在區(qū)塊鏈的世界里，以太坊（Ethereum）無疑是最具影響力的平臺(tái)之一，它不僅僅是一種加密貨幣，更是一個(gè)支持去中心化應(yīng)用（DApps）和智能合約的全球性開源系統(tǒng)，而要深入探索以太坊的生態(tài)，理解其核心架構(gòu)至關(guān)重要，其中EVM（以太坊虛擬機(jī)）是所有這一切的運(yùn)行基石，本文將為您詳細(xì)解讀EVM是什么，并手把手教您如何在本地環(huán)境中安裝和運(yùn)行以太坊全節(jié)點(diǎn),從而真正成為以太坊網(wǎng)絡(luò)的一部分。

第一部分：理解核心概念——什么是EVM？

在開始安裝之前，我們必須先明白EVM的角色，很多人會(huì)混淆EVM和以太坊,但它們是不同層面的概念。

隨機(jī)配圖
  • 以太坊（Ethereum）：是一個(gè)全球性的、去中心化的計(jì)算機(jī)，由成千上萬的計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)共同維護(hù)，它有自己的“操作系統(tǒng)”（協(xié)議）和“硬件”（區(qū)塊鏈）。
  • EVM（Ethereum Virtual Machine，以太坊虛擬機(jī)）：可以理解為以太坊這個(gè)“全球計(jì)算機(jī)”的中央處理器或運(yùn)行環(huán)境，它是一個(gè)圖靈完備的虛擬機(jī),能夠執(zhí)行在以太坊網(wǎng)絡(luò)上部署的智能合約代碼。

EVM的核心作用：

  1. 環(huán)境隔離：確保每一個(gè)智能合約都在一個(gè)獨(dú)立、安全的環(huán)境中運(yùn)行,一個(gè)合約的代碼錯(cuò)誤或惡意行為不會(huì)影響到網(wǎng)絡(luò)上的其他合約。
  2. 確定性執(zhí)行：無論在世界的哪個(gè)節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行，只要輸入的數(shù)據(jù)相同，EVM執(zhí)行智能合約的結(jié)果就完全一致,這是保證區(qū)塊鏈狀態(tài)一致性的關(guān)鍵。
  3. Gas機(jī)制：EVM通過“Gas”來衡量計(jì)算資源的使用量，每執(zhí)行一條操作，都需要消耗一定量的Gas,這防止了無限循環(huán)等惡意代碼消耗網(wǎng)絡(luò)資源。

以太坊是“這臺(tái)電腦”，而EVM是“它的CPU”，我們接下來要安裝的以太坊客戶端，正是實(shí)現(xiàn)這臺(tái)“電腦”和其“CPU”功能的軟件。

第二部分：安裝以太坊全節(jié)點(diǎn)——成為網(wǎng)絡(luò)的一部分

安裝以太坊節(jié)點(diǎn)，意味著您在自己的電腦上運(yùn)行一份完整的以太坊區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)，這不僅能讓您直接與以太坊主網(wǎng)交互，還能為網(wǎng)絡(luò)安全做出貢獻(xiàn),并體驗(yàn)去中心化的本質(zhì)。

我們將以目前最流行的客戶端之一——Geth（Go-Ethereum）為例，進(jìn)行詳細(xì)講解。

前提條件

  • 硬件：建議使用固態(tài)硬盤，至少1TB的可用空間（主網(wǎng)數(shù)據(jù)持續(xù)增長(zhǎng)），內(nèi)存建議16GB或以上,CPU核心數(shù)越多越好。
  • 操作系統(tǒng)：本指南以 Ubuntu 22.04 LTS 為例，但命令在 macOS 和其他 Linux 發(fā)行版上也基本通用。
  • 網(wǎng)絡(luò)：需要持續(xù)、穩(wěn)定的互聯(lián)網(wǎng)連接。

安裝步驟

第一步：安裝Geth客戶端

Geth是用Go語言編寫的以太坊客戶端，功能強(qiáng)大,被廣泛使用。

  1. 打開終端：在您的Ubuntu系統(tǒng)中，按下 Ctrl + Alt + T 打開終端。

  2. 更新軟件包列表：

    sudo apt update

  3. 安裝必要的依賴：

    sudo apt install -y build-essential software-properties-common

  4. 添加Geth的官方PPA（個(gè)人軟件包存檔）：

    sudo add-apt-repository -y ppa:ethereum/ethereum

  5. 再次更新軟件包列表并安裝Geth：

    sudo apt update
sudo apt install -y ethereum

  6. 驗(yàn)證安裝：

    geth version

    如果看到版本信息,說明Geth已成功安裝。

第二步：同步以太坊區(qū)塊鏈

這是最耗時(shí)的一步，您的電腦需要從創(chuàng)世區(qū)塊開始，下載并驗(yàn)證以太坊主網(wǎng)上的所有歷史數(shù)據(jù)，這個(gè)過程可能需要幾天到幾周不等,具體取決于您的網(wǎng)絡(luò)和硬件速度。

  1. 啟動(dòng)同步： 在終端中輸入以下命令：

    geth --syncmode full --http
    • --syncmode full：表示進(jìn)行“完整同步”，這是最安全的模式，會(huì)下載所有區(qū)塊頭并重新執(zhí)行所有交易,確保您數(shù)據(jù)的完整性和獨(dú)立性。
    • --http：?jiǎn)?dòng)一個(gè)HTTP-RPC服務(wù)器，允許其他應(yīng)用程序（如MetaMask）連接到您的本地節(jié)點(diǎn)。

  2. 耐心等待： 命令執(zhí)行后，您會(huì)看到終端開始瘋狂地下載區(qū)塊，請(qǐng)保持終端開啟和網(wǎng)絡(luò)連接穩(wěn)定，您可以通過按 Ctrl+C 停止節(jié)點(diǎn),下次啟動(dòng)時(shí)會(huì)自動(dòng)從上次斷點(diǎn)繼續(xù)。

第三步：連接您的本地節(jié)點(diǎn)

您的本地以太坊節(jié)點(diǎn)已經(jīng)運(yùn)行起來了,讓我們用一個(gè)工具來驗(yàn)證它。

  1. 安裝以太坊錢包（如MetaMask）： 在您的瀏覽器中安裝MetaMask擴(kuò)展，首次使用時(shí),創(chuàng)建一個(gè)新錢包或?qū)胍延绣X包。

  2. 連接到本地節(jié)點(diǎn)：

    • 點(diǎn)擊MetaMask右上角的網(wǎng)絡(luò)下拉菜單。
    • 選擇“添加網(wǎng)絡(luò)”。
    • 選擇“手動(dòng)添加網(wǎng)絡(luò)”。
    • 填寫以下信息：
      • 網(wǎng)絡(luò)名稱：My Local Ethereum Node
      • RPC URL：http://127.0.0.1:8545 (這是Geth默認(rèn)的HTTP-RPC地址)
      • 鏈ID：1 (這是以太坊主網(wǎng)的鏈ID)
      • 符號(hào)：ETH
      • 區(qū)塊瀏覽器URL：（可以留空）
    • 點(diǎn)擊“保存”。

  3. 驗(yàn)證連接： 切換到新添加的網(wǎng)絡(luò)，您應(yīng)該會(huì)看到賬戶余額為0，并且網(wǎng)絡(luò)信息顯示為“已連接”，恭喜！您現(xiàn)在正在通過自己運(yùn)行的全節(jié)點(diǎn)與以太坊主網(wǎng)交互，任何通過MetaMask發(fā)送的交易,都會(huì)先被您的本地節(jié)點(diǎn)處理和驗(yàn)證。

第三部分：進(jìn)階與安全

  • 創(chuàng)建私有節(jié)點(diǎn)：如果您不希望公開您的HTTP端口，可以使用 --http.addr "127.0.0.1" 來限制訪問。
  • 設(shè)置密碼：在第一次啟動(dòng)時(shí)，Geth會(huì)提示您為節(jié)點(diǎn)設(shè)置一個(gè)密碼，請(qǐng)務(wù)必妥善保管,這是保護(hù)您節(jié)點(diǎn)安全的關(guān)鍵。
  • 管理節(jié)點(diǎn)：您可以使用 geth attach 命令進(jìn)入交互式控制臺(tái)（JavaScript環(huán)境），進(jìn)行更高級(jí)的操作，如查看節(jié)點(diǎn)信息、發(fā)送交易等。

通過本文的步驟，您已經(jīng)成功地在自己的電腦上安裝并運(yùn)行了以太坊全節(jié)點(diǎn)，并理解了EVM作為其核心執(zhí)行引擎的重要性，這個(gè)過程雖然耗時(shí)，但它帶給您的體驗(yàn)是無可比擬的：您不再是一個(gè)被動(dòng)的使用者，而是以太坊這個(gè)去中心化網(wǎng)絡(luò)的積極貢獻(xiàn)者和守護(hù)者，從與EVM的親密接觸開始,您已經(jīng)邁出了深入理解區(qū)塊鏈技術(shù)本質(zhì)的關(guān)鍵一步。