go语言区块链应用开发从入门到精通_Go语言编程

go (103) 2023-03-24 21:49

大家好,我是编程小6,很高兴遇见你,有问题可以及时留言哦。

要使用Go语言搭建一个完整的区块链,需要实现区块链的各个组件,包括节点、网络、共识算法等。以下是一个简单的区块链的实现,它包含了一个P2P网络和工作量证明共识算法。

  1. 定义区块结构体

定义一个结构体,包含区块的索引、时间戳、交易记录和前一个区块的哈希值等信息。

type Block struct {
    Index        int
    Timestamp    int64
    Transactions []Transaction
    PrevHash     string
    Hash         string
    Nonce        int
}
  1. 定义交易结构体

定义一个结构体,包含交易的发起人、接收人和金额等信息。

type Transaction struct {
    Sender    string
    Recipient string
    Amount    int
}
  1. 定义区块链结构体

定义一个结构体,包含一个区块链数组和一个当前节点的地址。

type Blockchain struct {
    chain              []Block
    currentTransactions []Transaction
    currentNodeAddress string
    nodes              map[string]bool
}
  1. 实现创建区块链的函数

创建一个新的区块链,初始时只包含一个创世区块。

func NewBlockchain(address string) *Blockchain {
    blockchain := Blockchain{make([]Block, 1), []Transaction{}, address, make(map[string]bool)}
    genesisBlock := Block{0, time.Now().Unix(), []Transaction{}, "", "", 0}
    genesisBlock.Hash = calculateBlockHash(genesisBlock)
    blockchain.chain[0] = genesisBlock
    return &blockchain
}
  1. 实现添加交易的函数

将一个新的交易加入到当前交易列表中。

func (bc *Blockchain) NewTransaction(sender, recipient string, amount int) int {
    transaction := Transaction{sender, recipient, amount}
    bc.currentTransactions = append(bc.currentTransactions, transaction)
    return bc.getLastBlock().Index + 1
}
  1. 实现添加区块的函数

将当前交易列表中的交易打包成一个新的区块,并将其加入到区块链中。

func (bc *Blockchain) AddBlock(nonce int) {
    prevBlock := bc.getLastBlock()
    newBlock := Block{
        prevBlock.Index + 1,
        time.Now().Unix(),
        bc.currentTransactions,
        prevBlock.Hash,
        "",
        nonce,
    }
    newBlock.Hash = calculateBlockHash(newBlock)
    bc.chain = append(bc.chain, newBlock)
    bc.currentTransactions = []Transaction{}
}
  1. 实现计算区块哈希值的函数

使用SHA256算法计算区块的哈希值。

func calculateBlockHash(block Block) string {
    record := strconv.Itoa(block.Index) + strconv.FormatInt(block.Timestamp, 10) + block.PrevHash + fmt.Sprintf("%v", block.Transactions) + strconv.Itoa(block.Nonce)
    h := sha256.New()
    h.Write([]byte(record))
    hash := hex.EncodeToString(h.Sum(nil))
    return hash
}
  1. 实现工作量证明算法

实现工作量证明算法,它是一种解决双重花费问题的机制,需要通过计算一个难以预测的哈希值来获得区块奖励。下面是一个简单的工作量证明算法的实现。

func (bc *Blockchain) ProofOfWork(lastProof int) int {
    nonce := 0
    for !isValidProof(lastProof, nonce) {
        nonce++
    }
    return nonce
}

func isValidProof(lastProof, nonce int) bool {
    guess := strconv.Itoa(lastProof) + strconv.Itoa(nonce)
    h := sha256.New()
    h.Write([]byte(guess))
    hash := hex.EncodeToString(h.Sum(nil))
    return hash[:4] == "0000"
}
  1. 实现P2P网络

实现一个简单的P2P网络,可以在不同的节点之间发送区块链数据。

func (bc *Blockchain) RegisterNode(address string) {
    bc.nodes[address] = true
}

func (bc *Blockchain) ResolveConflicts() bool {
    neighbors := bc.nodes
    newChain := []Block{}
    maxLength := len(bc.chain)
    for node := range neighbors {
        resp, err := http.Get(fmt.Sprintf("http://%s/chain", node))
        if err != nil {
            continue
        }
        defer resp.Body.Close()
        if resp.StatusCode == http.StatusOK {
            var chain []Block
            decoder := json.NewDecoder(resp.Body)
            if err := decoder.Decode(&chain); err != nil {
                continue
            }
            if len(chain) > maxLength && isValidChain(chain) {
                maxLength = len(chain)
                newChain = chain
            }
        }
    }
    if len(newChain) > 0 {
        bc.chain = newChain
        return true
    }
    return false
}
  1. 实现HTTP API

实现HTTP API,可以通过API来访问区块链的功能。

func handleNewTransaction(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    ...
}

func handleMineBlock(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    ...
}

func handleGetChain(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    ...
}

func handleRegisterNode(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    ...
}

func handleResolveConflicts(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    ...
}

func runServer() {
    ...
}

func main() {
    blockchain := NewBlockchain("localhost:5000")
    go runServer()
    ...
}

上述代码实现了一个简单的区块链,它包含了一个P2P网络和工作量证明共识算法,可以实现交易的打包和区块链的同步等功能。在实际应用中,需要进一步完善区块链的功能,并且使用更加复杂的共识算法来保证区块链的安全性和可靠性。

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