使用go实现简易比特币区块链公链功能

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

来源：https://blog.csdn.net/sgentle/article/details/112062364