用Docker容器开发区块链应用

编者注:掌握容器技术已经成为开发者必不可少的技能,以三大开源区块链项目(比特币、以太坊和超级账本)为例子,它们都可用容器技术来开发和运行。本文以比特币为例,谈谈如何用容器技术来开发区块链应用。

作者陈晖,区块链PPk开源项目发起人和主要开发者、巴比特网站专栏作家与区块链技术版版主。对网络和通信技术有深入实践和研究,十多年的软件研发和管理经验。《区块链技术指南》作者之一。

很多刚接触区块链的开发者面临的问题,是如何上手实践基础的区块链应用开发技术,如何了解它的关键技术实践点。本文介绍如何采用Docker容器技术,快速构建私有节点的比特币测试网络(bitcoin-testnet),并结合Node.js程序语言例子,说明如何调用比特币钱包节点提供的RPC接口服务,实现涉及比特币区块链的具体应用功能。

安装基础环境

本文采用Ubuntu14.04 Desktop 操作系统作为基础环境。对于常用的Microsoft Windows7 64bit桌面操作系统,可以安装Oracle VM VirtualBox虚拟机软件来进一步安装Ubuntu14.04 Desktop版操作系统。系统安装成功后,缺省带有Node.js软件,如果要查询是否已安装Node.js及相应版本的命令参考如下:

$ apt-cache policy nodejs
 $ node -v
 $ npm -v

如果尚未安装Node.js,可以参考下述命令进行安装:

$sudo add-apt-repository 'deb https://deb.nodesource.com/node trusty main'
 $sudo apt-get update
 $sudo apt-get install nodejs

确认已安装Node.js后,可以安装对应的RPC支持库。常用的Node.js的RPC支持库有多个,我们这里选用开源项目kapitalize。

在Ubuntu终端命令行界面输入以下命令进行安装:

$npm install kapitalize

关于kapitalize开源项目的更多说明可以参考下述网址:
https://github.com/shamoons/Kapitalize

安装Docker环境

Docker是一个开源的应用容器引擎,让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的容器中,然后发布到任何流行的 Linux 机器上。

在Ubuntu14.04操作系统上快速安装Docker运行环境的方法如下:

1)在命令行下,输入下述命令安装Docker容器支持软件。

$sudo apt-get install docker.io

2)创建软连接。

$sudo ln -sf /usr/bin/docker.io /usr/local/bin/docker

3)查看Docker版本。

$docker --version

如看到提示信息类似“Docker version 1.6.2, build 7c8fca2”则说明你已经安装Docker成功了。

安装和运行比特币测试网络

1)下载比特币测试网络(bitcoin-testnet)的Docker镜像。

$sudo docker pull freewil/bitcoin-testnet-box

2)运行Docker镜像。

$sudo docker run -t -i -p 19001:19001 -p 19011:19011 freewil/bitcoin-testnet-box

注意:上述命令中的19001和19011是配置给两个节点提供RPC服务的端口。

3)进入Docker运行环境后,输入下面的命令来启动比特币测试网络:

$ make start

启动成功后,将在本机模拟运行两个比特币测试钱包节点,组成一个私有范围的比特币测试网络。

输入下面的命令可以查看测试网络节点状态信息,从中可以了解到比特币测试网络的配置和运行状态,比如协议版本、区块链长度和挖矿计算难度等内容,具体可以通过网络或技术书籍进一步查询了解:

$ make getinfo

4)初始化和测试区块链数据。

在Docker运行窗口里依次输入下面的命令来初始化创建基本的区块链数据,供进一步的程序示例来使用。

make generate //模拟新产生1个区块记录

make generate BLOCKS=200 //模拟新产生200个区块记录

5)查看最新的钱包状态包括 balance 余额信息,这时可以留意看到第一个钱包节点的账户余额发生了变动,新的余额即通过模拟区块挖矿产生的测试比特币。

make getinfo

6)给作为示例的测试钱包地址转账10个BTC。

make sendfrom1 ADDRESS=mkiytxYA6kxUC8iTnzLPgMfCphnz91zRfZ AMOUNT=10

注意:这里的示例地址mkiytxYA6kxUC8iTnzLPgMfCphnz91zRfZ是比特币测试网络下的钱包地址(以字符m起始),与比特币正式网络下的钱包地址(一般以数字1或3起始)是有区别的。

7)模拟新产生10个区块记录,让上面的转账交易得到足够有效的确认。

make generate BLOCKS=10

8)查看最新的钱包状态包括余额信息, 这时可以留意看到第一个钱包节点的balance 账户余额发生了改变 ,差额部分即已经交易转账支出的10个BTC加上少许的矿工费用。

make getinfo

开发运行第一个示例程序

下文以Node.js开发语言为例,演示如何调用RPC接口来执行一些最基本的操作,比如导入比特币私钥,和发送一个最简单的转账交易。开发者通过该示例可以了解到最基本的区块链开发方法。

示例源码(含注释)可以从下述网址下载:
http://ppkpub.org/sample/RpcTestnet.js

然后在命令行下输入以下命令即可运行并看到运行结果:

node RpcTestnet.js

注意:每运行一次测试代码后,都需要到Docker运行环境的命令行下输入”make generate BLOCKS=10″,模拟产生新的区块记录,让测试代码产生的交易记录得到有效的确认。

在理解此简单示例程序的基础上,经过对Bitcoin协议的进一步了解,我们可以调用RPC接口进一步开发出更复杂功能,如自行构建特定交易数据包(比如备注信息、多重签名输出等)来满足特定业务需求。欲进一步深入学习研究区块链应用开发的朋友,可以从网上搜索相关学习资料,也可以参看文末推荐的《区块链技术指南》一书。

关于PPk开放小组

PPk开放小组(The PPk Public Group)是一个开放的网络技术极客小组,集合了一群对比特币等加密货币感兴趣的P2P技术爱好者,小组成员多具有10多年以上通信和互联网行业技术研发从业背景,对于互联网业态的发展趋势有着独立判断和独特理念,关注其以区块链为代表的底层技术的潜在价值,并尝试融合区块链、IPFS等创新P2P技术来定义个实现一些中性、开放、开源的基础协议和工具集。

电子邮箱: ppkpub@gmail.com
互联网站: ppkpub.org

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