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使用go实现简易比特币区块链公链功能

程序员文章站 2022-03-01 16:29:08
使用go语言实现具备以下功能的简易区块链 区块与区块链 共识机制 数据库 cli命令行操作 交易管理 密码学 数字签名 交易缓存池 p2p网络管理由于平时还要进行论文工作,项目不定时...

使用go语言实现具备以下功能的简易区块链

  • 区块与区块链
  • 共识机制
  • 数据库
  • cli命令行操作
  • 交易管理
  • 密码学
  • 数字签名
  • 交易缓存池
  • p2p网络管理

由于平时还要进行论文工作,项目不定时更新

2021.1.1实现了区块结构、区块链结构、工作量证明pow,剩下部分陆续更新

1.实现区块结构

package blc

import (
	"bytes"
	"crypto/sha256"
	"time"
)

//实现一个最基本的区块结构
type block struct {
	timestamp int64 //时间戳,区块产生的时间
	heigth int64//区块高度(索引、号码)代表当前区块的高度
	preblockhash []byte//前一个区块(父区块)的哈希
	hash []byte//当前区块的哈希
	data []byte//交易数据
}
//创建一个新的区块
func newblock(height int64,preblockhash []byte,data []byte) *block {
	var block block
	block=block{heigth: height,preblockhash: preblockhash,data: data,timestamp: time.now().unix()}
	block.sethash()
	return &block
}
//计算区块哈希
func (b *block)sethash() { 
	//int64转换成字节数组
	//高度转换
	heightbytes:=inttohex(b.heigth)
	//时间转换
	timestampbytes:=inttohex(b.timestamp)
//拼接所有属性进行hash
	blockbytes:=bytes.join([][]byte{heightbytes,timestampbytes,b.preblockhash,b.data},[]byte{})
	hash:=sha256.sum256(blockbytes)
	b.hash=hash[:]
}

2.实现区块链结构

package blc

type blockchain struct {
	blocks []*block //存储有序的区块
}
//初始化区块链
func createblockchainwithgenesisblock() *blockchain {
	//添加创世区块
	genesisblock:=creategenesisblock("the init of blockchain")

	return &blockchain{[]*block{genesisblock}}
}
//添加新的区块到区块链中
func (bc *blockchain)addblock(height int64,data []byte,prevblockhash []byte){
	newblock := newblock(height,prevblockhash,data)
	bc.blocks=append(bc.blocks,newblock)
}

3.实现工作量证明

package blc

import (
	"bytes"
	"crypto/sha256"
	"fmt"
	"math/big"
)

//目标难度值,生成的hash前 targetbit 位为0才满足条件
const targetbit =16
//工作量证明
type proofofwork struct {
	block *block //对指定的区块进行验证
	target *big.int //大数据存储
}
//创建新的pow对象
func newproofofwork(block *block) *proofofwork {
	target:=big.newint(1)
	target=target.lsh(target,256-targetbit)
	return &proofofwork{block,target}
}
//开始工作量证明
func (proofofwork *proofofwork)run() ([]byte,int64) {
	//数据拼接
	var nonce=0 //碰撞次数
	var hash [32]byte //生成的hash
	var hashint big.int //存储转换后的hash
	for {
		databytes:=proofofwork.preparedata(nonce)
		hash=sha256.sum256(databytes)
		hashint.setbytes(hash[:])
		fmt.printf("hash:\r%x",hash)
		//难度比较
		if proofofwork.target.cmp(&hashint)==1{
			break
		}
		nonce++
	}
	fmt.printf("碰撞次数:%d\n",nonce)
	return hash[:],int64(nonce)
}
//准备数据,将区块属性拼接起来,返回字节数组
func (pow *proofofwork)preparedata(nonce int) []byte {
	data:=bytes.join([][]byte{
		pow.block.preblockhash,
		pow.block.data,
		inttohex(pow.block.timestamp),
		inttohex(pow.block.heigth),
		inttohex(int64(nonce)),
		inttohex(targetbit),
	},[]byte{})
	return data
}

4.当前运行结果

使用go实现简易比特币区块链公链功能

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