Substrate 区块链网络的简单使用

这个是完全按照 Substrate 的官方文档 Build A Blockchain 来走的。如果你英语还行，就直接去看原文吧，说不定还能跟上更新。

打开你的命令行，咱们开整！

你都看这篇文章了，我就假设前置需求你都完成了

克隆两个git仓库

找一个合适的目录，克隆两个项目。
第一个是

git clone https://github.com/substrate-developer-hub/substrate-node-template

这个是 Substrate 区块链的节点模板，是一个rust项目，我们的工作都是基于它的。
第二个是

git clone https://github.com/substrate-developer-hub/substrate-front-end-template

这个是一个前端项目，体验的时候用的。如果你不像体验，那后续提到跟这个项目相关的操作都可以跳过。

本地启动节点

进入rust项目的目录

cd substrate-node-template

进行打包（一定要用release模式）

cargo build --release

这个可能会受到网络因素影响，建议爬到梯子上。
顺利的话，10分钟左右打包完毕。

然后到target/release下面执行

./node-template --dev

--dev 的目的是每次停掉节点，数据会被还原，不会被持久化。
启动后的输出应该差不多这样

启动前端项目

前端项目是一个react项目，需要用到nodejs和yarn。

安装nodeJs

从 https://nodejs.org/en 下载nodeJs安装包进行安装。安装后在命令行执行

nvm install 22

这一步对网络要求很高，期间可能遇到各种问题，请自行AI解决。安装好以后通过

node --version

查看node版本。

安装yarn

在命令行执行

corepack enable

即可。使用yarn --version看版本。

启动项目

到前端项目目录

cd substrate-front-end-template

先后执行

yarn install
yarn start

这样会打开一个浏览器页面，跟我们上面启动的rust项目通信并更新网友数据。

你想体验就转个帐吧，在 Transfer 板块找到一个目标账户，输入金额试一下。

我估计第一次体验你会失败，因为转账金额有限制：系统里都是津巴布韦富豪，所以转账金额最少要1000000000000个单位。

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现在把两个项目都停掉吧。

出块和确认

我们继续尝试在区块链网络中节点的出块和确认块。

上面在启动体验项目时，系统自动创建了几个账户。我们先用其中的两个体验账户看一下：alice 和 bob。

启动Alice的节点

先把之前的数据清理掉，一定要记得：

./node-template purge-chain --base-path /tmp/alice --chain local -y

然后执行

./node-template \
--base-path /tmp/alice \
--chain local \
--alice \
--port 30333 \
--rpc-port 9945 \
--node-key 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001 \
--telemetry-url "wss://telemetry.polkadot.io/submit/ 0" \
--validator

可以看到它的peer是0（图中红框）

启动Bob节点

新开一个命令行，还是切到相同的目录，执行

./node-template purge-chain --base-path /tmp/bob --chain local -y
./node-template \
--base-path /tmp/bob \
--chain local \
--bob \
--port 30334 \
--rpc-port 9946 \
--telemetry-url "wss://telemetry.polkadot.io/submit/ 0" \
--validator \
--bootnodes /ip4/127.0.0.1/tcp/30333/p2p/12D3KooWEyoppNCUx8Yx66oV9fJnriXwCcXwDDUA2kj6vnc6iDEp

注意最下面的地址指向的是Alice节点的IP、端口和ID（上面图中用箭头指的地方）。

启动后你会发现两个节点都会有1个peer了。并且随着时间流逝，出块数量best快速增加，被确认过的块的数量finalized紧随其后，落后两个块。

节点的重启

虽然bob是将alice当初了boot node，但是启动后他俩是对等的。
这时候你随便停掉一个，另一个都不受影响，只是peers变成0，区块数不再变化。
重新启动这个停掉的，两个又恢复如初。

我想强调的是你重启Alice不会影响Bob，毕竟你已经知道Bob没启动时也没影响Alice。

加入自定义节点

重点来了：现在我们要定义自己的点对点网络节点。

预定义的那几个账户是怎么来的我们不知道还，所以这里我们自己生成两个节点。

Substrate 中的账户需要两个关键密钥，一个是用来出块（挖矿）的，叫auro； 一个是用来确认块的，叫grandpa。我们来生成这两个公钥。

生成公钥

还是在rust项目中执行

./node-template key generate --scheme Sr25519 --password-interactive

这时候需要输入一个私钥，你自己记住就行。然后会生成类似这样的

Secret phrase:  pig giraffe ceiling enter weird liar orange decline behind total despair fly
Secret seed:       0x0087016ebbdcf03d1b7b2ad9a958e14a43f2351cd42f2f0a973771b90fb0112f
Public key (hex):  0x1a4cc824f6585859851f818e71ac63cf6fdc81018189809814677b2a4699cf45
Account ID:        0x1a4cc824f6585859851f818e71ac63cf6fdc81018189809814677b2a4699cf45
Public key (SS58): 5CfBuoHDvZ4fd8jkLQicNL8tgjnK8pVG9AiuJrsNrRAx6CNW
SS58 Address:      5CfBuoHDvZ4fd8jkLQicNL8tgjnK8pVG9AiuJrsNrRAx6CNW

这里面最关键的是第一个和最后一个字段。

第一个字段？那一串单词？……
没错就他

接下来用第一个字段secret phase来生成第二个公钥

./node-template key inspect --password-interactive --scheme Ed25519 "pig giraffe ceiling enter weird liar orange decline behind total despair fly"

千万记得换成你自己的phase

Secret phrase `pig giraffe ceiling enter weird liar orange decline behind total despair fly` is account:
Secret seed:       0x0087016ebbdcf03d1b7b2ad9a958e14a43f2351cd42f2f0a973771b90fb0112f
Public key (hex):  0x2577ba03f47cdbea161851d737e41200e471cd7a31a5c88242a527837efc1e7b
Public key (SS58): 5CuqCGfwqhjGzSqz5mnq36tMe651mU9Ji8xQ4JRuUTvPcjVN
Account ID:        0x2577ba03f47cdbea161851d737e41200e471cd7a31a5c88242a527837efc1e7b
SS58 Address:      5CuqCGfwqhjGzSqz5mnq36tMe651mU9Ji8xQ4JRuUTvPcjVN

最后一行就是第二个公钥。

然后重复一遍，用同样的方法再生成一组公钥给第二个账户。

假设生成好了以后，第二个账户的两个公钥是

auro: 111111111111111111111111111111111
grandpa: 22222222222222222222222222222222222

修改链的规格

准备好了多个账户以后，由于都是可信节点，需要把他们加入到链规格定义中。

首先到处之前的链规格：

./node-template build-spec --disable-default-bootnode --chain local > my.json

这会在当前目录生成一个文件my.json。打开它然后定位关键字“auro”，把里面的账户改成前面的两个auro公钥：

"aura": { "authorities": [
   "5CfBuoHDvZ4fd8jkLQicNL8tgjnK8pVG9AiuJrsNrRAx6CNW", 
   "111111111111111111111111111111111"
 ]
},

定位到关键字“grandpa”，同样修改成第二个公钥：

"grandpa": {
   "authorities": [
     [
       "5CuqCGfwqhjGzSqz5mnq36tMe651mU9Ji8xQ4JRuUTvPcjVN",
       1
     ],
     [
       "22222222222222222222222222222222222",
       1
     ]
   ]
 },

保存后执行

./node-template build-spec --chain=my.json --raw --disable-default-bootnode > myRaw.json

这样我们的自定义规格myRaw.json就生成好了。

这个文件发给其他可信节点，大家就可以组建私链了

启动节点

启动第一个节点

./node-template \
  --base-path /tmp/node01 \
  --chain ./myRaw.json \
  --port 30333 \
  --rpc-port 9945 \
  --telemetry-url "wss://telemetry.polkadot.io/submit/ 0" \
  --validator \
  --rpc-methods Unsafe \
  --name MyNode01 \
  --password-interactive

这样会在tmp/node01下面生成数据，但是并不是出块。
要想出块需要把公钥存进keystore。

把公钥存进keystore

使用前面的secret phase把公钥存进去

./node-template key insert --base-path /tmp/node01 \
  --chain myRaw.json \
  --scheme Sr25519 \
  --suri "pig giraffe ceiling enter weird liar orange decline behind total despair fly" \
  --password-interactive \
  --key-type aura

输入生成公钥的私钥即可。继续

./node-template key insert \
  --base-path /tmp/node01 \
  --chain myRaw.json \
  --scheme Ed25519 \
  --suri "pig giraffe ceiling enter weird liar orange decline behind total despair fly"  \
  --password-interactive \
  --key-type gran

同样输入私钥。这样两个公钥都存好了。

重启节点

存好后重启节点令其生效。

加入节点

第二个节点也要把auro和grandpa存到keystore中。然后启动：

./node-template \
  --base-path /tmp/node02 \
  --chain ./myRaw.json \
  --port 30334 \
  --rpc-port 9946 \
  --telemetry-url "wss://telemetry.polkadot.io/submit/ 0" \
  --validator \
  --rpc-methods Unsafe \
  --name MyNode02 \
  --bootnodes /ip4/127.0.0.1/tcp/30333/p2p/12D3KooWLmrYDLoNTyTYtRdDyZLWDe1paxzxTw5RgjmHLfzW96SX \
  --password-interactive

输入自己的私钥即可。