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。
