行業數據加密和分布式儲存資料庫搭建服務。
當然，並不是說有主鏈的就一定比沒有主鏈的項目好，有一些項目，由於性質原因，是不需要主鏈的，比如BNB，它的主要用途是抵扣在幣安交易所的手續費，所以有沒有主鏈也不重要。
從比特幣到以太坊，再到如今被捧上神壇的EOS，諸多大神都在搭建主鏈，試圖爬上時代的潮頭，誰將是區塊鏈的未來王者，讓時間給我們答案。

4. 以太坊私鏈不挖礦問題

MinerHub 公司旗下的奇跡摩爾系統（Wondermole）是一款基於Linux 內核，為礦工朋友們深度定製的「無盤」挖礦系統；

全方位解決問題

1、奇跡摩爾的 Linux 內核經過兩百多次深度優化，避免了部分硬體故障會直接導致系統死機這一問題；
2、針對市面上許多挖礦軟體重啟後無法連接礦池挖礦的情況，奇跡摩爾利用每次礦機重啟後重置鏡像的功能完美解決；
3、經測試，奇跡摩爾系統在各大礦池的平均算力誤差和延遲份額均不超過 1.5%，明顯提升了用戶的挖礦收益；
4、奇跡摩爾開發團隊經過無數次實驗，得出了最優化的顯卡 VBIOS 超頻設置，較傳統超頻手段，在進一步提升顯卡 5% 算力的同時，還可降低 15% 的功耗！

5. 區塊鏈公鏈開發很難嗎國內有幾家企業可以做

區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術的新型應用模式。區塊鏈（Blockchain），是比特幣的一個重要概念，它本質上是一個去中心化的資料庫，同時作為比特幣的底層技術，是一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊，每一個數據塊中包含了一批次比特幣網路交易的信息，用於驗證其信息的有效性（防偽）和生成下一個區塊。

而這樣的技術想要投入應用，最大的一個問題就是「不可能三角問題」

即無法同時達到可擴展性（Scalability）、去中心化（Decentralization）、安全（Security），三者只能得其二。

市場上目前存在的公鏈項目，大多難以大規模投入使用。

6. 區塊鏈主鏈等同於公鏈嗎謝謝

這個兩個不同的概念。區塊鏈按照不同標准，主要有3種分類：

  （1）根據區塊鏈的網路范圍，可分為公有鏈、私有鏈、聯盟鏈；

  （2）根據區塊鏈對接類型，分為單鏈、側鏈與互聯鏈；

  （3）根據區塊鏈部署的顯示環境，可分為主鏈和測試鏈。

主鏈可以理解為正式上線的、獨立的區塊鏈網路，而公鏈指任何人都可讀取的、任何人都能發送交易且交易能獲得有效確認的、任何人都能參與其共識過程的區塊鏈。

7. 以太坊如何使用web3.js或者rpc介面獲取交易數據交易時間與確認數

如果要查詢主網上的交易記錄，可以使用etherscan。但是，如果是你自己搭建的私鏈，應該如何查詢交易記錄呢？

答案是你需要自己監聽鏈上的日誌，存到資料庫里，然後在這個資料庫中查詢。例如：

varaddr=""
varfilter=web3.eth.filter({fromBlock:0,toBlock:'latest',address:addr});
filter.get(function(err,transactions){
transactions.forEach(function(tx){
vartxInfo=web3.eth.getTransaction(tx.transactionHash);
//這時可以將交易信息txInfo存入資料庫
});
});

web3.eth.filter()用來監聽鏈上的日誌，web3.eth.getTransaction()用來提取指定交易的信息，一旦獲得交易信息，就可以存入資料庫供查詢用了。

推薦一個實戰入門，你可以看看：以太坊教程

8. 以太坊私有鏈，創建了錢包之後裡面沒錢怎麼給其它轉賬

這個需要充值，但是一定要注意風險，這個鏈並不是特別主流，有可能是資金盤或是山寨幣。

9. 請問怎樣可以獲得kovan測試鏈的以太幣

公有鏈聚唄鏈gmcc,可以直接兌換以太坊