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如何用 Substrate 创建一条私有链（下）

PolkaWorld
2020年07月01日
本文来自 链闻CHAINNEWS-PolkaWorld， 经作者 PolkaWorld 授权转载。

“

本文是 Substrate 开发者中心教程《创建一条私有链》的后半部分，由 PolkaWorld 社区翻译。点此查看本文的前半部分。

生成自己的密钥

现在，我们已经了解了基础知识和命令行选项，可以着手生成属于自己的密钥，无需再使用众所周知的 Alice 和 Bob 密钥了。每个想要参与区块链的人都应该生成自己的密钥。这一部分会说明用于生成密钥的几种方式，其中有三个选项，每个参与者只需要选择一个这样的选项。无论选择哪个选项，请确保记录本节中的所有输出，以备日后使用。

选项 1: Subkey

Subkey 是生成密钥的工具，一般会与 Substrate 一起使用。

首先编译并安装该实用程序，这可能需要 15 分钟左右的时间。

    cargo install --force subkey --git https://github.com/paritytech/substrate --tag v2.0.0-rc3

我们将需要为每种类型至少生成 2 个密钥。每个节点都需要有自己的密钥。

生成一个助记词，并查看和 sr25519 关联的密钥和地址，Aura 将使用该密钥进行区块的生产。

    $ subkey --sr25519 generate  

    Secret phrase `infant salmon buzz patrol maple subject turtle cute legend song vital leisure` is account:  
      Network ID/version: substrate  
      Secret seed:        0xa2b0200f9666b743402289ca4f7e79c9a4a52ce129365578521b0b75396bd242  
      Public key (hex):   0x0a11c9bcc81f8bd314e80bc51cbfacf30eaeb57e863196a79cccdc8bf4750d21  
      Account ID:         0x0a11c9bcc81f8bd314e80bc51cbfacf30eaeb57e863196a79cccdc8bf4750d21  
      SS58 Address:       5CHucvTwrPg8L2tjneVoemApqXcUaEdUDsCEPyE7aDwrtR8D

现在查看与相同助记符关联的 ed25519 密钥和地址。GRANDPA 将使用此密钥进行区块的终结。

    $ subkey --ed25519 inspect "infant salmon buzz patrol maple subject turtle cute legend song vital leisure"  

    Secret phrase `infant salmon buzz patrol maple subject turtle cute legend song vital leisure` is account:  
      Network ID/version: substrate  
      Secret seed:        0xa2b0200f9666b743402289ca4f7e79c9a4a52ce129365578521b0b75396bd242  
      Public key (hex):   0x1a0e2bf1e0195a1f5396c5fd209a620a48fe90f6f336d89c89405a0183a857a3  
      Account ID:         0x1a0e2bf1e0195a1f5396c5fd209a620a48fe90f6f336d89c89405a0183a857a3  
      SS58 Address:       5CesK3uTmn4NGfD3oyGBd1jrp4EfRyYdtqL3ERe9SXv8jUHb

选项 2: Polkadot-JS Apps

我们用来查看正在生成的块的相同 UI 也可以用于生成密钥。如果您不想安装 subkey，那么此选项很方便。它可以用于生产密钥，但是在生成此类密钥时不应将系统连接到 Internet 中。

“

无论选择哪种方法，都不能将生成生产密钥的系统连接到 Internet。这里特别提到它是因为，使用诸如 Polkadot JS Apps 之类的 Web 应用程序时通常需要具有 Internet 连接。

在 "Accounts" 标签上，单击 "Add account"。您无需提供名称，尽管您可能希望在验证之外保存该帐户以用于提交交易。

生成一个 sr25519 密钥，Aura 将使用该密钥进行区块生产。请留意并记录助记词以及通过单击左上角的 identicon 复制 SS58 地址。

生成了一个 ed25519 密钥后， GRANDPA 将使用该密钥进行区块确认。再次提醒记录好助记词和 SS58 地址。

选项 3: 使用预生成的密钥

如果您想先进行本教程的学习，则可以使用以下预生成的密钥对之一。但是要意识到，这些密钥绝对不应该在实际生产区块中使用，而仅出于学习目的而提供。

Pair 1

Key （密钥） Value （值）
Secret phrase （助记词） clip organ olive upper oak void inject side suit toilet stick narrow
Secret seed 0x4bd2b2c1dad3dbe3fa37dc6ad5a4e32ddd8ad84b938179ac905b0622880e86e7
SR25519

Public key （公钥）| 0x9effc1668ca381c242885516ec9fa2b19c67b6684c02a8a3237b6862e5c8cd7e
SS58 Address| 5FfBQ3kwXrbdyoqLPvcXRp7ikWydXawpNs2Ceu3WwFdhZ8W4
ED25519|

Public key （公钥）| 0xb48004c6e1625282313b07d1c9950935e86894a2e4f21fb1ffee9854d180c781
SS58 Address| 5G9NWJ5P9uk7am24yCKeLZJqXWW6hjuMyRJDmw4ofqxG8Js2

Pair 2

Key （密钥） Value （值）
Secret phrase （助记词） paper next author index wedding frost voice mention fetch waste march tilt
Secret seed 0x4846fedafeed0cf307da3e2b5dfa61415009b239119242006fc8c0972dde64b0
SR25519

Public key （公钥）| 0x74cca68a32156615a5923c67024db70da5e7ed36e70c8cd5bcf3556df152bb6d
SS58 Address| 5EhrCtDaQRYjVbLi7BafbGpFqcMhjZJdu8eW8gy6VRXh6HDp
ED25519|

Public key （公钥）| 0x0fe9065f6450c5501df3efa6b13958949cb4b81a2147d68c14ad25366be1ccb4
SS58 Address| 5CRZoFgJs4zLzCCAGoCUUs2MRmuD5BKAh17pWtb62LMoCi9h

创建自定义链规范

既然每个参与者都有自己的密钥对，那么您就可以开始创建自定义链规范了。我们将使用此自定义链规范替代之前使用的内置 local 规范。

在此示例中，我们将创建一个网络，里面包含两个节点，但该过程可以直接推广到更多节点。

创建链规范

上一节内容中，我们使用了 --chain local ，它是预定义的“链规范”，其中将 Alice 和 Bob 指定为验证人以及其他一些有用的默认值。

与其完全从头开始编写链式规范，不如对我们以前使用的规范进行一些修改。首先，我们需要将链规范导出到名为 customSpec.json 的文件中。请记住，可以通过运行 node-template --help 获得有关所有这些命令的更多详细信息。

    # Export the local chainspec to json  
    $ ./target/release/node-template build-spec --disable-default-bootnode --chain local > customSpec.json  
    2020-05-28 13:29:05 Building chain spec

我们刚刚创建的文件包含几个字段，您可以通过探索它们学习很多东西。到目前为止，最大的字段是单个二进制 blob，它是运行时的 Wasm 二进制文件。这是您先前运行 cargo build 命令时所构建内容的一部分。

我们感兴趣的文件部分是用于创建块的 Aura 授权，由下面的"aura"字段指示；用于确定块的 GRANDPA 授权，由"grandpa"字段指示。该部分如下：

    {  
      //-- snip --  
      "genesis": {  
        "runtime": {  
          "system": {  
            "changesTrieConfig": null  
            //-- snip --  
          },  
          "aura": {  
            "authorities": [  
              "5FfBQ3kwXrbdyoqLPvcXRp7ikWydXawpNs2Ceu3WwFdhZ8W4",  
              "5FHneW46xGXgs5mUiveU4sbTyGBzmstUspZC92UhjJM694ty"  
            ]  
          },  
          "grandpa": {  
            "authorities": [  
              ["5G9NWJ5P9uk7am24yCKeLZJqXWW6hjuMyRJDmw4ofqxG8Js2", 1],  
              ["5GoNkf6WdbxCFnPdAnYYQyCjAKPJgLNxXwPjwTh6DGg6gN3E", 1]  
            ]  
          }  
          //-- snip --  
        }  
      }  
    }

“

这些指令是为节点模板编写的。他们将与其他基于 Substrate 节点一起工作，而无需进行任何修改。在包括 session pallet 的 Substrate 节点中。您应该将 Aura 和 Grandpa 配置保留为空，而应将此信息插入会话配置中。从所需节点导出的链规范中已说明了所有这些。

由于 Grandpa 协议支持加权投票，因此 Grandpa 数据的格式更加复杂。在这种情况下，我们为每个验证人赋予了 1 权重。

我们要做的就是将列出的授权地址（当前为 Alice 和 Bob）更改为在上一步中生成的我们自己的地址。sr25519 地址位于 aura 部分，而 ed25519 地址位于 Grandpa 部分。您可以根据需要添加任意数量的验证人。有关其他上下文，请阅读有关 Substrate 中的密钥 [1] 的信息

“

验证人不应共享相同的密钥，即使出于学习目的也是如此。如果两个验证人使用相同的密钥，则它们将在运行过程中产生冲突的块。

准备好链规范后，将其转换为“初始（raw）”链规格。初始链规范包含所有相同的信息，但它包含已编码的存储密钥，该节点将使用该存储密钥来引用其本地存储中的数据。分发初始规范可确保每个节点将数据存储在相应的存储密钥上。

    $ ./target/release/node-template build-spec --chain=customSpec.json --raw --disable-default-bootnode > customSpecRaw.json  
    2020-05-28 13:31:37 Building chain spec  

    Copy

最后，与网络中的所有其他验证人共享 customSpecRaw.json 文件。

“

每个人都应该创建链规范，并与其他验证人共享生成的customSpecRaw.json文件。

因为 Rust-> Wasm 优化的构建不是“可复制的”，所以每个人都会得到一个略有不同的 Wasm blob，如果每个参与者自己生成文件而不共享，将破坏共识。

创建您的专用网络

创建自定义链规范并共享给所有参与者后，您就可以启动自己的自定义链了。在本节中，不再需要使用单个物理计算机或单个二进制文件。

第一个参与者启动一个 Bootnode

您已经完成了所有必要的准备工作，现在可以启动链了。此过程与您早先与（Alice）和（Bob）建立链接的过程非常相似。从无记录基本路径开始很重要，因此，如果您打算使用以前使用的相同路径，请从该目录中删除所有内容。

第一个参与者可以使用以下命令启动其节点：

    ./target/release/node-template \  
      --base-path /tmp/node01 \  
      --chain=./customSpecRaw.json \  
      --port 30333 \  
      --ws-port 9944 \  
      --rpc-port 9933 \  
      --telemetry-url 'ws://telemetry.polkadot.io:1024 0' \  
      --validator \  
      --rpc-methods=Unsafe \  
      --name MyNode01

以下是一些和创建 Alice 有差异的内容：

  • 我已经省略了 --alice 标记。取而代之的是，我们很快将通过 RPC 将自己的自定义密钥插入密钥库。

  • --chain 标记已更改为使用我们的自定义链规范。

  • 我添加了可选的 --name 标志。可以使用它在 telemetry UI 中为节点提供易于理解的名称。

  • 添加了可选的 --rpc-methods=Unsafe 标记， 顾名思义，在生产环境中使用此标志并不安全，但可以使本教程重点关注当前的主题。在生产中，您应该使用 JSON-RPC proxy[2] 。

您应该能看到控制台输出如下：

    2020-06-10 13:25:16 Substrate Node  
    2020-06-10 13:25:16 ✌️  version 2.0.0-rc3-f5acce1-x86_64-linux-gnu  
    2020-06-10 13:25:16 ❤️  by Substrate DevHub , 2017-2020  
    2020-06-10 13:25:16 📋 Chain specification: Local Testnet  
    2020-06-10 13:25:16 🏷  Node name: MyNode01  
    2020-06-10 13:25:16 👤 Role: AUTHORITY  
    2020-06-10 13:25:16 💾 Database: RocksDb at /tmp/node01/chains/local_testnet/db  
    2020-06-10 13:25:16 ⛓  Native runtime: node-template-1 (node-template-1.tx1.au1)  
    2020-06-10 13:25:16 🔨 Initializing Genesis block/state (state: 0xecc5…18c6, header-hash: 0x1af8…2b26)  
    2020-06-10 13:25:16 👴 Loading GRANDPA authority set from genesis on what appears to be first startup.  
    2020-06-10 13:25:16 ⏱  Loaded block-time = 6000 milliseconds from genesis on first-launch  
    2020-06-10 13:25:16 📦 Highest known block at #0  
    2020-06-10 13:25:16 Using default protocol ID "sup" because none is configured in the chain specs  
    2020-06-10 13:25:16 🏷  Local node identity is: 12D3KooWKDc78RJSWnMAo4dkVdfyFqvrvEZZSVddP16fsHhSy6sw (legacy representation: QmPGVPfrg3gsUgoFgxpNNwjBputPKpukcWizQwedeBbKUr)  
    2020-06-10 13:25:16 〽️ Prometheus server started at 127.0.0.1:9615  
    2020-06-10 13:25:21 💤 Idle (0 peers), best: #0 (0x1af8…2b26), finalized #0 (0x1af8…2b26), ⬇ 0 ⬆ 0  
    2020-06-10 13:25:26 💤 Idle (0 peers), best: #0 (0x1af8…2b26), finalized #0 (0x1af8…2b26), ⬇ 0 ⬆ 0  
    2020-06-10 13:25:31 💤 Idle (0 peers), best: #0 (0x1af8…2b26), finalized #0 (0x1af8…2b26), ⬇ 0 ⬆ 0

将密钥添加到密钥库

节点运行后，您可能会发现没有任何块产生。此时，您需要将密钥添加到密钥库中。请注意，您需要为网络中的每个节点完成这些步骤。

选项 1: 使用 Polkadot-JS Apps UI

您可以使用 Apps UI 将密钥插入密钥库。导航到 “工具箱” 选项卡和 “ RPC 调用” 子选项卡。选择“author”和“ insertKey”。可以这样填写字段：

如何用 Substrate 创建一条私有链（下）

    keytype: aura  
    suri:  (eg. clip organ olive upper oak void inject side suit toilet stick narrow)  
    publicKey:  (eg. 0x9effc1668ca381c242885516ec9fa2b19c67b6684c02a8a3237b6862e5c8cd7e)

“

如果您是通过 Apps UI 生成密钥的，则您将不知道原始的公钥。在这种情况下，您可以改用您的 SS58 地址 (5FfBQ3kwXrbdyoqLPvcXRp7ikWydXawpNs2Ceu3WwFdhZ8W4) 。

你已经成功插入 aura 密钥，可以通过重复这个步骤插入 grandpa 密钥 (ed25519 密钥)

如何用 Substrate 创建一条私有链（下）

    keytype: gran  
     suri:  (eg. clip organ olive upper oak void inject side suit toilet stick narrow)  
    publicKey:  (eg. 0xb48004c6e1625282313b07d1c9950935e86894a2e4f21fb1ffee9854d180c781)

“

如果您是通过 Apps UI 生成密钥的，则您将不知道原始的公钥。在这种情况下，您可以改用您的 SS58 地址 (5G9NWJ5P9uk7am24yCKeLZJqXWW6hjuMyRJDmw4ofqxG8Js2) 。

“

如果要对网络中的_第二_节点执行以下步骤，则必须在插入密钥之前将 UI 连接到第二个节点。

选项 2: 使用 curl

您还可以通过在命令行中使用 curl[3] 将密钥插入密钥库。在创建环境中，这种方法可能更可取。您可能正在使用基于云的虚拟专用服务器的位置。

因为安全创建环境中最重要的问题，所以采取一切可能的预防措施很重要。在这种情况下，这意味着要注意不要遗留任何私钥痕迹，例如终端的历史记录。创建一个文件，用于定义“ curl”请求的主体：

    {  
      "jsonrpc":"2.0",  
      "id":1,  
      "method":"author_insertKey",  
      "params": [  
        "",  
        "",  
        ""  
      ]  
    }  

    # Submit a new key via RPC, connect to where your `rpc-port` is listening  
    $ curl http://localhost:9933 -H "Content-Type:application/json;charset=utf-8" -d "@/path/to/file"

如果正确输入命令和参数，则节点将返回 JSON 响应，如下：

    { "jsonrpc": "2.0", "result": null, "id": 1 }

完成后，请确保删除包含密钥的文件。

后续参与者的加入

随后的验证人现在可以加入网络。可以参照 Bob 之前的操作指定 --bootnodes 参数来完成。

    ./target/release/node-template \  
      --base-path /tmp/node02 \  
      --chain ./customSpecRaw.json \  
      --port 30334 \  
      --ws-port 9945 \  
      --rpc-port 9934 \  
      --telemetry-url 'ws://telemetry.polkadot.io:1024 0' \  
      --validator \  
      --rpc-methods=Unsafe \  
      --name MyNode02 \  
      --bootnodes /ip4//tcp//p2p/

类似之前的操作，我们指定另一个 base-path，给它另一个 name，并且还将这个节点指定为 validator。一旦第二个节点启动，您应该看到它们的创建：

    2020-06-10 13:27:45 Substrate Node  
    2020-06-10 13:27:45 ✌️  version 2.0.0-rc3-f5acce1-x86_64-linux-gnu  
    2020-06-10 13:27:45 ❤️  by Substrate DevHub , 2017-2020  
    2020-06-10 13:27:45 📋 Chain specification: Local Testnet  
    2020-06-10 13:27:45 🏷  Node name: MyNode02  
    2020-06-10 13:27:45 👤 Role: AUTHORITY  
    2020-06-10 13:27:45 💾 Database: RocksDb at /tmp/node02/chains/local_testnet/db  
    2020-06-10 13:27:45 ⛓  Native runtime: node-template-1 (node-template-1.tx1.au1)  
    2020-06-10 13:27:45 🔨 Initializing Genesis block/state (state: 0xecc5…18c6, header-hash: 0x1af8…2b26)  
    2020-06-10 13:27:45 👴 Loading GRANDPA authority set from genesis on what appears to be first startup.  
    2020-06-10 13:27:45 ⏱  Loaded block-time = 6000 milliseconds from genesis on first-launch  
    2020-06-10 13:27:45 📦 Highest known block at #0  
    2020-06-10 13:27:45 Using default protocol ID "sup" because none is configured in the chain specs  
    2020-06-10 13:27:45 🏷  Local node identity is: 12D3KooWPe2TanAA62uDo8wnBfBhKBewneUyc2j2j8KFkurrLxq7 (legacy representation: QmULySEqL3r4q7d5MDvHWX77YWQnRGQMyuNbiJrpoBeDQu)  
    2020-06-10 13:27:46 🔍 Discovered new external address for our node: /ip4/192.168.0.120/tcp/30334/p2p/12D3KooWPe2TanAA62uDo8wnBfBhKBewneUyc2j2j8KFkurrLxq7  
    2020-06-10 13:27:50 💤 Idle (0 peers), best: #0 (0x1af8…2b26), finalized #0 (0x1af8…2b26), ⬇ 0.6kiB/s ⬆ 0.7kiB/s  
    2020-06-10 13:27:55 💤 Idle (1 peers), best: #0 (0x1af8…2b26), finalized #0 (0x1af8…2b26), ⬇ 0.2kiB/s ⬆ 0.2kiB/s  
    2020-06-10 13:28:00 ✨ Imported #1 (0x605b…a82b)  
    2020-06-10 13:28:00 💤 Idle (1 peers), best: #1 (0x605b…a82b), finalized #0 (0x1af8…2b26), ⬇ 0.2kiB/s ⬆ 0.2kiB/s

最后几行显示您的节点已与另一个节点 (1 peers) 建立了点对点连接，并且产生了一个块 (best: #1 (0x605b…a82b)).

现在，您可以参照第一个节点上的操作，按照以下过程（在上一节中的操作）将密钥添加到其密钥库中。

“

如果要通过 UI 插入密钥，则必须在插入第二个节点的密钥之前将 UI 连接到第二个节点的 WebSocket 端点。

“

提醒：所有验证人必须使用相同的链规范才能进行点对点连接。您应该看到相同的初始区块和状态根哈希。

您会注意到，即使在添加了第二个节点的密钥之后，也没有发生块最终确定 (finalized #0 (0x1af8…2b26))。插入 Grandpa 密钥后，Substrate 节点需要重新启动。这时可以停止节点，然后使用以前使用的相同命令重新启动它们。现在应该就可以完成块了。

    2020-06-10 13:30:08 Substrate Node  
    2020-06-10 13:30:08 ✌️  version 2.0.0-rc3-f5acce1-x86_64-linux-gnu  
    2020-06-10 13:30:08 ❤️  by Substrate DevHub , 2017-2020  
    2020-06-10 13:30:08 📋 Chain specification: Local Testnet  
    2020-06-10 13:30:08 🏷  Node name: MyNode02  
    2020-06-10 13:30:08 👤 Role: AUTHORITY  
    2020-06-10 13:30:08 💾 Database: RocksDb at /tmp/node02/chains/local_testnet/db  
    2020-06-10 13:30:08 ⛓  Native runtime: node-template-1 (node-template-1.tx1.au1)  
    2020-06-10 13:30:08 📦 Highest known block at #15  
    2020-06-10 13:30:08 Using default protocol ID "sup" because none is configured in the chain specs  
    2020-06-10 13:30:08 🏷  Local node identity is: 12D3KooWPe2TanAA62uDo8wnBfBhKBewneUyc2j2j8KFkurrLxq7 (legacy representation: QmULySEqL3r4q7d5MDvHWX77YWQnRGQMyuNbiJrpoBeDQu)  
    2020-06-10 13:30:08 🔍 Discovered new external address for our node: /ip4/127.0.0.1/tcp/30334/p2p/12D3KooWPe2TanAA62uDo8wnBfBhKBewneUyc2j2j8KFkurrLxq7  
    2020-06-10 13:30:12 ✨ Imported #16 (0x1da4…8673)  
    2020-06-10 13:30:13 💤 Idle (1 peers), best: #16 (0x1da4…8673), finalized #13 (0x69da…d2cc), ⬇ 1.9kiB/s ⬆ 2.0kiB/s

成功启动

恭喜你！您已经启动了自己的区块链！

在本教程中，您学习了如何生成自己的密钥对，创建使用这些密钥对的自定义链规范，并根据您的自定义链规范启动专用网络。

了解更多

我们在链规范中遇到的 Wasm blob 对于启用无叉升级是必要的。你还可以了解更多有关 executor[4] 如何使用链上 Wasm 的内容。

Dan Forbes 最新更新于 6/12/2020

原文：https://substrate.dev/docs/en/tutorials/start-a-private-network/keygen

翻译：PolkaWorld

参考资料

[1]

Substrate 中的密钥 :https://substrate.dev/docs/en/knowledgebase/advanced/cryptography#public-key-cryptography

[2]

JSON-RPC proxy:https://substrate.dev/docs/en/knowledgebase/getting-started/glossary#json-rpc-proxy-crate

[3]

curl:https://curl.haxx.se/

[4]

executor:https://substrate.dev/docs/en/knowledgebase/advanced/executor

  • 欢迎学习 Substrate:

https://substrate.dev/

  • 关注 Substrate 进展 :

https://github.com/paritytech/substrate

  • 关注 Polkadot 进展 :

https://github.com/paritytech/polkadot

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