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首頁(yè) 后端開發(fā) Golang 在 Golang 中構(gòu)建簡(jiǎn)單的區(qū)塊鏈

在 Golang 中構(gòu)建簡(jiǎn)單的區(qū)塊鏈

Nov 04, 2024 am 08:52 AM

在本文中,我們將嘗試使用 Go 構(gòu)建基本的區(qū)塊鏈。我們將介紹使用 SHA-256 進(jìn)行區(qū)塊結(jié)構(gòu)、散列和交易驗(yàn)證的要點(diǎn),SHA-256 比 MD5 更安全。

為什么選擇區(qū)塊鏈?

Go 是一種高效且易于學(xué)習(xí)的語(yǔ)言,非常適合涉及并發(fā)性和速度的項(xiàng)目,這兩者對(duì)于區(qū)塊鏈實(shí)施都至關(guān)重要。


區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)

區(qū)塊鏈?zhǔn)且幌盗型ㄟ^加密哈希鏈接的區(qū)塊。每個(gè)塊包含:

  • 數(shù)據(jù):存儲(chǔ)在區(qū)塊中的信息,例如交易詳細(xì)信息。
  • 哈希:區(qū)塊內(nèi)容的 SHA-256 哈希值。
  • 前一個(gè)哈希值:前一個(gè)區(qū)塊的哈希值,將區(qū)塊鏈接在一起。
  • Nonce:挖礦中用于調(diào)整哈希值的值。

通過此設(shè)置,我們確保鏈中的每個(gè)區(qū)塊都是唯一可識(shí)別且防篡改的。


定義塊結(jié)構(gòu)

在 Go 中,我們用 Data、Hash、PrevHash、Nonce 和 Transactions 字段定義每個(gè)塊。

type Block struct {
    Hash         string
    Data         string
    PrevHash     string
    Nonce        int
    Transactions []*Transaction
}

計(jì)算 SHA-256 哈希值

為了保護(hù)每個(gè)塊的安全,我們使用 SHA-256 根據(jù)塊的數(shù)據(jù)和之前的哈希來計(jì)算哈希。

func (b *Block) ComputeHash() {
    data := b.Data + b.PrevHash
    hash := sha256.Sum256([]byte(data))
    b.Hash = hex.EncodeToString(hash[:])
}

創(chuàng)建創(chuàng)世區(qū)塊

創(chuàng)世區(qū)塊是我們區(qū)塊鏈中的第一個(gè)區(qū)塊,使用獨(dú)特的“coinbase”交易進(jìn)行初始化以建立起點(diǎn)。

func Genesis() *Block {
    coinbaseTx := &Transaction{Sender: "Coinbase", Receiver: "Genesis", Amount: 0.0}
    return CreateBlock("Genesis Block", "", []*Transaction{coinbaseTx})
}

構(gòu)建區(qū)塊鏈

我們的區(qū)塊鏈由一系列區(qū)塊組成。我們用創(chuàng)世塊初始化它。

type Blockchain struct {
    Blocks []*Block
}

func InitBlockChain() *Blockchain {
    return &Blockchain{[]*Block{Genesis()}}
}

工作量證明和挖礦

要添加區(qū)塊,我們需要一個(gè)工作量證明算法來查找滿足目標(biāo)條件的哈希值。此過程涉及增加 Nonce 直到哈希滿足目標(biāo)難度,確保不會(huì)輕易添加區(qū)塊。

錢包和交易

為了模擬錢包功能,我們生成 RSA 密鑰來簽名和驗(yàn)證交易。

  • 創(chuàng)建錢包:每個(gè)錢包都有一個(gè)公鑰和私鑰。
  • 簽署交易:交易由發(fā)送者的私鑰簽名以進(jìn)行驗(yàn)證。
  • 驗(yàn)證交易:接收者可以使用發(fā)送者的公鑰驗(yàn)證交易,確保真實(shí)性。

示例:使用區(qū)塊鏈

以下是我們?nèi)绾问褂脜^(qū)塊鏈:

  1. 初始化區(qū)塊鏈。
  2. 為參與者(例如 Alice 和 Bob)創(chuàng)建錢包。
  3. 添加交易,使用 Alice 的私鑰對(duì)其進(jìn)行簽名,然后將其添加到新區(qū)塊中。
  4. 顯示區(qū)塊鏈的內(nèi)容以供驗(yàn)證。
type Block struct {
    Hash         string
    Data         string
    PrevHash     string
    Nonce        int
    Transactions []*Transaction
}

該項(xiàng)目涵蓋了區(qū)塊鏈的核心組件——結(jié)構(gòu)化、散列、工作量證明挖掘以及使用數(shù)字簽名的交易驗(yàn)證。我們的 SHA-256 哈希確保每個(gè)塊的安全且唯一的標(biāo)識(shí)符,而基于 RSA 的錢包添加了基本的交易驗(yàn)證。

這個(gè)區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)是一個(gè)簡(jiǎn)化的模型。要進(jìn)一步開發(fā)它,您可以:

  • 為塊添加持久存儲(chǔ)。
  • 實(shí)施點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。
  • 為交易添加更復(fù)雜的驗(yàn)證。

要從頭開始查看完整的實(shí)現(xiàn),請(qǐng)參閱以下存儲(chǔ)庫(kù):

Building a Simple Blockchain in Golang 主題樹 / 區(qū)塊鏈-golang

Golang 中的區(qū)塊鏈實(shí)施

Building a Simple Blockchain in Golang

Golang 中的區(qū)塊鏈實(shí)施

Go 中的區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn),展示了區(qū)塊鏈技術(shù)的基本概念。該項(xiàng)目包括基本的區(qū)塊結(jié)構(gòu)、工作量證明共識(shí)、加密交易簽名和區(qū)塊驗(yàn)證。

特點(diǎn)

  • 區(qū)塊結(jié)構(gòu):每個(gè)區(qū)塊保存數(shù)據(jù)、哈希、前一個(gè)哈希鏈接、隨機(jī)數(shù)和交易。
  • 工作量證明 (PoW):使用 md5 哈希實(shí)現(xiàn)工作量證明系統(tǒng)來維護(hù)區(qū)塊鏈完整性。
  • 錢包和交易:支持用于錢包、交易創(chuàng)建、簽名和驗(yàn)證的 RSA 密鑰對(duì)。
  • 創(chuàng)世區(qū)塊:使用 Coinbase 交易自動(dòng)創(chuàng)建創(chuàng)世(第一個(gè))區(qū)塊。
  • CLI 演示:演示區(qū)塊鏈上的區(qū)塊創(chuàng)建、交易和驗(yàn)證。

安裝

先決條件

  • Go 1.16 或更高版本。

設(shè)置

  • 克隆存儲(chǔ)庫(kù):
type Block struct {
    Hash         string
    Data         string
    PrevHash     string
    Nonce        int
    Transactions []*Transaction
}
  • 運(yùn)行項(xiàng)目:
func (b *Block) ComputeHash() {
    data := b.Data + b.PrevHash
    hash := sha256.Sum256([]byte(data))
    b.Hash = hex.EncodeToString(hash[:])
}
在 GitHub 上查看

以上是在 Golang 中構(gòu)建簡(jiǎn)單的區(qū)塊鏈的詳細(xì)內(nèi)容。更多信息請(qǐng)關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章!

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