区块链实战：手把手教你搭建私有链网络

区块链技术作为分布式账本技术的核心，其应用场景日益广泛。本文将手把手教你搭建一个私有区块链网络，通过实践加深对区块链技术的理解。

搭建一个区块链私有链网络是一个非常有趣且实用的练习。私有链（Private blockchain）通常用于企业内部数据管理、测试和开发环境中，具备较高的 隐私性与控制性。

在本教程中，我们将使用 Go-Ethereum (Geth) 来搭建一个 私有以太坊链，并演示如何：

• 启动主节点并初始化链
• 引入多节点并进行同步
• 完成跨账户转账与查询余额

阅读完本文，你将掌握从 创世区块 到 智能合约部署 前的全套私有链构建流程。

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01 | 准备工作与开发环境

1.1 操作系统与工具

Linux/Mac 快速安装 Geth：

sudo add-apt-repository -y ppa:ethereum/ethereum
sudo apt-get update && sudo apt-get install geth

如你在 Windows，可直接下载 geth.exe 并将所在目录加入系统 PATH。

1.2 目录与编码规范

myPrivateChain/
├── genesis.json        # 创世区块配置
├── node1/
│   ├── data/
│   └── keystore/       # 存放账户
├── node2/
└── script/             # 用于自动化的 shell/js

02 | 创建创世区块并初始化链

2.1 编写 genesis.json

创世区块配置文件控制着整条 私有链 的底层参数。以下是一份“起步难度低、便于实验”的示例：

{
  "config": {
    "chainId": 202506,
    "homesteadBlock": 0,
    "eip155Block": 0,
    "eip158Block": 0,
    "byzantiumBlock": 0,
    "constantinopleBlock": 0
  },
  "alloc": {
    "0xYourPrefundedAddress": {
      "balance": "1000000000000000000000"
    }
  },
  "difficulty": "0x400",
  "gasLimit": "0x7A1200"
}

核心关键词自然融入：chainId 设置为 202506，方便在多条 私有链 中识别。

2.2 初始化链数据

geth --datadir ./node1/data init genesis.json
echo ✅ 创世区块初始化完成

03 | 启动第一个节点

3.1 命令与参数拆解

geth --datadir ./node1/data \
     --networkid 202506 \
     --http --http.addr 0.0.0.0 --http.port 8545 \
     --http.api "eth,net,web3,personal,txpool,miner" \
     --http.corsdomain "*" \
     --nodiscover --allow-insecure-unlock \
     console

• --networkid 必须与 创世区块 保持一致
• --nodiscover 关闭节点自动发现，确保私有链安全

示例输出中出现的 console 提示 Welcome to the Geth JavaScript console! 即代表节点已启动。

3.2 创建并解锁账户

personal.newAccount('MyAwesomePass')
personal.unlockAccount(eth.accounts[0], 'MyAwesomePass', 3600)

上述密码 MyAwesomePass 记好后写在 gitignore 文件外，避免提交到版本库。

3.3 启动挖矿

由于 难度值 极低，单核即可达到秒级出块：

miner.start(1)

等待数个区块挖出后，执行 eth.getBalance(eth.accounts[0]) 查看余额。

04 | 多节点组网：跨机通信

教程继续扩展到第二台主机（或本机不同端口）：

1. 在 node2 完成相同的 genesis.json 初始化
2. 启动第二个节点：

geth --datadir ./node2/data \
     --networkid 202506 --port 30304 \
     --http --http.port 8546 --nodiscover console

3. 获取主节点 enode 地址：

admin.nodeInfo.enode
// 输出精简后形如：
"enode://[email protected]:30303"

4. 在 node2 控制台加入：

admin.addPeer("enode://[email protected]:30303")
admin.peers.length // 若值>0 表示成功互联

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05 | 使用 Web3.js 进行交易

5.1 安装与连接

npm init -y
npm install web3@^1.x

const Web3 = require('web3');
const web3 = new Web3('http://localhost:8545');

(async () => {
  const [from, to] = await web3.eth.getAccounts();
  const tx = {
    from,
    to,
    value: web3.utils.toWei('1', 'ether'),
    gasPrice: web3.utils.toWei('1', 'gwei'),
    gas: 21000
  };

  const receipt = await web3.eth.sendTransaction(tx);
  console.log('Tx hash:', receipt.transactionHash);
})();

交易哈希即刻返回，链上确认后在 私有链 浏览器可查看状态。

5.2 事件监听（进阶）

web3.eth.subscribe('newBlockHeaders')
  .on('data', block => console.log('🔨 mined:', block.number));

06 | 常见问题 FAQ

Q1：空姐网络环境无法发现节点怎么办？
A：检查防火墙是否放行 TCP/30303（或自定义端口），并确保每个节点 genesis.json 完全一致。

Q2：账户解锁后仍提示 “authentication needed”？
A：在启动参数里添加 --allow-insecure-unlock；生产环境建议改为 --http.api web3,eth 移除 personal，并改用私钥签名交易。

Q3：如何调整出块速度？
A：减少 difficulty，降低矿工数量，或直接在 创世区块 配置中加入 clique 共识以秒级出块。

Q4：能否在同一台机器运行多节点？
A：可以，只需保证 --port、--http.port、--datadir 唯一即可。通过 admin.addPeer 手动互联。

Q5：如何迁移已运行节点的数据？
A：关闭节点后，复制 data/geth 与 keystore 目录至新机，再使用相同 genesis.json 重新初始化即可。

Q6：私有链能不能做跨链？
A：可以通过桥接合约与中间人服务与主网或其他 区块链网络 进行资产互通，需设计公证人或轻客户端验证机制。

07 | 总结与下一步

至此，你已经完成了：

• ✅ 构建高可用的 私有链网络
• ✅ 节点互联与跨机测试
• ✅ 使用 Web3.js 完成转账、监听

下一步可尝试部署 智能合约（Solidity）、接入 私有链浏览器（BlockScout）、或用 Docker-Compose 一键扩展至上百节点并发压测。

保持好奇心，继续深耕，你将成为区块链架构设计的下一个高手！