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。
- 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
}
- 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
}
- 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
}
- 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
}
- 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
}
- 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{}
}
- 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
}
- 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"
}
- 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
}
- 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。
