从零开始：以太坊私有链搭建与智能合约部署全指南

关键词：以太坊私有链、智能合约部署、geth、Solidity 编译、合约调用

背景与目标

很多朋友在学习区块链开发时，常因高昂的主网 Gas 费用而却步。搭建一条本地以太坊私有链，不仅能零成本实验，还能完整体验从节点初始化到智能合约上线的全流程。本文将手把手带你完成：

源码获取与可执行文件编译
自定义初始状态（genesis 配置）
节点启动与账户创建
私有链挖矿与 ETH 转账
Solidity 合约编写、编译、部署及交互

第一步：获取和编译 Geth

1.1 克隆源码

git clone https://github.com/ethereum/go-ethereum.git
cd go-ethereum

1.2 编译

make geth

完成后把 ./build/bin/geth 加入 PATH：

export PATH=$PWD/build/bin:$PATH

Tip：在 macOS + Homebrew 环境遇到 clang 报错时，执行 xcode-select --install 即可解决依赖缺失。

第二步：设计私有链初始状态

创建 genesis.json，指定链 ID 及创世区块参数：

{
  "config": {
    "chainId": 7777,
    "homesteadBlock": 0,
    "eip150Block": 0,
    "eip155Block": 0,
    "eip158Block": 0,
    "byzantiumBlock": 0,
    "constantinopleBlock": 0,
    "petersburgBlock": 0,
    "ethash": {}
  },
  "difficulty": "1",
  "gasLimit": "8000000",
  "alloc": {
    "7df9a875a174b3bc565e6424a0050ebc1b2d1d82": { "balance": "300000" },
    "f41c74c9ae680c1aa78f42e5647a62f353b7bdde": { "balance": "400000" }
  }
}

参数说明：

chainId 必须唯一，避免与主网/测试网冲突。
difficulty 置 1 方便 CPU 单线程挖矿。
gasLimit 足够大，防止测试合约 Gas 不足。

初始化数据目录

geth init --datadir data genesis.json

第三步：启动节点并进入交互式控制台

geth --datadir data --nodiscover --mine console

--nodiscover：关闭 P2P 自动发现，确保纯粹私有链。
--mine：默认就开启挖矿，为交易快速出块。

在控制台中，可使用 JavaScript API 进行后续操作。

常见问题 FAQ

Q1: 控制台提示端口 30303 被占用？

本地若同时运行多条链或主网节点，可添加参数 --port 30304。

Q2: Linux 运行 geth 报 “permission denied”？

chmod +x build/bin/geth 赋予执行权限即可。

第四步：创建账户与快速挖矿

4.1 新建账户

> personal.newAccount()
Passphrase:
"0x45281eb7bbaa41fef62d40ae881378c14335c1cf"

4.2 挖矿与收获 196 ETH

> miner.start()
// 等待 2–3 分钟
> miner.stop()
> web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[0]), "ether")
196

4.3 在账户间转账

先解锁发送账户：

> personal.unlockAccount(eth.accounts[0])
> eth.sendTransaction({
    from: eth.accounts[0],
    to: eth.accounts[1],
    value: web3.toWei(10, 'ether')
})

再挖一个块以打包交易：

> miner.start(1); admin.sleepBlocks(1); miner.stop()

验证接收方余额：

> web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[1]), 'ether')
10

👉 如果你对性能调优感兴趣，这里有节点同步与挖矿效率秘籍

第五步：用 Solidity 编写首个智能合约

创建 demo.sol：

pragma solidity ^0.8.0;

contract SimpleStorage {
    uint256 storedData;

    function set(uint256 x) public {
        storedData = x;
    }

    function get() public view returns (uint256) {
        return storedData;
    }
}

第六步：编译合约并拿到 ABI 与字节码

安装 Solidity 编译器：

npm install -g solc

执行编译：

solc --optimize --combined-json abi,bin demo.sol > compiled.json

在控制台中导入结果：

var compiled = JSON.parse(cat("compiled.json"));
var abi = compiled.contracts["demo.sol:SimpleStorage"].abi;
var bin = "0x" + compiled.contracts["demo.sol:SimpleStorage"].bin;

第七步：部署合约到私有链

7.1 创建合约对象

var storageContract = eth.contract(abi);
var deployTx = { from: eth.accounts[0], data: bin, gas: 1000000 };

7.2 部署

var instance = storageContract.new(deployTx);

此时通过 txpool.status 可见 1 笔待处理交易。继续快速挖块：

> miner.start(1); admin.sleepBlocks(1); miner.stop()

获取合约地址：

var receipt = eth.getTransactionReceipt(instance.transactionHash);
var contractAddress = receipt.contractAddress;
console.log("合约地址: " + contractAddress);

第八步：与合约互动

8.1 读取初始状态

var contract = storageContract.at(contractAddress);
contract.get.call(); // 返回 0

8.2 写入新数值并上链

contract.set.sendTransaction(77, {
    from: eth.accounts[0],
    gas: 1000000
});
// 再次挖矿确认交易
> miner.start(1); admin.sleepBlocks(1); miner.stop()

8.3 验证结果

contract.get.call(); // 已变为 77

安全与维护小贴士

私钥备份
data/keystore 文件夹内 JSON 文件即为加密私钥，务必离线备份、且密码牢记。
重复测试脚本化
使用 Node.js 脚本 + web3.js 可一键复现以上步骤，减少手动交互中的拼写错误。
资源回收
测试完毕后，rm -rf data 即可重置链数据；如需克隆环境，复制 genesis.json 重新初始化即可。

附录：术语速查

Genesis Block：链的创世块，配置错误将导致节点永远无法同步。
Gas & GasPrice：私有链能将 GasPrice 设为 0，但调大 GasLimit 可避免合约部署失败。
ABI：Application Binary Interface，描述如何与已部署的字节码交互。

常见问题汇总

Q3：编译时报 “Warning: SPDX license identifier not provided”？
A：在文件头加 // SPDX-License-Identifier: UNLICENSED 即可消除警告，不影响功能。

Q4：合约部署卡在 pending？
A：确认节点确实在挖矿；若使用 miner.start() 需再调用 admin.sleepBlocks(1) 等它挖出新区块。

Q5：Mac M1 芯片编译失败？
A：使用 Go 1.17+ 版本，并确保 XCode Command Line Tools 已正确安装。

Q6：能否一条命令把所有步骤跑完？
A：将以上流程做成一条 Bash 脚本，配合 expect 自动输入口令即可实现一键私有链沙箱。