【区块链】Go 实现简单区块链-Toy模板网

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本文主要利用 Go 语言对区块链模型进行了简单的实现，通过 GoLand 创建链式结构和一个简单的 http server，对外暴露读写接口，运行 rpc 并以地址访问形式向区块链发送数据和读取数据。

简单区块链的实现大致步骤分为：

（1）创建 Block
（2）创建 Blockchain
（3）创建 Http server

在实现之前，首先通过 GoLand 创建 blockchainDemo 项目，并建立对应的 Block.go、Blockchain.go 以及 Server.go 文件，具体的目录如下。

【区块链】Go 实现简单区块链

一、创建 Block

创建 Block 文件
创建 Block 结构体与相关函数

package core  
  
import (  
   "crypto/sha256"  
   "encoding/hex"   "time")  
  
type Block struct {  
   Index         int64  // 区块编号  
   Timestamp     int64  // 区块时间戳  
   PrevBlochHash string // 上一个区块哈希值  
   Hash          string // 当前区块哈希值  
  
   Data string // 区块数据  
}  
  
// calculateHash 计算哈希值  
func calculateHash(b Block) string {  
   blockData := string(b.Index) + string(b.Timestamp) + b.PrevBlochHash + b.Data  
   hashInBytes := sha256.Sum256([]byte(blockData))  
   return hex.EncodeToString(hashInBytes[:])  
}  
  
// GenerateNewBlock 创建新区块  
func GenerateNewBlock(preBlock Block, data string) Block {  
   newBlock := Block{}  
   newBlock.Index = preBlock.Index + 1  
   newBlock.PrevBlochHash = preBlock.Hash  
   newBlock.Timestamp = time.Now().Unix()  
   newBlock.Data = data  
   newBlock.Hash = calculateHash(newBlock)  
   return newBlock  
}  
  
// GenerateGenesisBlock 创建世纪区块  
func GenerateGenesisBlock() Block {  
   preBlock := Block{}  
   preBlock.Index = -1  
   preBlock.Hash = ""  
   return GenerateNewBlock(preBlock, "Genesis Block")  
}

这里需要注意的是，在创建世纪区块时，考虑到对 GenerateNewBlock 函数的复用，因此，创建了一个 preBlock 来辅助世纪块的创建，实际区块链上世纪块前面不存在其他区块，且世纪块以 0 作为索引。

二、创建 Blockchain

创建 Blockchain 文件
创建 Blockchain 结构体及相关方法

package core  
  
import (  
   "fmt"  
   "log")  
  
type Blockchain struct {  
   Blocks []*Block  
}  
  
// CreateBlockchain 创建区块链  
func CreateBlockchain() *Blockchain {  
   genesisBlock := GenerateGenesisBlock()  
   blockchain := Blockchain{}  
   blockchain.AppendBlock(&genesisBlock)  
   return &blockchain  
}  
  
// SendData 向区块链添加数据  
func (bc *Blockchain) SendData(data string) {  
   preBlock := bc.Blocks[len(bc.Blocks)-1]  
   newBlock := GenerateNewBlock(*preBlock, data)  
   bc.AppendBlock(&newBlock)  
}  
  
// AppendBlock 向区块链添加新区块  
func (bc *Blockchain) AppendBlock(newBlock *Block) {  
   if len(bc.Blocks) == 0 {  
      bc.Blocks = append(bc.Blocks, newBlock)  
      return  
   }  
  
   if isValid(*newBlock, *bc.Blocks[len(bc.Blocks)-1]) {  
      bc.Blocks = append(bc.Blocks, newBlock)  
   } else {  
      log.Fatal("invalid block")  
   }  
  
}  
  
// 判断新添加的区块是否合法  
func isValid(newBlock Block, oldBlock Block) bool {  
   if newBlock.Index-1 != oldBlock.Index {  
      return false  
   }  
   if newBlock.PrevBlochHash != oldBlock.Hash {  
      return false  
   }  
   if calculateHash(newBlock) != newBlock.Hash {  
      return false  
   }  
   return true  
}  
  
// Print 对区块链上的区块内容进行打印  
func (bc *Blockchain) Print() {  
   for _, block := range bc.Blocks {  
      fmt.Printf("Index: %d\n", block.Index)  
      fmt.Printf("Prev.Hash: %s\n", block.PrevBlochHash)  
      fmt.Printf("Curr.Hash: %s\n", block.Hash)  
      fmt.Printf("Data: %s\n", block.Data)  
      fmt.Printf("Timestamp: %d\n", block.Timestamp)  
   }  
}

三、创建 Http server

创建 http server
提供 API 访问接口

package main  
  
import (  
   "blockchainDemo/core"  
   "encoding/json"   "io"   "net/http")  

var blockchain *core.Blockchain  
  
func run() {  
   http.HandleFunc("/blockchain/get", blockchainGetHandler)  
   http.HandleFunc("/blockchain/write", blockchainWriteHandler)  
   http.ListenAndServe("localhost:8888", nil)  
}  
  
// 读接口  
func blockchainGetHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {  
   bytes, err := json.Marshal(blockchain)  
   if err != nil {  
      http.Error(w, err.Error(), http.StatusInternalServerError)  
      return  
   }  
   io.WriteString(w, string(bytes))  
}  
  
// 写接口  
func blockchainWriteHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {  
   blockData := r.URL.Query().Get("data")  
   blockchain.SendData(blockData)  
   blockchainGetHandler(w, r)  
}  
  
func main() {  
   blockchain = core.CreateBlockchain()  
   run()  
}

四、模型测试

在 GoLand 上运行 http server，从代码中可知监听端口为 8888，因此，读写操作对应的地址是：

http://localhost:8888/blockchain/get
http://localhost:8888/blockchain/write?data=Send 1 BTC to Me

参数 data 的内容可自定义文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-403033.html

// 网页显示效果
{
	"Blocks":[
		{
			"Index":0,
			"Timestamp":1674227301,
			"PrevBlochHash":"",
			"Hash":"90d7d6d9adc8a6dd4eca1e30d8c1a8556a8e3e508da81f30a9e520c2ee7124b0",
			"Data":"Genesis Block"
		},
		{
			"Index":1,
			"Timestamp":1674227338,
			"PrevBlochHash":"90d7d6d9adc8a6dd4eca1e30d8c1a8556a8e3e508da81f30a9e520c2ee7124b0",
			"Hash":"1a7c54ce0eaba45d5591640925405d90e74d9da5fa919b4e6eefa2447b2a4fb0",
			"Data":"Send 1 BTC to Me"
		}
	]
}