在Microsoft Azure上搭建以太坊区块链，从入门到实践

区块链技术作为分布式账本技术的代表,正在深刻改变着各行各业的运作方式，以太坊（Ethereum）作为全球第二大加密货币平台，更是以其智能合约功能成为了去中心化应用（Dapps）开发的首选，Microsoft Azure作为全球领先的云服务平台，为用户提供了便捷、高效且安全的以太坊区块链搭建和部署方案，本文将详细介绍如何在Azure上搭建以太坊区块链，从准备工作到部署运行，助您快速上手。

为什么选择Azure搭建以太坊区块链？

在开始之前,了解Azure在搭建以太坊区块链方面的优势至关重要：

1. 灵活性与可扩展性：Azure提供多种虚拟机（VM）实例和配置，您可以根据需求选择适合的计算、存储和网络资源，并随时进行弹性扩展。
2. 丰富的服务集成：Azure与众多区块链服务（如Azure Blockchain Service、Azure Kubernetes Service等）无缝集成，简化了部署和管理流程。
3. 安全性与合规性：Azure拥有业界领先的安全措施和合规认证，为区块链应用提供坚实的安全保障。
4. 全球覆盖与低延迟：Azure在全球拥有众多数据中心节点，可以帮助您构建覆盖广泛、低延迟的区块链网络。
5. 成本效益：Azure采用按需付费模式，您无需前期大量硬件投入，即可体验和部署以太坊区块链，有效降低成本。
6. 开发者友好：Azure提供详细的文档、教程和SDK，支持多种编程语言，降低了开发门槛。

在Azure上搭建以太坊区块链的几种方式

在Azure上搭建以太坊区块链,主要有以下几种途径，您可以根据具体需求选择：

1. 使用Azure Marketplace快速部署（适合初学者和快速原型验证）

   • Azure Marketplace提供了许多预配置的以太坊节点模板，Ethereum Consortium Blockchain on Azure”或“Ethereum Full Node”等。
   • 优点：操作简单，通常只需几步点击即可完成部署，快速获得一个可运行的以太坊节点（私有链或联盟链）。
   • 缺点：灵活性相对较低，定制化能力有限。

2. 使用Azure Blockchain Service（ABS）（适合构建联盟链）

   • Azure Blockchain Service是微软推出的全托管的区块链服务，目前支持以太坊（兼容）和Quorum，它简化了创建、管理和维护以太坊兼容联盟链的过程。
   • 优点：全托管，无需管理底层基础设施，提供节点管理、成员管理、交易浏览等核心功能，专注于业务逻辑开发。
   • 缺点：主要用于联盟链场景，不适用于公有链，目前以太坊支持是基于兼容性。

3. 手动在Azure虚拟机（VM）上部署（适合高度定制化和研究学习）

   

   • 您可以创建一台或多台Azure虚拟机,然后在VM中手动安装和配置以太坊客户端软件（如Geth、Parity等）。
   • 优点：灵活性最高，可以对以太坊节点进行深度定制和优化，适合学习底层原理和构建复杂网络。
   • 缺点：技术门槛较高，需要用户具备一定的Linux操作和以太坊知识，运维成本相对较高。

4. 使用容器化技术（如Docker Kubernetes）（适合现代化部署和微服务架构）

   • 将以太坊节点容器化,然后部署到Azure Kubernetes Service (AKS) 或 Azure Container Instances (ACI) 中。
   • 优点：部署快速，环境一致性高，易于扩展和管理，适合现代化应用架构。
   • 缺点：需要掌握容器和Kubernetes相关知识。

以手动部署为例：在Azure VM上搭建以太坊私有链

下面我们以相对灵活且常用的“手动在Azure虚拟机上部署以太坊私有链”为例，进行简要步骤说明：

1. 准备工作：

   • 拥有一个Microsoft Azure账户。
   • 创建一个Resource Group（资源组）。
   • 选择合适的区域。

2. 创建Azure虚拟机：

   

   • 在Azure Portal中搜索“Virtual machines”，点击“创建”。
   • 基本信息：为VM命名，选择Resource Group，选择操作系统（推荐Ubuntu Server 20.04 LTS或18.04 LTS），选择验证类型（SSH公钥）。
   • 实例大小：根据需求选择，初学者可选B系列或D系列基本版。
   • 管理员账户：上传SSH公钥或设置密码。
   • 磁盘：选择OS磁盘类型和大小。
   • 网络：选择虚拟网络（VNet）、子网、公共IP地址（如果需要从外网访问）和网络安全组（NSG），确保NSG允许SSH（22端口）和以太坊节点端口（如30303，P2P通信；8545，JSON-RPC API，根据需要开放）。
   • 其他设置保持默认或根据需求调整,然后点击“创建”。

3. 连接到虚拟机：

   使用SSH客户端连接到您刚创建的Azure VM。

4. 安装以太坊客户端（以Geth为例）：

   • 更新系统包列表：sudo apt update
   • 安装必要的依赖：sudo apt install -y build-essential unzip
   • 下载Geth：访问Geth官方GitHub仓库（https://github.com/ethereum/go-ethereum/releases）下载最新版本的Linux二进制文件，或使用wget命令。
   • 解压并移动到系统路径：unzip geth-linux-amd64-*.zip，sudo mv geth-linux-amd64-*/* /usr/local/bin/
   • 验证安装：geth version

5. 初始化以太坊私有链：

   • 创建一个用于存放区块链数据的目录：mkdir ~/ethereum-data
   • 初始化创世块：需要先编写一个创世块配置文件（genesis.json），定义链ID、难度、奖励、共识算法（如ethash, clique等，私有链常用clique）等。
   • 创建一个简单的genesis.json：

     {
       "config": {
         "chainId": 15, // 私有链ID，自定义
         "homesteadBlock": 0,
         "eip150Block": 0,
         "eip155Block": 0,
         "eip158Block": 0,
         "byzantiumBlock": 0,
         "constantinopleBlock": 0,
         "petersburgBlock": 0,
         "istanbulBlock": 0,
         "berlinBlock": 0,
         "londonBlock": 0,
         "clique": {
           "period": 15,
           "epoch": 30000,
           "blocktime": 1
         }
       },
       "difficulty": "0x400",
       "gasLimit": "0xffffffff",
       "extradata": "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000[你的地址]0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
       "alloc": {}
     }

   • 使用geth --datadir ~/ethereum-data init genesis.json命令初始化。

6. 启动私有链节点：

   • 基本启动命令：geth --datadir ~/ethereum-data --networkid 15 --nodiscover --http --http.addr "0.0.0.0" --http.port 8545 --http.api "eth,net,web3,personal,miner" --allow-insecure-unlock
     • --datadir：指定数据目录。
     • --networkid：指定网络ID，与genesis.json中一致。
     • --nodiscover：禁止自动发现其他节点，适合私有链。
     • --http --http.addr "0.0.0.0" --http.port 8545：开启HTTP-RPC API服务，允许外部连接。
     • --http-api：开放的API接口。
     • --allow-insecure-unlock：允许解锁账户（生产环境需谨慎，建议使用--unlock和--password参数）。
   • 您可以将此命令设置为后台服务,或使用screen/tmux等工具管理。

7. 与私有链交互：

   • 创建账户：通过HTTP API或使用geth attach进入控制台，使用personal.newAccount("密码")创建新账户。
   • 挖矿：在控制台中使用miner.start(1)启动挖矿（1代表线程数），miner.stop()停止挖矿，需要先解锁账户（personal.unlockAccount(eth.accounts[0], "密码")）。
   • 发送交易：

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