EthereumプライベートネットワークをDockerで構築して送金を行う

Docker
2024.12.05

この記事では、初心者にもわかりやすく、Dockerを使ってEthereumのプライベートネットワークを構築し、マイニングや送金を行う手順を解説します。
Geth起動後の送金処理は、公式ガイド「Ethereum入門」を参考にしています。

手順1: プロジェクトディレクトリの作成

まず、新しい作業用ディレクトリを作成して移動し、データを保存するディレクトリを作成します。

mkdir geth
cd geth
mkdir data
cd data

手順2: Genesisファイルの作成

Genesisファイルはブロックチェーンの初期状態を定義する重要なファイルです。
前の手順で作成したデータ保存用のディレクトリ内に、以下の内容でgenesis.jsonを作成します。

{
  "config": {
    "chainId": 15,
    "homesteadBlock": 0,
    "eip150Block": 0,
    "eip155Block": 0,
    "eip158Block": 0
  },
  "difficulty": "1",
  "gasLimit": "2100000",
  "alloc": {}
}

手順3: Gethを初期化

Dockerを使ってGethを初期化します。

docker run -v $(pwd)/data:/root/.ethereum ethereum/client-go:v1.9.25 init /root/.ethereum/genesis.json

手順4: Gethノードの起動

Dockerイメージは、現在のethereum/client-go:latestのマイニング方式がProof-of-Stake (PoS) であるため、Proof of Work (PoW) をサポートするethereum/client-go:v1.9.25を使用しています。

また、不特定多数のノードとの接続を防ぎ、ネットワークを閉じた状態に保つため–nodiscoverオプションを使用し、ピアノードの自動検出（ピアディスカバリー）を無効化します。
さらに、送金時にアカウントのロック解除が必要なため、--allow-insecure-unlock オプションを使用します。
以下のコマンドを実行してGethノードを起動します。

docker run -v $(pwd)/data:/root/.ethereum -p 8545:8545 -p 30303:30303 ethereum/client-go:v1.9.25 \
--networkid 15 --nodiscover --http --http.addr 0.0.0.0 --http.api personal,eth,net,web3,txpool,miner \
--syncmode 'full' --allow-insecure-unlock

参考　Gethノード構成

起動したGethノードの構成は下記の様になります。

Dockerコンテナ: Ethereumノード（Geth）
   ├── ネットワークID: 15
   │    └── 独自のプライベートネットワーク（他のネットワークと分離）
   └── ディレクトリ: /root/.ethereum
        ├── マウント元: ホストの `geth/data`
        ├── Genesisブロックデータを初期化
        └── ブロックチェーンデータ

参考　手順３．と手順４．をdocker-compose.ymlとする

作業の利便性のために、手順３．と手順４．をdocker-compose.ymlとすると下記の様になります。

services:
  ethereum-init:
    image: ethereum/client-go:v1.9.25
    command: ["init", "/root/.ethereum/genesis.json"]
    volumes:
      - ./data:/root/.ethereum
    entrypoint: /bin/sh -c
    depends_on:
      - ethereum-node
    restart: "no"
  ethereum-node:
    image: ethereum/client-go:v1.9.25
    command: >
      --networkid 15 --nodiscover --http --http.addr 0.0.0.0
      --http.api personal,eth,net,web3,txpool,miner --syncmode 'full' --allow-insecure-unlock
    volumes:
      - ./data:/root/.ethereum
    ports:
      - "8545:8545"
      - "30303:30303"

手順5: Gethコンソールへの接続

起動したコンテナに入り、Gethコンソールに接続します。

# 起動したコンテナ名を確認します
docker ps 

# 直接geth attachコマンドを実行する。
docker exec -it geth-ethereum-node-1 geth attach

または、
# コンテナ内に入ります。
docker exec -it <コンテナ名> sh 
# gethコンソールに接続します。
geth attach /root/.ethereum/geth.ipc

以降の作業はEthereum入門のGethをインストールするを参考にコンテナ内で作業します。

手順6: Genesisブロックの確認

以下のeth.getBlock(0)コマンドでGenesisブロックが正しく初期化されたか確認します。

> eth.getBlock(0)
{
  difficulty: 1,
  extraData: "0x",
  gasLimit: 2100000,
  gasUsed: 0,
  hash: "0x95e1cebcec299f43d16806f76982d7771241aac0e56535c4b31819ca7f2c7d6d",
  logsBloom: "0x00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  miner: "0x0000000000000000000000000000000000000000",
  mixHash: "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  nonce: "0x0000000000000000",
  number: 0,
  parentHash: "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  receiptsRoot: "0x56e81f171bcc55a6ff8345e692c0f86e5b48e01b996cadc001622fb5e363b421",
  sha3Uncles: "0x1dcc4de8dec75d7aab85b567b6ccd41ad312451b948a7413f0a142fd40d49347",
  size: 504,
  stateRoot: "0x56e81f171bcc55a6ff8345e692c0f86e5b48e01b996cadc001622fb5e363b421",
  timestamp: 0,
  totalDifficulty: 1,
  transactions: [],
  transactionsRoot: "0x56e81f171bcc55a6ff8345e692c0f86e5b48e01b996cadc001622fb5e363b421",
  uncles: []
}
>

手順7: アカウントの作成

personal.newAccount(“パスワード”)コマンドを使って２個のEOA（Externally Owned Account）を作成します。

# EOAアカウントを作成。
> personal.newAccount("***********")
"0xf1ce1a5d3d9dc7f8353b6ba4ab5e47632a2d7c05"

# 別のEOAアカウントを作成
> personal.newAccount("++++++++++")
"0xc4a0952b2b85a7f9c90c48ab85db992bdf70522b"

# 作成したアカウントを以下のコマンドで確認する。
> eth.accounts
["0xf1ce1a5d3d9dc7f8353b6ba4ab5e47632a2d7c05", "0xc4a0952b2b85a7f9c90c48ab85db992bdf70522b"]

# EOA（Externally Owned Account）とは、ユーザーによりコントロールされるアカウントのことです。
（他のアカウントへのetherの送金、コントラクト・コードの実行などをおこないます。）

eth.coinbaseの確認

> eth.coinbase
"0xf1ce1a5d3d9dc7f8353b6ba4ab5e47632a2d7c05"

# デフォルトではプライマリーのアカウント（eth.accounts[0]コマンドを実行して表示されるアドレスのEOA）が設定されます。

ether.coinbasは、各ノードで採掘を行う際にその報酬を紐づけるEOAのアドレスを示します。
ether coinbasにEOAのアドレスがセットされていれば、Etherのマイニングができます。

手順8: マイニングの開始

作成したEOAのアドレスがetherbaseとしてセットされているので、Etherの採掘が可能です。
etherの採掘はminer.start(thread_num)コマンドで開始します。
ここでthread_num は採掘を何本のスレッドで同時実行するかを指定するパラメータです。
指定しない場合は動作環境でのCPUコア数に設定されます。

以下のコマンドでマイニングを開始します。

>miner.start()

マイニング状況は次のコマンドで確認可能です。

>eth.blockNumber # ノードが認識している最新のブロック番号を返す
>eth.hashrate # ノードの現在のハッシュレート（単位: ハッシュ/秒）を返す

Etherの送金

作成したアカウント間で送金を行います。

Etherの送金処理

accounts[0]から、accounts[1]への送金

送金の前に、送金元アカウントのロック解除をおこないます。

>personal.unlockAccount(eth.accounts[0])

accounts[0]から、accounts[1]へ、5 ether を送金します。
送金額をweb3.toWei(5, “ether”)で、weiの単位に変換して送金します。

>eth.sendTransaction({from: eth.accounts[0], to: eth.accounts[1], value: web3.toWei(5, "ether")})
"0xa0bba4460b5bbc16aac9958e1c2327663f4ea840c5ccf5c0ae8f5a8b247b3393" # 生成されたトランザクションID

送金後、以下のコマンドでaccounts[1]の残高を確認できます。

>eth.getBalance(eth.accounts[1])
5000000000000000000 # 5eth保有

>web3.fromWei(eth.getBalance(eth.accounts[1]), "ether")

accounts[１]から、accounts[０]への返金

返金の前に、送金元アカウントのロック解除をおこないます。

>personal.unlockAccount(eth.accounts[1])

accounts[1]から、accounts[0]へ、5 ether を3 ether を返金します。
返金額をweb3.toWei(3, “ether”)で、weiの単位に変換して返金します。

>eth.sendTransaction({from: eth.accounts[1], to: eth.accounts[0], value: web3.toWei(3, "ether")})
"0xfea3c1701f6b1060e2dfe2360a2169890b324be7853d6d2ba86abc879d38c56a" # 生成されたトランザクションID

手順10: トランザクションの詳細確認

eth.getTransaction(“送金時に生成されたトランザクションID”)を使って詳細を確認できます。

> eth.getTransaction("0xfea3c1701f6b1060e2dfe2360a2169890b324be7853d6d2ba86abc879d38c56a")
{
  blockHash: "0x35884c9baffd805b2e9e1e6382181b4af52178aa90dbdceaf6409b856056a0a1",
  blockNumber: 1038,
  from: "0xc4a0952b2b85a7f9c90c48ab85db992bdf70522b",
  gas: 21000,
  gasPrice: 1000000000,
  hash: "0xfea3c1701f6b1060e2dfe2360a2169890b324be7853d6d2ba86abc879d38c56a",
  input: "0x",
  nonce: 0,
  r: "0x1b1c17a752f6a1303aa92eed3b033fbea945931bb26400f126eda529d802985f",
  s: "0x16e403890fcb451d57c37916231a39f3abfef4ca4062933d0d8289898a67a6b6",
  to: "0xf1ce1a5d3d9dc7f8353b6ba4ab5e47632a2d7c05",
  transactionIndex: 0,
  v: "0x42",
  value: 3000000000000000000
}

まとめ

この手順では、EthereumのプライベートネットワークをDockerで構築し、マイニングと送金を行いました。
これにより、DockerでEthereumブロックチェーンを構築し基本操作を学べます。
興味がある方は公式ガイド「Ethereum入門」を参照し、さらに深掘りしてみてください！

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