以太坊私有链完全指南：从环境搭建到智能合约部署

常常听到“公链拥堵、手续费飙升”，却苦于没有可控环境做深度测试？从零构建以太坊私有链，可以在本地或内网独立运行一条与主网逻辑一致的区块链：挖矿秒级确认、手续费为零、数据库随时回滚，DApp调试或企业链改都更安全高效。本文用一台 Ubuntu 主机为示例，手把手带你完成环境准备、节点启动、创世区块定制、多节点互联，并最终部署一个可查询票据信息的智能合约。关键操作均附带命令行截图级细节，复制粘贴即可复现。

环境清单与前置检查

要素	推荐配置
操作系统	Ubuntu 16.04/18.04
CPU & 内存	双核 2 G 以上
Go-Ethereum	1.8.1-stable 及以上
Node.js & npm	用于安装 solc 编译器

低于 2 G 内存仍能运行，但挖矿时会出现 out-of-memory，性能测试会失真，强烈建议一步到位。

快速安装 Geth 客户端

打开终端，复制下列命令一次性完成：

sudo apt-get update
sudo apt-get install software-properties-common
sudo add-apt-repository -y ppa:ethereum/ethereum
sudo add-apt-repository -y ppa:ethereum/ethereum-dev
sudo apt-get update
sudo apt-get install ethereum

安装结束后运行 geth -h，正常会弹出几十行帮助文档，ethereum 与 geth 命令就已就绪。

三分钟启动私链（dev 模式）

1. 创建数据目录

mkdir privatechain && cd privatechain

2. 一键脚本 init.sh

nano init.sh

填入内容（按环境把 --rpcaddr 改成你自己的内网 IP）：

#!/bin/bash
geth --networkid 123 --dev --datadir data \
  --rpc --rpcaddr 0.0.0.0 --rpcport 8545 --port 30303 \
  --nodiscover --allow-insecure-unlock console

chmod +x init.sh
./init.sh

你会看到类似：

INFO [xx-xx|xx:xx:xx] HTTP endpoint opened: http://0.0.0.0:8545

自此 JSON-RPC 已就绪，MetaMask 或在 Remix 里选择 Web3 Provider 即可直接连。

3. 连接控制台

重开一个终端，输入：

geth attach ipc:./data/geth.ipc

出现 > 提示即进入交互式 JavaScript 环境，可执行 eth, personal, miner 等 API。

核心交互速查表

任务	命令
新建账户	`personal.newAccount("密码")`
查看所有账户	`eth.accounts`
查询余额	`eth.getBalance(eth.accounts[0])`
解锁账户发币	`personal.unlockAccount(eth.accounts[0])`
单笔转账	`eth.sendTransaction({from:..., to:..., value:...})`
开始/停止挖矿	`miner.start(); miner.stop()`
查看交易收据	`eth.getTransactionReceipt(txHash)`

用 Mist 钱包所见即所得

Mist（又称 Ethereum Wallet）既可发交易又可可视化部署合约：

# 根据实际路径调整
/path/to/mist --rpc ./data/geth.ipc

首次打开可能会显示“No accounts”，前往控制台执行 personal.newAccount() 即可同步出现。

动手写第一个智能合约

下面示例合约完成“票据 Ticket”的链上增删改查，兼具转账功能，可在 DAO 项目、供应链金融等多种场景落地。

pragma solidity ^0.5.4;

contract SimpleTicket {
    uint public ticketIndex;
    mapping(uint => Ticket) public tickets;

    struct Ticket {
        uint   id;
        string name;
        string content;
        address issuer;
    }

    function addTicket(string memory _name, string memory _content) public {
        ticketIndex += 1;
        tickets[ticketIndex] = Ticket(ticketIndex, _name, _content, msg.sender);
    }

    function getTicket(uint _id) public view returns(uint, string memory, address) {
        Ticket memory t = tickets[_id];
        return (t.id, t.name, t.issuer);
    }
}

命令行编译 + 部署全流程

安装编译器后，依次执行：

npm install -g solc
solcjs --bin --abi SimpleTicket.sol

复制 .bin 与 .abi 文件内容后，回到 Geth 控制台：

var bytecode = "0x6080...";   // 粘贴二进制
var abi      = [/* 粘贴 ABI */];

var myContract = web3.eth.contract(abi);
var estimate   = web3.eth.estimateGas({data: bytecode});
personal.unlockAccount(eth.coinbase);
var contractInstance = myContract.new({from: eth.coinbase, data: bytecode, gas: estimate + 50000});

记下 contractInstance.transactionHash 并挖矿确认：

miner.start(1);  // 单线程挖矿
// 等待数次出块
miner.stop();

// 确认结果
eth.getTransactionReceipt('上述 txHash').contractAddress

成功后即可调用：

var ticket = myContract.at('合约地址');
ticket.addTicket('Invoice-001', 'Content demo', {from: eth.accounts[0], gas: 200000});
ticket.getTicket.call(1);

多节点互连与持久化网络

1. 同一台机器启动两个节点

# 数据目录、端口均不冲突
geth --networkid 123 --datadir data2 --port 30304 --rpcport 8546 console

在新窗口查看本节点信息并邀请对端：

> admin.nodeInfo.enode
"enode://[email protected]:30304"
# 在另一个节点中执行：
admin.addPeer("enode://[email protected]:30304")

体验 net.peerCount、admin.peers 看连接状态。

2. 使用 `genesis.json` 初始化创世区块

创建 genesis.json：

{
  "config": {
    "chainId": 2025,
    "homesteadBlock": 0,
    "eip155Block": 0,
    "eip158Block": 0
  },
  "alloc": {
    "0xbC9a3eCe02d7cb31Cf63DFDFc48dB0b82770d014": { "balance": "300000000000000000000" },
    "0x457e7D69FD3AC576aa744228e6B3319CDE768473": { "balance": "400000000000000000000" }
  },
  "difficulty": "0x20000",
  "gasLimit": "0x7A1200"
}

执行：

geth init genesis.json --datadir data-custom
geth --networkid 123 --datadir data-custom console

预置账户余额即刻生效，便于开发期免挖矿发交易。

FAQ：私有链实战常见疑惑

Q1：RPC 端口已开，外部仍连不上？
A：9090 以上端口可能受限于防火墙或安全组，确保云主机已放行对应 UDP/TCP，且 --rpcaddr 0.0.0.0 参数已启用。

Q2：estimateGas 返回的 gas 值为何总比实际小？
A：合约构造器或存储写入会额外消耗 gas，一般上浮 10%–20% 即可避免 out of gas。

Q3：Mist 无法显示合约函数？
A：合约版本需与 Mist 内置的 solidity 编译器一致；或直接在 Remix 切到“Injected Web3”方式远程调用。

Q4：想一键重置区块链怎么办？
A：删除 --datadir 指定的整个文件夹，重新 geth init 即清空全部历史，无需重新安装。

Q5：如何在同一局域网内让 A、B 两台电脑互通？
A：确保 --networkid 相同，A 把自己 enode://...@LAN_IP:PORT 通过 admin.addPeer 在 B 添加即可；若仍失败，检查路由是否屏蔽 30303/UDP。

进阶路径与资源延伸

到这里你已掌握：

独立节点、多节点互联、持久化创世配置
JavaScript 控制台、Mist 钱包、Remix 三种交互方式
Solidity 编译、字节码 + ABI 部署、函数调用全流程

👉 深挖更多以太坊私有链实战案例与调试技巧

接下来你可以：

将 Ganache 换成 Geth + PoA Clique，实现 5 秒出块。
使用 web3.js 在浏览器里发交易，前端直接调用私链。
引入 Docker 与 docker-compose，一条命令启动“节点 + 浏览器 + 后端”完整开发栈。

👉 24 小时内学会定制共识机制并迁移到私有链的完整图文教程

关键词：以太坊私有链、以太坊私网、geth 安装、智能合约部署、区块链 DApp 实战、创世区块配置