Crea tu primera red pública con Ethereum

Tutorial para crear una red local con Ethereum en el marco del taller Construye tu primera Red de Blockchain organizada por Hyperledger Mérida y Blockchain Mérida.

Autor: Greco Rubio

Esta es una guía para configurar una red local de ethereum con 2 nodos selladores (sealers) y 1 nodo local con un bootnode para que los nodos se encuentren fácilmente.

Usaremos el protocolo de concenso Proof-of-Authority (Clique) en lugar de Proof-of-Work (Ethash) debido a que PoA requiere menos recursos computacionales y así tendremos mayor velocidad de aprobación de las transacciones.

Resumen:

1. Requerimientos de software
2. Estructura del proyecto
3. Cuentas
4. Archivo génesis
5. Inicializar nodos
6. Crear bootnode
7. Iniciar bootnode
8. Iniciar nodos selladores (sealer)
9. Iniciar el nodo local
10. Probar tu red local de ethereum

1. Requerimientos de software

Descargar Geth que es la implementación oficial del protocolo de Ethereum escrita en Go.

Utilizaremos la versión all tools 1.8.23, puedes verificar la versión que tienes instalada ejecutando geth version

Linux 64-bit: https://gethstore.blob.core.windows.net/builds/geth-alltools-linux-amd64-1.8.23-c9427004.tar.gz

OSX: https://gethstore.blob.core.windows.net/builds/geth-alltools-darwin-amd64-1.8.23-c9427004.tar.gz

Windows 64-bit: https://gethstore.blob.core.windows.net/builds/geth-alltools-windows-amd64-1.8.23-c9427004.zip

Sitio oficial para descargar geth:

https://geth.ethereum.org/downloads/

Para extraer un archivo tar.gz:

tar xvfz ./archivo.tar.gz

Para acceder a los binarios de manera global:

cp geth/* /usr/local/bin

2. Estructura del proyecto

.
├── accounts.txt
├── boot.key
├── bootnode.txt
├── genesis.json
├── localnode
│   ├── geth
│   ├── geth.ipc
│   ├── keystore
│   └── password.txt
├── sealernode1
│   ├── geth
│   ├── geth.ipc
│   ├── keystore
│   └── password.txt
└── sealernode2
    ├── geth
    ├── geth.ipc
    ├── keystore
    └── password.txt

Crear carpetas iniciales

Se requiere abrir una ventana de terminal para seguir adelante.

Crear carpeta del proyecto:

mkdir devnet

Ir a la carpeta del proyecto:

cd devnet

Crear carpetas de los nodos:

mkdir localnode sealernode1 sealernode2

3. Cuentas

Se crearán 3 cuentas, 2 para los nodos selladores (sealers) y 1 para el nodo local.

Cuenta para sealernode1

Crear password para sealernode1

nano sealernode1/password.txt

ctrl+o enter ctrl+x

chmod 700 sealernode1/password.txt

Crear cuenta para sealernode1

geth --datadir sealernode1/ account new --password sealernode1/password.txt
# Address: {fed44...4e37e}

Copiar la llave pública y guardarla en en archivo accounts.txt de la siguiente forma:

echo "sealernode1: fed44...4e37e" >> accounts.txt

Cuenta para sealernode2

Crear password para sealernode2

nano sealernode2/password.txt

ctrl+o enter ctrl+x

chmod 700 sealernode2/password.txt

Crear cuenta para sealernode2

geth --datadir sealernode2/ account new --password sealernode2/password.txt
# Address: {f3af8...a3d00}

Copiar la llave pública y guardarla en en archivo accounts.txt de la siguiente forma:

echo "sealernode2: f3af8...a3d00" >> accounts.txt

Cuenta para localnode

Crear password para localnode

nano localnode/password.txt

ctrl+o enter ctrl+x

chmod 700 localnode/password.txt

Crear cuenta para localnode

geth --datadir localnode/ account new --password localnode/password.txt
# Address: {183c2...def12}

Copiar la llave pública y guardarla en en archivo accounts.txt de la siguiente forma:

echo "localnode: 183c2...def12" >> accounts.txt

Verificar cuentas

cat accounts.txt
# sealernode1: fed44...4e37e
# sealernode2: f3af8...a3d00
# localnode: 183c2...def12

4. Archivo Génesis

Para crear el archivo genesis.json utilizaremos la herramienta puppeth porque facilita mucho este proceso:

puppeth

Con esto iniciamos la herramienta interactiva y seguimos los siguientes pasos:

Please specify a network name to administer (no spaces, hyphens or capital letters please)
> blockchainmerida

What would you like to do? (default = stats)
 1. Show network stats
 2. Configure new genesis
 3. Track new remote server
 4. Deploy network components
> 2

What would you like to do? (default = create)
 1. Create new genesis from scratch
 2. Import already existing genesis
> 1

Which consensus engine to use? (default = clique)
 1. Ethash - proof-of-work
 2. Clique - proof-of-authority
> 2

How many seconds should blocks take? (default = 15)
> 15

Which accounts are allowed to seal? (mandatory at least one)
> 0xfed44...4e37e
> 0xf3af8...a3d00
> 0x

Which accounts should be pre-funded? (advisable at least one)
> 0xfed44...4e37e
> 0xf3af8...a3d00
> 0x183c2...def12
> 0x

Should the precompile-addresses (0x1 .. 0xff) be pre-funded with 1 wei? (advisable yes)
> no

Specify your chain/network ID if you want an explicit one (default = random)
> 12345

What would you like to do? (default = stats)
 1. Show network stats
 2. Manage existing genesis
 3. Track new remote server
 4. Deploy network components
> 2

 1. Modify existing fork rules
 2. Export genesis configurations
 3. Remove genesis configuration
> 2

Which folder to save the genesis specs into? (default = current)
  Will create blockchainmerida.json, blockchainmerida-aleth.json, blockchainmerida-harmony.json, blockchainmerida-parity.json
>

Al presionar enter mostrará un error debido a que no puede generar la configuración para algunas herramientas con el protocolo Proof-of-Authority, lo podemos ignorar y presionar ctrl+c para salir de puppeth.

Eliminar archivo innecesario para los fines de este tutorial:

rm blockchainmerida-harmony.json

Renombrar archivo genesis recien creado a genesis.json:

mv blockchainmerida.json genesis.json

5. Inicializar nodos

sealernode1:

geth --datadir sealernode1 init genesis.json

sealernode2:

geth --datadir sealernode2 init genesis.json

localnode:

geth --datadir localnode init genesis.json

6. Crear bootnode

Crear llave para el bootnode:

bootnode -genkey boot.key

Obtener la dirección del bootnode:

bootnode -nodekey boot.key -writeaddress
# 977aa...c8419

Copiar la dirección del bootnode y guardarla en en archivo bootnode.txt de la siguiente forma:

echo 977aa...c8419 >> bootnode.txt

7. Iniciar bootnode

bootnode -nodekey boot.key -verbosity 9 -addr :30303

Nota: El servicio se quedará corriendo. Se requiere abrir otra ventana de terminal para seguir adelante.

En la nueva ventana, si no se encuentra en la carpeta del proyecto:

cd devnet

8. Iniciar nodos selladores (sealer)

Para los siguientes pasos debemos tener a la mano las cuentas y la dirección del bootnode que creamos en los pasos anteriores, para eso podemos usar un editor como atom:

atom .

Iniciar sealernode1

Ojo: Sustituir los valores de la cuenta del sealernode1 y la dirección del bootnode con los que apuntamos recientemente en los archivos accounts.txt y bootnode.txt respectivamente:

geth --datadir sealernode1 --syncmode 'full' --port 30310 --networkid 12345 --gasprice '0' -unlock '0xfed44...4e37e' --password sealernode1/password.txt --bootnodes 'enode://977aa...c8419@127.0.0.1:30303' --mine

Nota: El servicio se quedará corriendo. Se requiere abrir otra ventana de terminal para seguir adelante.

En la nueva ventana, si no se encuentra en la carpeta del proyecto:

cd devnet

Iniciar sealernode2

Ojo: Sustituir los valores de la cuenta del sealernode2 y la dirección del bootnode con los que apuntamos recientemente en los archivos accounts.txt y bootnode.txt respectivamente:

geth --datadir sealernode2 --syncmode 'full' --port 30311 --networkid 12345 --gasprice '0' -unlock '0xf3af8...a3d00' --password sealernode2/password.txt --bootnodes 'enode://977aa...c8419@127.0.0.1:30303' --mine

Nota: a pesar de la nomenclatura, el argumento --mine sirve para habilitar la función de sealer en el nodo debido a que estamos trabajando con PoA.

Nota: El servicio se quedará corriendo. Se requiere abrir otra ventana de terminal para seguir adelante.

En la nueva ventana, si no se encuentra en la carpeta del proyecto:

cd devnet

9. Iniciar el nodo local

Ojo: Sustituir los valores de la cuenta del localnode y la dirección del bootnode con los que apuntamos recientemente en los archivos accounts.txt y bootnode.txt respectivamente:

geth --datadir localnode --syncmode 'full' --port 30312 --networkid 12345 --gasprice '0' -unlock '0x183c2...def12' --password localnode/password.txt --bootnodes 'enode://977aa...c8419@127.0.0.1:30303' --rpc --rpcaddr '127.0.0.1' --rpcport 8545 --rpccorsdomain '*'

Como se puede ver, en este caso configuramos el nodo local con acceso vía RPC para acceder vía clientes como Web3.js, Metamask, Remix IDE, etc.

Nota: El servicio se quedará corriendo. Se requiere abrir otra ventana de terminal para seguir adelante.

En la nueva ventana, si no se encuentra en la carpeta del proyecto:

cd devnet

10. Probar tu red local de Ethereum

Para entrar al CLI (Command Line Interface) de nuestro nodo local:

geth attach ipc:./localnode/geth.ipc

Enlistar cuentas:

eth.accounts

Crear una nueva cuenta:

personal.newAccount()

Para ver el balance de una cuenta:

web3.eth.getBalance(eth.accounts[1])

Para enviar ether de una cuenta a otra:

eth.sendTransaction({from: eth.accounts[0], to: eth.accounts[1], value: web3.toWei(1, "ether")})

Conclusiones

Con esto aprendimos a grandes rasgos cómo funciona el protocolo de Ethereum al crear una red local usando el protocolo Proof-of-Authority (Clique) y la herramienta puppeth para crear el archivo génesis de manera clara y sencilla.

Aquí tienes algunos retos a lograr si quieres poner en práctica lo aprendido en este tutorial e ir más allá para tener un mayor entendimiento de Ethereum y los smart contracts:

Reto 1:

Crear una red de Ethereum ya sea con PoW o PoA entre nodos configurados en distintas computadoras e interactuar entre ellos.

Reto 2:

Crear un smart contract en la red (ej. un ERC20) e interactuar con él mediante los nodos que se encuentren conectados.

Referencias

https://ethereum.org

https://geth.ethereum.org/

https://remix.ethereum.org

https://web3js.readthedocs.io/en/1.0/

https://metamask.io/

https://github.com/grekinsky/my-first-dapp

https://theethereum.wiki/w/index.php/ERC20_Token_Standard

https://hackernoon.com/setup-your-own-private-proof-of-authority-ethereum-network-with-geth-9a0a3750cda8

https://github.com/ConsenSys/local_ethereum_network