基於POA搭建ETH聯盟鏈
基於POA共識機制 機製搭建ETH聯盟鏈
共識機制 機製比較
PoW(Proof-of-Work)
衆所周知的位元幣以及其它基於PoW的加密貨幣，最大的缺陷之一就是會遭遇51%攻擊（雖然難度較大），雖然區塊鏈是不可變的，並且記錄無法更改，但是攻擊者可能會實施其它攻擊，如拒絕服務攻擊，從而導致應用癱瘓。
另外，PoW的計算消耗了大量的電力資源，以太坊一直致力研究PoW的替代方案，例如PoS，這解決了電力問題，但它更多地針對的是公鏈。
對於私鏈，工作證明根本沒有意義。
PoS(Proof-of-Stake)
以太坊很快過渡到了PoS演算法，此演算法解決了公鏈工作證是且的問題，想要成爲礦工的人會將一些以太幣存入智慧合約中，如果礦工被認爲是惡意的，那麼這部分以太幣將會被鎖定。
因爲沒有競爭來解決難以解決的數學問題，所以不必總是發行新幣，礦工將從交易中獲得回報。
這種演算法確實解決了過度用電的問題，並確實在一定程度上可以防止51%攻擊。
對於私鏈，PoS可能比Pow更 好，但它仍然沒有爲我們提供所需的控制和安全級別，因爲如果他們提交了足夠的以太幣做爲押金，那麼公鏈上的任何人都可以成爲礦工。
PoA(Proof-of-Authority)
PoA是區塊鏈世界中的一個新概念，在這個概念中，您擁有許多預先批準的授權節點（稱爲審查者，即通常意義上的礦工）。
您要新增任何新節點，必須由當前已有的審查者投票，這使您可以完全控制哪一些節點可以做爲審查者。
以太坊的PoA協定稱爲Clique，它適用於私鏈，但不適用於公鏈。
因此本次搭建的智子鏈是基於POA共識機制 機製。
環境準備
硬體環境
推薦：ubuntu16.04 4核8G 500G硬碟
最低：ubuntu16.04 2核4G 500G硬碟
軟體環境
- go語言環境
- 以太坊原始碼
- puppeth工具
正式部署
1.安裝 go-ethereum,下載 go 的原始碼
git clone https://github.com/ethereum/go-ethereum
2.編譯go
cd go-ethereum && make geth
3.建立四個資料夾
執行完成後在build/bin的目錄下會生成可執行檔案geth，建立四個
資料夾n1，n2，s1，s2，n 用作普通節點，用於後期節點間發起交易，s作爲授權節點，s1 設定爲創世塊指定的授權節點；s2作爲後期加入信任名單授權節點。
4.建立智子鏈帳號
爲每個節點建立一個智子鏈賬戶。指令geth --datadir ./data account new是指使用當前目錄下的data目錄當作geth存放資料的地方，並且創一個新的Account。在剛剛建立的n1, n2, s1, s2 目錄下分別執行相同指令來建立一個賬戶，如下圖所示：
n2,s1,s2以同樣的方法建立賬戶，注意：一定要記住自己的密碼和各個賬號的Public address of the key,後面會用到。
5.初始化創世塊
Clique 是將授權節點的相關資訊放在Block Header中，必須設定創世塊纔可以讓授權機制 機製生效。
在 1.6 之後的以太坊中提供了初始化創世塊的工具：puppeth， 請選擇含有 Geth & Tools 的版本下載，下載地址：https://gethstore.blob.core.windows.net/builds/geth-alltools-linux-amd64-1.9.8-d62e9b28.tar.gz。
puppeth 是個互動式的程式，直接啓動照着指示輸入相關資訊。設定 Private chain 名稱(名稱裡不允許有-，空格)，假定爲 poatest，如下：
設定新的創世塊，選擇2->1：
選擇共識機制 機製，選2：
設定生產出一個Block的時間，在這裏設5 秒，可自行選擇，如下圖：
指定授權節點，使用上面的s1的address，如下圖：
給賬戶設定一些ether。我選了node1和signer1的address，可自行選擇，如下圖：
Network Id，直接用random隨機生成即可，如下圖：
導出初始塊，如下圖：
ctrl+c退出，可以看到當前目錄有一個poatest.json檔案，如下圖：
創世塊poatets.json檔案裡參數的意義，如下：
| 參數 | 解釋 |
|---|---|
| mixhash | 與 nonce 配合用於挖礦，由上一個區塊的一部分生成的 hash。注意他和 nonce 的設定需要滿足以太坊的 Yellow paper, 4.3.4. Block Header Validity, (44)章節所描述的 條件。 |
| nonce | nonce 就是一個 64 位亂數，用於挖礦，注意他和 mixhash 的設定需要滿足以太 坊的 Yellow paper, 4.3.4. Block Header Validity, (44)章節所描述的條件。 |
| difficulty | 設定當前區塊的難度，如果難度過大，cpu 挖礦就很難，這裏設定較小難度。 |
| alloc | 用來預置賬號以及賬號的以太幣數量，因爲私有鏈挖礦比較容易，所以我們不需要 預置有幣的賬號，需要的時候自己建立即可以。 |
| coinbase | 礦工的賬號，隨便填。 |
| timestamp | 設定創世塊的時間戳。 |
| parentHash | 上一個區塊的 hash 值，因爲是創世塊，所以這個值是 0。 |
| extraData | 附加資訊，在 POA 挖礦中。 |
| gasLimit | 該值設定對 GAS 的消耗總量限制，用來限制區塊能包含的交易資訊總和，因爲我 們是私有鏈，所以填最大。 |
6.初始化私有鏈
使用 geth init 指令，分別初始化 4 個節點的 datadir
geth --datadir n1/data/ init geth-alltools/poatest.json
geth --datadir n2/data/ init geth-alltools/poatest.json
geth --datadir s1/data/ init geth-alltools/poatest.json
geth --datadir s2/data/ init geth-alltools/poatest.json
初始化完成之後，在每個資料夾中會生成兩個子資料夾
geth 用來儲存區塊鏈的數據資訊，keystore 用來儲存賬戶資訊。
啓動各個節點：
以控制檯形式啓動：geth --datadir n1/data --networkid 66300 --port 3000 console
執行在後台：nohup geth --datadir n1/data --networkid 66300 --port 3000 &
連線控制檯：geth attach --datadir n1/data
注意：s1爲挖礦節點啓動時需要解鎖，–password指定密碼檔案 ，–unlock解鎖賬戶
7.建立data目錄
datadir先前的步驟已經在每個節點各自的目錄下都建立了data目錄，networkid geths之間一定都要用同一個值纔可以互相通訊，比如實驗中的66300. Portgeths 之間通訊時，監聽的一個port，由於四個節點都在本機，所以這裏必須指定不同的值，使用 n1 對應 3000, n2 對應 3002, s1 對應 3003, s2 對應 3004.
geth參數含義如下：
| 參數 | 解釋 |
|---|---|
| identity | 區塊鏈的標示，隨便填寫，用於標示目前網路的名字 |
| init | 指定創世塊檔案的位置，並建立初始塊 |
| datadir | 設定當前區塊鏈網路數據存放的位置 |
| port | 網路監聽埠 |
| rpc | 啓動 rpc 通訊，可以進行智慧合約的部署和偵錯 |
| rpcapi | 設定允許連線的 rpc 的用戶端，一般爲 db,eth,net,web3 |
| networkid | 設定當前區塊鏈的網路 ID，用於區分不同的網路，是一個數字 |
| console | 啓動命令列模式，可以在 Geth 中執行命令 |
啓動節點時，資訊中的enode需要記錄，後面建立節點間的通訊需要用到。
7.建立節點之間的通訊
目前各個節點雖然已經啓動，但是各個節點之間仍然處於孤立狀態。各節點啓動後無法相互通訊的，所以geth要連上對方的節點就必須先設定好enode://@:,複製剛剛啓動node1時出現的enode資訊，將[::]替換爲127.0.0.1，這樣就可以讓其他節點加入。如上面提示的的紅色提示所見, n1 的 enode 爲：enode://498d3960afb904231c54044b0ed5c6c19a3241460ba06a46170dd5a22f00009735b6515008c6a87c164e41d24446801a523d83050d3bc4da16150bbc91ebb0fa@127.0.0.1:3000
在n2,s1,s2的geth console介面下分別執行如下指令建立節點間的通訊：admin.addPeer(「enode://498d3960afb904231c54044b0ed5c6c19a3241460ba06a46170dd5a22f00009735b6515008c6a87c164e41d24446801a523d83050d3bc4da16150bbc91ebb0fa@127.0.0.1:3000」)
完成後，在 node1 的 geth console 輸入 admin.peers 應該要看到三個節點資訊，如下：（每個id 對應其他節點的 encode 欄位資訊）
8.開始挖礦
按照實驗的設計，在本實驗中 s1 爲挖礦節點，我們下面 下麪開始進行模擬挖礦，在 s1 的console 介面，鍵入 miner.start()，geth 就會開始挖礦了，在 s1 的 輸出日誌nohup.out 會出現正在mining 的資訊，如下圖:
由上圖可看出挖礦節點每5秒出一個塊。
9.交易轉賬
按照我們的預設，在 n1 和 s1 上是已經初始化了餘額的。查詢如下圖：
預設賬戶是Locked狀態，需要先解鎖爲unlock狀態，纔可以進行賬戶間的轉賬，解鎖過程如下圖：
轉賬後查詢賬戶餘額：
10.加入新可信節點
s2 是一開始未設定在創世塊中信任列表的節點，如果這時候讓它啓動miner，會遇到一個未授權的錯誤，如下：
回到已經在授權名單內的節點的console介面下，將新的節點加入，如下：
重新啓動s1，s2兩個節點，進入控制檯執行miner.start()發現兩節點均提示Signed recently, must wait for others（由於兩節點沒有建立通訊），因此在signer1中通過admin.addPeer()新增signer2，使二者可以通訊，如下：
最後在s1，s2上執行miner.start()，兩節點開始交替挖礦。如下：
加入第三個信任節點：
啓動節點後，首先跟其他節點建立連線admin.addPeer(enode://7267113574d0c7f9c2d0859e5f552f172d2add8e4d31c76861494b7815baea170058b01b35c97dcb638dc57f8b0395127e77f25469d75092eb5abcca497cb57c@172.31.33.187:3000)
然後在s1,s2上分別多新加入的s3進行授權：clique.propose(「0x3f9a3A33884FF903c0924EDD384A2AF1657f926B」,true)
重新啓動s3節點，重新連線後將s3與s1，s2建立連線，在s1，s2上分別執行admin.addPeer(「enode://cd1226502cf4805b2bec5766290717db8ae941b7629aac08668014a32bc1996fd31801fb7f6ce4504593a5a505310379156b47689f33a77df9c5ac426db79e47@127.0.0.1:3004」)
最後在s3節點執行miner.start()開始挖礦，此時s1，s2，s3三個節點交替挖礦。
加入普通節點，先生成一個新賬戶，再初始化私有鏈，然後啓動該節點，在該節點裏與其他節點建立連線即可，截圖如下：
clique命令及其意義：
list sealers clique.getSigners()
list propositions: clique.proposals
discard a proposition: clique.discard(「0x1234234234234」)
add a new sealer: clique.propose(「0x1234243214312」, true)
remove a sealer: clique.propose(「0x1234243214312」, false)
刪除一個信任節點時，先remove a sealer，再discard a proposition
Tips：在終端不關閉的情況下，重新啓動geth進入console介面，通過admin.peers檢視鏈接資訊，發現之前新增的節點資訊都存在；但是，關閉終端後，重新開啓一個新的終端，啓動geth進入console介面，通過admin.peers檢視鏈接資訊，會發現是空的，需要重新執行admin.addPeer()新增，這一點一定要注意！！！
通過clique.discard(signer_address)刪除信任節點。通過clique.propose(signer_address，true)新增信任節點，通過實驗發現，無法立即生效，需要一半以上的信任節點的投票。一般要在當前所有的信任節點的終端中都執行clique.propose()，並且在各信任節點的終端都同時挖礦，各自挖出幾個塊後，新新增的信任節點就可已挖礦了。
參照：
https://blog.csdn.net/shangsongwww/article/details/89063564