需求：使用区块链实现数据村存储，记录一些不可篡改的交互信息，网络环境为内外网均需要部署；
1.准备工作（软件安装）
1.1 安装 Node.js 和 npm
1.2 安装 Ganache
地址如下：windows有可视化界面 ，本文章使用windows版
Ganache - Truffle Suite
点击“Quickstart”创建一个本地以太坊区块链网络
1.3 安装 Truffle
打开命令提示符（CMD）或 PowerShell，运行以下命令安装 Truffle：
npm install -g truffle安装后验证
truffle version类似如下则安装成功：
1.4 安装 Web3.js（前端和ganache连接需要，后端的话直接跳过即可）
npm install web32. 创建和配置区块链项目
2.1 初始化 Truffle 项目
打开命令提示符（CMD）或 PowerShell
找到合适的文件夹 下运行以下命令创建一个新目录并初始化 Truffle 项目：
mkdir my-blockchain-project
cd my-blockchain-project
truffle init2.2 配置 Truffle
-
在项目目录中找到
truffle-config.js文件，用文本编辑器（如 Notepad++ 或 VSCode）打开。
-
修改配置文件，配置 Ganache 作为开发网络：
module.exports = {
networks: {
development: {
host: "127.0.0.1", // Ganache 的默认地址
port: 7545, // Ganache 的默认端口
network_id: "*", // 匹配任何网络ID
},
},
compilers: {
solc: {
version: "0.8.0", // 使用合适的 Solidity 版本
},
},
};
3. 编写和部署智能合约
3.1 编写智能合约
创建 Solidity 合约文件：
-
在
contracts目录下创建一个新的 Solidity 合约文件，例如DataStorage.sol：
// SPDX-License-Identifier: UNLICENSED
pragma solidity ^0.8.0;
contract DataStorage {
struct Data {
string jsonData;
}
mapping(uint256 => Data) public dataMap;
uint256 public dataCount;
function storeData(string memory _jsonData) public {
dataMap[dataCount] = Data(_jsonData);
dataCount++;
}
function getData(uint256 _id) public view returns (string memory) {
return dataMap[_id].jsonData;
}
}Solidity 合约定义了一个简单的数据存储和检索机制
**合约声明
// SPDX-License-Identifier: UNLICENSED
pragma solidity ^0.8.0;
// SPDX-License-Identifier: UNLICENSED: 这是一个 SPDX 声明，用于指明代码的许可证类型。UNLICENSED表示该代码没有许可条款。pragma solidity ^0.8.0(一定要和truffle-config.js文件中的compilers的version相同，不然会报错): 指定该合约使用的 Solidity 编译器版本是0.8.0或更高版本。^表示向上兼容。
**合约定义
contract DataStorage {contract DataStorage {: 定义了一个名为DataStorage的合约，所有的存储和检索功能都将在这个合约内实现。
**数据结构定义
struct Data {
string jsonData;
}struct Data: 定义了一个名为Data的结构体，它包含一个字段jsonData，该字段是一个string类型，用来存储 JSON 格式的数据，表示使用此合约存储的是json类数据；
**状态变量
mapping(uint256 => Data) public dataMap;
uint256 public dataCount;mapping(uint256 => Data) public dataMap;: 定义了一个mapping，它将一个uint256类型的键映射到一个Data结构体。public关键字使得该映射可以通过合约外部访问（自动生成 getter 函数）。dataMap用来存储每个数据条目，数据是通过dataCount作为键存储的。uint256 public dataCount;: 定义了一个计数器dataCount，用来记录当前存储的Data的数量。每当存储新数据时，dataCount会自增，用于将来遍历查询数据。
**存储函数
function storeData(string memory _jsonData) public {
dataMap[dataCount] = Data(_jsonData);
dataCount++;
}function storeData(string memory _jsonData) public: 定义了一个公开函数storeData，它接受一个string类型的参数_jsonData，用于存储数据。string memory _jsonData: 这是函数的输入参数，表示传入的 JSON 数据。
dataMap[dataCount] = Data(_jsonData);: 将传入的 JSON 数据_jsonData存储在dataMap中，以dataCount作为键，值是一个包含该 JSON 数据的Data结构体。dataCount++;: 每次调用storeData函数时，dataCount计数器会增加 1，确保下一个数据存储使用新的键。- 将来每次取值都是通过健访问
dataMap的值，得以拿到数据；
**获取函数
function getData(uint256 _id) public view returns (string memory) {
return dataMap[_id].jsonData;
}这个合约实现了以下功能：
storeData函数允许将 JSON 格式的数据存储到区块链中。getData函数允许根据存储时生成的id（由dataCount自动递增）获取对应的 JSON 数据。dataMap是一个映射，它将数据的id映射到存储的数据jsonData。dataCount记录了当前存储的数据数量，并且用于为每个数据条目生成唯一的id。
3.2 编译智能合约
接下来命令都是在项目根目录下运行 ， 运行以下命令编译合约：
truffle compile3.3 部署智能合约
在 migrations 目录下创建一个新的迁移文件，例如 2_deploy_contracts.js：
const DataStorage = artifacts.require("DataStorage");
module.exports = function (deployer) {
deployer.deploy(DataStorage);
};运行以下命令部署合约：
truffle migrate --network development-
部署成功后，控制台输出如下，记下合约地址（在终端输出中查找
contract address）。
Starting migrations...
======================
> Network name: 'development'
> Network id: 5777
> Block gas limit: 6721975 (0x6691b7)
2_deploy_contracts.js
=====================Deploying 'DataStorage'
-----------------------
> transaction hash: 0x779d63bdaa8e9afb1ce4ff56751a923f861ce006d03028183570e1130a326dca
> Blocks: 0 Seconds: 0
> contract address: 0x9E6954C2B46ae3B7C1e6676964a2Cc5e4477Fedf
> block number: 1
> block timestamp: 1739346849
> account: 0xEF8625527393F19118803b027631F215a6eE10c8
> balance: 99.99854643475
> gas used: 430686 (0x6925e)
> gas price: 3.375 gwei
> value sent: 0 ETH
> total cost: 0.00145356525 ETH> Saving artifacts
-------------------------------------
> Total cost: 0.00145356525 ETHSummary
=======
> Total deployments: 1
> Final cost: 0.00145356525 ETH
4. 使用 Java 与区块链交互
4.1 安装 Web3j
下载 Web3j：github中其地址如下
Releases · hyperledger-web3j/web3j (github.com)
下载.zip版本并解压
解压后目录如下：
在本文件夹下使用powershell
.\gradlew build
4.2. 生成 Java 合约文件
已经有了 Solidity 合约文件（.sol 文件），可以使用 Web3j 提供的工具来生成 Java 类。
在 PowerShell 中执行以下命令来安装 Web3j CLI 工具：
Set-ExecutionPolicy Bypass -Scope Process -Force; iex ((New-Object System.Net.WebClient).DownloadString('https://raw.githubusercontent.com/hyperledger/web3j-installer/main/installer.ps1'))执行以下命令检查是否安装成功：
web3j --version
在项目目录下运行以下命令生成 Java 合约包装器
web3j generate truffle --truffle-json ./build/contracts/DataStorage.json -o ./src/main/java -p com.example.contract-
生成的 Java 文件将位于
src/main/java/com/example/contract目录下。
4.3 编写 Java 程序
创建项目，将生成的合约包装器文件复制到项目的 src/main/java/com/example/contract 目录下
添加 Web3j 依赖：
<dependency>
<groupId>org.web3j</groupId>
<artifactId>core</artifactId>
<version>4.9.4</version>
</dependency>编写java程序：
@RestController
@RequestMapping("/myBlockChain")
public class BlockChainController {
@Autowired
DataStorageExample dataStorageExample;
@PostMapping("/storeData")
public String addMsg(@RequestBody Transaction transaction) throws Exception {
// 将接收到的消息对象转化为 JSON 字符串
String jsonData = String.format("{\"tid\":\"%s\",\"data\":%s}", transaction.getTid(), transaction.getData());
String msg = DataStorageExample.storeData(jsonData);
return msg;
}
@PostMapping("/getAllData")
public String getMsg() throws Exception {
// 将接收到的消息对象转化为 JSON 字符串
String msg = DataStorageExample.getData();
return msg;
}
}/**
* 数据存储示例
*/
@Service
public class DataStorageExample {
private static final String NODE_URL = "http://localhost:7545";
private static final String PRIVATE_KEY = "******************************";
private static Web3j web3j;
private static Credentials credentials;
private static DataStorage dataStorage;
// 静态代码块初始化 Web3j 和 Credentials
static {
web3j = Web3j.build(new HttpService(NODE_URL));
credentials = Credentials.create(PRIVATE_KEY);
}
/**
* 获取单一的 DataStorage 合约实例
* @return DataStorage
* @throws Exception
*/
public static DataStorage getDataStorage() throws Exception {
if (dataStorage == null) {
// 如果合约尚未部署，则进行部署，确保单例，不然不同合约下的数据不互通
dataStorage = deployContract(web3j, credentials);
}
return dataStorage;
}
/**
* 部署合约
* @param web3j
* @param credentials
* @return
* @throws Exception
*/
private static DataStorage deployContract(Web3j web3j, Credentials credentials) throws Exception {
System.out.println("正在部署合约...");
DataStorage dataStorage = DataStorage.deploy(web3j, credentials, new DefaultGasProvider()).send();
System.out.println("合约部署在地址: " + dataStorage.getContractAddress());
return dataStorage;
}
/**
* 存储JSON数据
* @param jsonData
* @throws Exception
*/
public static String storeData(String jsonData) throws Exception {
if (dataStorage == null) {
getDataStorage(); // 确保合约已部署
}
System.out.println("存储的数据: " + jsonData);
TransactionReceipt receipt = dataStorage.storeData(jsonData).send();
System.out.println("交易收据: " + receipt.getTransactionHash());
return receipt.getTransactionHash();
}
/**
* 获取数据
* @return String
* @throws Exception
*/
public static String getData() throws Exception {
if (dataStorage == null) {
getDataStorage(); // 确保合约已部署
}
BigInteger dataCount = dataStorage.dataCount().send(); // 获取数据的总条目数
Map<BigInteger, String> allData = new HashMap<>();
// 遍历所有数据，按照ID获取并存储
for (BigInteger i = BigInteger.ZERO; i.compareTo(dataCount) < 0; i = i.add(BigInteger.ONE)) {
String data = dataStorage.getData(i).send(); // 获取每条数据
allData.put(i, data); // 将数据存入Map
}
return allData.toString();
}
}PRIVATE_KEY的值为任意ACCOUNT的 PRIVATE_KEY的值，表示哪个账户发起交易
每次交易都会生成一个新的Block存储数据
点击Transactions可查看每次交易的相关数据
运行示例：
至此，实现本地Ganache区块链私有化部署并使json数据上链
