Einen Ethereum-Blockchain-Knoten auf einem Raspberry Pi 4 ausführen

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EthereumOnArm

Ethereum on ARM

10. Juni 2022

8 Minuten Lesezeit

Ethereum on Arm ist ein benutzerdefiniertes Linux-Image, das einen Raspberry Pi in einen Ethereum-Blockchain-Knoten verwandeln kann.

Um Ethereum on Arm zu verwenden, um einen Raspberry Pi in einen Ethereum-Blockchain-Knoten zu verwandeln, wird folgende Hardware empfohlen:

Raspberry 4 (Modell B 8GB), Odroid M1 oder Rock 5B (8GB/16GB RAM) Board
MicroSD-Karte (mindestens 16 GB Class 10)
Mindestens 2 TB SSD USB 3.0-Festplatte oder eine SSD mit einem USB-zu-SATA-Gehäuse.
Netzteil
Ethernet-Kabel
Portweiterleitung (siehe Anwendungen für weitere Informationen)
Ein Gehäuse mit Kühlkörper und Lüfter
USB-Tastatur, Monitor und HDMI-Kabel (Micro-HDMI) (Optional)

Warum Ethereum auf ARM ausführen?

ARM-Boards sind sehr erschwingliche, flexible, kleine Computer. Sie sind eine gute Wahl für den Betrieb von Ethereum-Blockchain-Knoten, da sie günstig erworben und so konfiguriert werden können, dass sich all ihre Ressourcen nur auf den Blockchain-Knoten konzentrieren. Das macht sie effizient, sie verbrauchen wenig Strom und sind physisch klein, sodass sie unauffällig in jedes Zuhause passen. Es ist auch sehr einfach, Blockchain-Knoten hochzufahren, da die MicroSD des Raspberry Pi einfach mit einem vorgefertigten Image geflasht werden kann, ohne dass Software heruntergeladen oder kompiliert werden muss.

Wie funktioniert das?

Die Speicherkarte des Raspberry Pi wird mit einem vorgefertigten Image geflasht. Dieses Image enthält alles, was benötigt wird, um einen Ethereum-Blockchain-Knoten auszuführen. Mit einer geflashten Karte muss der Benutzer den Raspberry Pi nur noch einschalten. Alle Prozesse, die zum Ausführen des Blockchain-Knotens erforderlich sind, werden automatisch gestartet. Dies funktioniert, weil die Speicherkarte ein Linux-basiertes Betriebssystem (OS) enthält, auf dem automatisch Prozesse auf Systemebene ausgeführt werden, die das Gerät in einen Ethereum-Blockchain-Knoten verwandeln.

Ethereum kann nicht mit dem beliebten Raspberry Pi Linux-Betriebssystem „Raspbian“ ausgeführt werden, da Raspbian immer noch eine 32-Bit-Architektur verwendet, was bei Ethereum-Benutzern zu Speicherproblemen führt und Konsens-Clients keine 32-Bit-Binärdateien unterstützen. Um dies zu überwinden, ist das Team von Ethereum on Arm auf ein natives 64-Bit-Betriebssystem namens „Armbian“ umgestiegen.

Images kümmern sich um alle notwendigen Schritte, von der Einrichtung der Umgebung und der Formatierung der SSD-Festplatte über die Installation und Ausführung der Ethereum-Software bis hin zum Start der Blockchain-Synchronisation.

Hinweis zu Ausführungs- und Konsens-Clients

Das Ethereum on Arm-Image enthält vorgefertigte Ausführungs- und Konsens-Clients als Dienste. Ein Ethereum-Blockchain-Knoten erfordert, dass beide Anwendungen synchronisiert sind und ausgeführt werden. Sie müssen lediglich das Image herunterladen und flashen und dann die Dienste starten. Das Image ist mit den folgenden Ausführungs-Clients vorinstalliert:

Geth
Nethermind
Besu

und den folgenden Konsens-Clients:

Lighthouse
Nimbus
Prysm
Teku

Sie sollten jeweils einen zur Ausführung auswählen – alle Ausführungs-Clients sind mit allen Konsens-Clients kompatibel. Wenn Sie nicht explizit eine Anwendung auswählen, greift der Blockchain-Knoten auf seine Standardeinstellungen – Geth und Lighthouse – zurück und führt diese automatisch aus, wenn das Board eingeschaltet wird. Sie müssen Port 30303 auf Ihrem Router öffnen, damit Geth Peers finden und sich mit ihnen verbinden kann.

Herunterladen des Images

Das Raspberry Pi 4 Ethereum-Image ist ein „Plug-and-Play“-Image, das automatisch sowohl den Ausführungs- als auch den Konsens-Client installiert und einrichtet und sie so konfiguriert, dass sie miteinander kommunizieren und sich mit dem Ethereum-Netzwerk verbinden. Der Benutzer muss lediglich deren Prozesse mit einem einfachen Befehl starten.

Laden Sie das Raspberry Pi-Image von Ethereum on Arm (opens in a new tab) herunter und überprüfen Sie den SHA256-Hash:

1# Aus dem Verzeichnis, das das heruntergeladene Image enthält
2shasum -a 256 ethonarm_22.04.00.img.zip
3# Hash sollte ausgeben: fb497e8f8a7388b62d6e1efbc406b9558bee7ef46ec7e53083630029c117444f

Beachten Sie, dass Images für Rock 5B- und Odroid M1-Boards auf der Download-Seite (opens in a new tab) von Ethereum-on-Arm verfügbar sind.

Flashen der MicroSD

Die MicroSD-Karte, die für den Raspberry Pi verwendet wird, sollte zuerst in einen Desktop-PC oder Laptop eingelegt werden, damit sie geflasht werden kann. Anschließend flashen die folgenden Terminalbefehle das heruntergeladene Image auf die SD-Karte:

1# den Namen der MicroSD-Karte überprüfen
2sudo fdisk -l
3
4>> sdxxx

Es ist sehr wichtig, den Namen richtig anzugeben, da der nächste Befehl dd enthält, der den vorhandenen Inhalt der Karte vollständig löscht, bevor das Image darauf übertragen wird. Um fortzufahren, navigieren Sie zu dem Verzeichnis, das das gezippte Image enthält:

1# Image entpacken und flashen
2unzip ethonarm_22.04.00.img.zip
3sudo dd bs=1M if=ethonarm_22.04.00.img of=/dev/<sdxx> conv=fdatasync status=progress

Die Karte ist nun geflasht und kann in den Raspberry Pi eingesetzt werden.

Starten des Blockchain-Knotens

Wenn die SD-Karte in den Raspberry Pi eingesetzt ist, schließen Sie das Ethernet-Kabel und die SSD an und schalten Sie den Strom ein. Das Betriebssystem fährt hoch und beginnt automatisch mit der Ausführung der vorkonfigurierten Aufgaben, die den Raspberry Pi in einen Ethereum-Blockchain-Knoten verwandeln, einschließlich der Installation und Kompilierung der Anwendungssoftware. Dies wird wahrscheinlich 10-15 Minuten dauern.

Sobald alles installiert und konfiguriert ist, melden Sie sich über eine SSH-Verbindung oder direkt über das Terminal am Gerät an, falls ein Monitor und eine Tastatur an das Board angeschlossen sind. Verwenden Sie das Konto ethereum zur Anmeldung, da dieses über die erforderlichen Berechtigungen zum Starten des Blockchain-Knotens verfügt.

1User: ethereum
2Password: ethereum

Der Standard-Ausführungs-Client, Geth, wird automatisch gestartet. Sie können dies bestätigen, indem Sie die Protokolle mit dem folgenden Terminalbefehl überprüfen:

1sudo journalctl -u geth -f

Der Konsens-Client muss explizit gestartet werden. Öffnen Sie dazu zunächst Port 9000 auf Ihrem Router, damit Lighthouse Peers finden und sich mit ihnen verbinden kann. Aktivieren und starten Sie dann den Lighthouse-Dienst:

1sudo systemctl enable lighthouse-beacon
2sudo systemctl start lighthouse-beacon

Überprüfen Sie die Anwendung anhand der Protokolle:

1sudo journalctl -u lighthouse-beacon

Beachten Sie, dass der Konsens-Client in wenigen Minuten synchronisiert wird, da er Checkpoint-Sync verwendet. Der Ausführungs-Client benötigt länger – möglicherweise mehrere Stunden – und startet erst, wenn der Konsens-Client die Synchronisierung bereits abgeschlossen hat (dies liegt daran, dass der Ausführungs-Client ein Ziel für die Synchronisierung benötigt, das der synchronisierte Konsens-Client bereitstellt).

Wenn die Geth- und Lighthouse-Dienste ausgeführt werden und synchronisiert sind, ist Ihr Raspberry Pi nun ein Ethereum-Blockchain-Knoten! Am häufigsten interagiert man mit dem Ethereum-Netzwerk über die Javascript-Konsole von Geth, die an den Geth-Client auf Port 8545 angehängt werden kann. Es ist auch möglich, Befehle, die als JSON-Objekte formatiert sind, mit einem Anfrage-Tool wie Curl zu übermitteln. Weitere Informationen finden Sie in der Geth-Dokumentation (opens in a new tab).

Geth ist so vorkonfiguriert, dass Metriken an ein Grafana-Dashboard gemeldet werden, das im Browser angezeigt werden kann. Fortgeschrittenere Benutzer möchten diese Funktion möglicherweise nutzen, um den Zustand ihres Blockchain-Knotens zu überwachen, indem sie zu ipaddress:3000 navigieren und user: admin sowie passwd: ethereum eingeben.

Validatoren

Optional kann dem Konsens-Client auch ein Validator hinzugefügt werden. Die Validator-Software ermöglicht es Ihrem Blockchain-Knoten, aktiv am Konsens teilzunehmen, und bietet dem Netzwerk kryptoökonomische Sicherheit. Für diese Arbeit werden Sie in ETH belohnt. Um einen Validator auszuführen, müssen Sie zunächst über 32 ETH verfügen, die in den Einzahlungsvertrag eingezahlt werden müssen. Die Einzahlung kann vorgenommen werden, indem Sie der Schritt-für-Schritt-Anleitung auf dem Launchpad (opens in a new tab) folgen. Führen Sie dies auf einem Desktop-PC/Laptop durch, aber generieren Sie keine Schlüssel – dies kann direkt auf dem Raspberry Pi erfolgen.

Öffnen Sie ein Terminal auf dem Raspberry Pi und führen Sie den folgenden Befehl aus, um die Einzahlungsschlüssel zu generieren:

1sudo apt-get update
2sudo apt-get install staking-deposit-cli
3cd && deposit new-mnemonic --num_validators 1

(Oder laden Sie das staking-deposit-cli (opens in a new tab) herunter, um es auf einer Airgap-Maschine auszuführen, und führen Sie den Befehl deposit new-mnemnonic aus)

Bewahren Sie die mnemonische Phrase sicher auf! Der obige Befehl hat zwei Dateien im Keystore des Blockchain-Knotens generiert: die Validator-Schlüssel und eine Einzahlungsdatendatei. Die Einzahlungsdaten müssen in das Launchpad hochgeladen werden, daher müssen sie vom Raspberry Pi auf den Desktop-PC/Laptop kopiert werden. Dies kann über eine SSH-Verbindung oder eine andere Kopieren/Einfügen-Methode erfolgen.

Sobald die Einzahlungsdatendatei auf dem Computer verfügbar ist, auf dem das Launchpad ausgeführt wird, kann sie per Drag-and-Drop auf das + auf dem Launchpad-Bildschirm gezogen werden. Folgen Sie den Anweisungen auf dem Bildschirm, um eine Transaktion an den Einzahlungsvertrag zu senden.

Zurück auf dem Raspberry Pi kann ein Validator gestartet werden. Dies erfordert den Import der Validator-Schlüssel, das Festlegen der Adresse zum Sammeln von Belohnungen und das anschließende Starten des vorkonfigurierten Validator-Prozesses. Das folgende Beispiel gilt für Lighthouse – Anweisungen für andere Konsens-Clients finden Sie in den Ethereum on Arm-Dokumentationen (opens in a new tab):

1# die Validator-Schlüssel importieren
2lighthouse account validator import --directory=/home/ethereum/validator_keys
3
4# die Belohnungsadresse festlegen
5sudo sed -i 's/<ETH_ADDRESS>' /etc/ethereum/lighthouse-validator.conf
6
7# den Validator starten
8sudo systemctl start lighthouse-validator

Herzlichen Glückwunsch, Sie haben nun einen vollständigen Ethereum-Blockchain-Knoten und Validator auf einem Raspberry Pi laufen!

Weitere Details

Diese Seite gab einen Überblick darüber, wie man einen Geth-Lighthouse-Blockchain-Knoten und Validator mit einem Raspberry Pi einrichtet. Detailliertere Anweisungen finden Sie auf der Ethereum-on-Arm-Website (opens in a new tab).

Feedback erwünscht

Wir wissen, dass der Raspberry Pi eine riesige Benutzerbasis hat, die sich sehr positiv auf die Gesundheit des Ethereum-Netzwerks auswirken könnte. Bitte vertiefen Sie sich in die Details dieses Tutorials, versuchen Sie, es in Testnets auszuführen, schauen Sie sich das Ethereum on Arm GitHub an, geben Sie Feedback, erstellen Sie Issues und Pull Requests und helfen Sie dabei, die Technologie und Dokumentation voranzutreiben!

Referenzen

Letzte Aktualisierung der Seite: 26. Februar 2026