浅忆博客
所有文章 标签 分类 关于 学习笔记
浅忆博客

目录

区块链学习 1 - 基于 Geth 搭建私链

 收录于 区块链 Geth
   约 2903 字   预计阅读 6 分钟 

最近申请了一张 U 卡，基于 USDC 进行充值，然后提现到 U 卡进行消费。这让我想起了 19 年挖过人人影视的 CVNT 币，当时也是可以闪兑成 ETH 的。

当时好奇 ETH 的原理，但没有现在学习这么方便（有 AI 加成），一直想搭建私链却没成功，后来在 ETH 的测试链上玩了一段时间（主要想体验一下转账、发币等）。现在各种开源工具非常丰富，技术也趋于成熟，所以决定自己搭建一个私链来研究一下。

其次的目的就是想学习区块链实战，例如如何让业务系统的关键数据上链，如：交易（hash）、文章防伪（hash）、存证（hash）等。

本文基于 Geth 搭建以太坊私链，选择它的理由如下：

  • 官方支持：以太坊官方参考实现
  • 生态完善：支持 EVM、Solidity、MetaMask、ethers.js
  • 场景灵活：公链 / 私链 / 离线私链均可运行
  • 资源丰富：文档齐全，社区活跃

准备工作

  • 运行环境：Windows 10 + PowerShell。如果是 Linux 环境，只需自行配置环境变量并微调命令格式即可，差异不大。
  • 共识机制：Clique PoA。

1. 下载 Geth

下载 Geth 1.13.X 版本，本文使用的是 1.13.15 版本。

[!IMPORTANT] 版本注意：1.13.x 之后的版本不再支持 PoA/PoW 这种“传统执行层单机共识”链。它要求 PoS（合并后）网络，否则你会看到如下报错：

ERROR[01-17|18:18:27.324] Geth only supports PoS networks. Please transition legacy networks using Geth v1.13.x.

2. 安装与配置

  • 解压并安装到特定目录，设置好环境变量。
  • 准备私链目录结构，例如我的路径是 E:\geth\geth-ledger。

后续所有命令均在此目录下执行。在文件夹内使用 SHIFT + 右键，选择“在此处打开 PowerShell 窗口”。

创建账户

我们需要创建 2 个账户：一个用于出块，一个用于转账测试。

  1. 出块者：负责签块（PoA）。
  2. 转账者：负责转账（用于体验，创世时会分配 1000 个 ETH）。
geth --datadir data account new
geth --datadir data account new

返回数据示例：

Public address of the key:   0x2F02cA3b39C3e86566246489787F37C0453888A2
Path of the secret key file: data\keystore\UTC--2026-01-17T09-27-07.047721600Z--2f02ca3b39c3e86566246489787f37c0453888a2

- You can share your public address with anyone. Others need it to interact with you.
- You must NEVER share the secret key with anyone! The key controls access to your funds!
- You must BACKUP your key file! Without the key, it's impossible to access account funds!
- You must REMEMBER your password! Without the password, it's impossible to decrypt the key!
  • 执行后会提示输入密码，请务必牢记！
  • 目录下会生成一个 keystore 文件，里面存储了加密后的私钥。

保存密码到文件

为了方便后续启动，我们将密码保存到文件中（请妥善保管）：

PowerShell (Windows)：

Set-Content -Path .\miner.pass -Value "miner_password" -NoNewline -Encoding ASCII
Set-Content -Path .\biz.pass -Value "biz_password" -NoNewline -Encoding ASCII

Bash (Linux)：

echo "miner_password" > miner.pass
echo "biz_password" > biz.pass

在本教程中，我的地址分配如下：

  • 出块者地址 (miner): 0x2F02cA3b39C3e86566246489787F37C0453888A2
  • 转账者地址 (biz): 0xe8aCb15b1d4dB40292B10C8169d369dff180C2f9

创建 genesis.json 文件

这是 Clique (PoA) 私链的创世块配置文件。

{
  "config": {
    "chainId": 202601,
    "homesteadBlock": 0,
    "eip150Block": 0,
    "eip155Block": 0,
    "eip158Block": 0,
    "byzantiumBlock": 0,
    "constantinopleBlock": 0,
    "petersburgBlock": 0,
    "istanbulBlock": 0,
    "clique": { 
      "period": 2, 
      "epoch": 30000 
    }
  },
  "nonce": "0x0",
  "timestamp": "0x0",
  "extraData": "0x00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000002f02ca3b39c3e86566246489787f37c0453888a2000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "gasLimit": "0x2FAF080",
  "difficulty": "0x1",
  "mixHash": "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "coinbase": "0x0000000000000000000000000000000000000000",
  "alloc": {
    "0xe8aCb15b1d4dB40292B10C8169d369dff180C2f9": { "balance": "0x3635C9ADC5DEA00000" }

带注释版本:

{
  "config": {
  // 链ID：用于交易签名防重放；与你的 networkid 不强制相等，但通常保持一致更清晰
    "chainId": 202601, // 链ID，必须唯一，不能和主网、测试网冲突

    // 下面这些 *Block=0 表示：从创世块开始就启用对应的硬分叉规则
    // 好处：规则一致、少踩坑；坏处：没什么坏处（私链推荐这样写）
    "homesteadBlock": 0, // 升级到 Homestead 协议的区块高度
    "eip150Block": 0, // 升级到 EIP150 协议的区块高度
    "eip155Block": 0, // 升级到 EIP155 协议的区块高度
    "eip158Block": 0, // 升级到 EIP158 协议的区块高度
    "byzantiumBlock": 0, // 升级到 Byzantium 协议的区块高度
    "constantinopleBlock": 0, // 升级到 Constantinople 协议的区块高度
    "petersburgBlock": 0, // 升级到 Petersburg 协议的区块高度
    "istanbulBlock": 0, // 升级到 Istanbul 协议的区块高度
    "clique": { "period": 2, "epoch": 30000 } // Clique 共识机制配置
  },
  "nonce": "0x0", // 随机数，用于挖矿
  "timestamp": "0x0", // 时间戳，创世区块时间
  "extraData": "0x00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000002f02ca3b39c3e86566246489787f37c0453888a2000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000", // 额外数据，包含出块者地址
  "gasLimit": "0x2FAF080", // 创世区块的 Gas 上限
  "difficulty": "0x1", // 创世区块的难度
  "mixHash": "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000", // 混合哈希
  "coinbase": "0x0000000000000000000000000000000000000000", // 创世区块的矿工地址
  "alloc": { // 创世区块的预分配账户
    "0xe8aCb15b1d4dB40292B10C8169d369dff180C2f9": { "balance": "0x3635C9ADC5DEA00000" } // 预分配1000个ETH
  }
}

更详细查看genesis.json 详解

初始化链

只用执行一次，除非你想重置。

geth --datadir data init genesis.json

执行后，会在运行目录下生成 data 生成相关文件。

启动 signer 节点（PowerShell）

geth `
 --datadir data `
 --networkid 202601 `
 --http --http.addr 0.0.0.0 --http.port 8545 `
 --http.api eth,net,web3,txpool,admin `
 --http.corsdomain "*" --http.vhosts "*" `
 --allow-insecure-unlock `
 --unlock 0x2F02cA3b39C3e86566246489787F37C0453888A2 --password miner.pass `
 --mine --miner.etherbase 0x2F02cA3b39C3e86566246489787F37C0453888A2 `
 --txpool.pricelimit 0

带注释版本：

# 使用 PowerShell 的反引号 ` 作为换行续写符
geth `
  # 指定区块数据、状态数据、keystore 的存放目录
  # 不写的话默认是 ~/.ethereum
  # 私链/多链并行时一定要显式指定
  --datadir data `

  # 网络 ID（P2P 层用）
  # 必须与 genesis.json 中的 chainId 区分理解
  # networkid 用来防止节点连错网络
  --networkid 202601 `

  # 开启 HTTP RPC 服务（旧称 JSON-RPC）
  # 业务系统、脚本、控制台通常都通过它与 geth 交互
  --http `
  # HTTP RPC 监听地址
  # 0.0.0.0 表示对外暴露（局域网/容器/宿主机可访问）
  --http.addr 0.0.0.0 `
  # HTTP RPC 监听端口（以太坊传统默认 8545）
  --http.port 8545 `

  # 允许通过 HTTP RPC 调用的 API 模块
  # eth    : 区块、交易、合约相关核心接口
  # net    : 网络信息（networkId、peer 数等）
  # web3   : 工具类接口（编码、hash 等）
  # txpool : 交易池状态（pending / queued）
  # admin  : 节点管理（peers、enode、addPeer 等，生产环境要谨慎）
  --http.api eth,net,web3,txpool,admin `

  # 允许任意来源的跨域请求（CORS）
  # 方便浏览器、前端、内部系统直接访问
  --http.corsdomain "*" `
  # 允许任意 Host 头访问 HTTP RPC
  # 在 Docker / 反向代理 / 内网环境中很常见
  --http.vhosts "*" `

  # 允许通过 RPC 解锁账户（非常危险的能力）
  # 在私链、内网、测试环境中常用
  # 生产环境一般禁用
  --allow-insecure-unlock `

  # 启动时解锁指定账户
  # 该账户通常是：
  # - Clique 的 signer（出块账户）
  # - 或业务服务用于发送交易的账户
  --unlock 0x2F02cA3b39C3e86566246489787F37C0453888A2 `
  # 解锁账户所使用的密码文件
  # 文件内容是纯文本密码
  --password miner.pass `

  # 开启挖矿（在 Clique 中含义是：参与出块/签名）
  # 如果不加这个参数，节点只同步，不会出块
  --mine `
  # 指定出块收益地址 / 签名者地址
  # 在 Clique 中通常与 --unlock 的账户相同
  --miner.etherbase 0x2F02cA3b39C3e86566246489787F37C0453888A2 `

  # 设置交易池最低 gas price
  # 0 表示：接受所有交易（即使 gasPrice = 0）
  # 私链里非常常见，避免“没钱发不了交易”
  --txpool.pricelimit 0

此时要是没有错误，输出类似:

INFO [01-19|22:37:23.582] Maximum peer count                       ETH=50 total=50
WARN [01-19|22:37:23.600] Lowering memory allowance on 32bit arch  available=65460 addressable=2048
WARN [01-19|22:37:23.600] Sanitizing cache to Go's GC limits       provided=1024 updated=682
INFO [01-19|22:37:23.600] Set global gas cap                       cap=50,000,000
INFO [01-19|22:37:23.602] Initializing the KZG library             backend=gokzg
INFO [01-19|22:37:23.687] Allocated trie memory caches             clean=102.00MiB dirty=170.00MiB
INFO [01-19|22:37:23.688] Using pebble as the backing database
INFO [01-19|22:37:23.688] Allocated cache and file handles         database=E:\geth\geth-ledger\data\geth\chaindata cache=341.00MiB handles=8192
INFO [01-19|22:37:23.944] Opened ancient database                  database=E:\geth\geth-ledger\data\geth\chaindata\ancient/chain readonly=false
INFO [01-19|22:37:23.945] State scheme set to already existing     scheme=hash
INFO [01-19|22:37:23.949] Initialising Ethereum protocol           network=202,601 dbversion=8

INFO [01-19|22:37:54.864] Looking for peers                        peercount=0 tried=22 static=0
INFO [01-19|22:37:56.005] Successfully sealed new block            number=29638 sealhash=8f8d95..7a6364 hash=867994..fb1bd1 elapsed=2.000s
INFO [01-19|22:37:56.005] Commit new sealing work                  number=29639 sealhash=7be5a2..646ead txs=0 gas=0 fees=0 elapsed=0s
INFO [01-19|22:37:58.005] Successfully sealed new block            number=29639 sealhash=7be5a2..646ead hash=76321e..2e22ae elapsed=1.999s
INFO [01-19|22:37:58.005] Commit new sealing work                  number=29640 sealhash=1c9f2d..35c595 txs=0 gas=0 fees=0 elapsed="27.2µs"
INFO [01-19|22:38:00.004] Successfully sealed new block            number=29640 sealhash=1c9f2d..35c595 hash=53ecc6..63b509 elapsed=1.999s
INFO [01-19|22:38:00.004] Commit new sealing work                  number=29641 sealhash=2b4a8a..d9688c txs=0 gas=0 fees=0 elapsed=0s

那就代表出快了。

验证测试

浏览器安装MetaMask扩展

到各自浏览器的扩展商店搜索MetaMask并安装。

导入钱包

在MetaMask中点击“添加钱包”，类型选择“JSON文件”(选择biz账户，里面有我们分配的1000ETH)

https://s3.aixfan.com/img/screenshot/2026/01/19/1768834715_114b.png

选择刚才生成的keystore文件，输入密码，等待1-5分钟即可导入成功。

https://s3.aixfan.com/img/screenshot/2026/01/19/1768834715_114b.png

配置MetaMask连接到私链

此时导入的钱包并没有ETH，我们需要在 MetaMask 切换到本地网络。

网络名称：本地测试网络
新 RPC URL：http://localhost:8545
链 ID：202601
货币符号：ETH(随意)

https://s3.aixfan.com/img/screenshot/2026/01/19/1768834148_104b.png https://s3.aixfan.com/img/screenshot/2026/01/19/1768834169_106b.png https://s3.aixfan.com/img/screenshot/2026/01/19/1768834204_108b.png

选择本地测试网络

https://s3.aixfan.com/img/screenshot/2026/01/19/1768834524_112b.png

这时，就能看见1000ETH了。(我已经用了一些) https://s3.aixfan.com/img/screenshot/2026/01/19/1768834975_118b.png

发送交易

https://s3.aixfan.com/img/screenshot/2026/01/19/1768835130_120b.png https://s3.aixfan.com/img/screenshot/2026/01/19/1768835155_122b.png

可以临时转到第一步生成的出块者地址，当然，你也可以再创建一个钱包测试。

这里，我的数量输入 10。

https://s3.aixfan.com/img/screenshot/2026/01/19/1768835204_124b.png

点击发送，MetaMask 会弹出确认窗口。这里可以更改燃料价格，因为我们在启动时设置了参数pricelimit，所以可以为 0。

燃料限制为ETH内置常量(这是怎么计算的，查看详情) https://s3.aixfan.com/img/screenshot/2026/01/19/1768835303_126b.png

https://s3.aixfan.com/img/screenshot/2026/01/19/1768835319_128b.png https://s3.aixfan.com/img/screenshot/2026/01/19/1768835341_130b.png https://s3.aixfan.com/img/screenshot/2026/01/19/1768835355_131b.png

验证交易

此时，可以用MetaMask导入收币的钱包，变能看见余额增加了。

下一节，部署合约，让业务系统的业务数据上链。

编写中……

此篇内容仅为搭建记录，其中关于很多名词，我放在WIKI中了，避免污染格式。如有兴趣，可以去WIKI查看。

更新于 2026-01-19
 区块链, Geth
返回 | 主页