2000行代码用go语言实现的比特币基本的相关模型功能

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前言：闲暇时期，参考了一些资料，用go简单的实现了比特币中的一些相关功能，实现完全大概2000行代码左右，现在刚利用闲暇时间写了一点小功能，大概500多行代码左右，只实现了基本的区块链接，存储是选择了github上面的一个开源库，bolt轻量级数据库，还有很多需要迭代完善，这个月内打算完善好，可供参考

• 区块的结构，和区块链的结构定义,一些相关功能没有加入，后期会加入，比如交易，UTXO等
• pow工作量证明，现在不够完善，后期会完善
• 钱包结点的相关功能，后期会完善
• 加密的相关功能，后期会完善

type Block struct {    //区块的一个结构
  Version       uint64 //版本号
  PrevBlockHash []byte //前区块哈希值

  MerkelRoot []byte //这是一个哈希值，后面完善

  TimeStamp uint64 //时间戳，从1970.1.1到现在的秒数

  Difficulty uint64 //通过这个数字，算出一个哈希值：0x00010000000xxx，暂时写死难度，代码里面大概5个前导0以上本地普通电脑就跑不动了

  Nonce uint64 // 这是我们要找的随机数，挖矿就找证书

  Hash []byte //当前区块哈希值, 正常的区块不存在，我们为了方便放进来

  Data []byte //数据本身，区块体，先用字符串表示，v4版本的时候会引用真正的交易结构
}

//定义一个区块链结构，使用bolt数据库进行保存
type BlockChain struct {     //存储在数据库中，会生成一个文件
  //数据库的句柄
  Db *bolt.DB
  //最后一个区块的哈希值
  lastHash []byte    //在内存中的临时值，只保存最后一个区块哈希
}

const difficulty  = 16    //难度值写死暂时，后期完善

//1. 定义工作量证明， block， 难度值
type ProofOfWork struct {
    //数据来源
    block Block
    //难度值
    target *big.Int //一个能够处理大数的内置的类型，有比较方法
}

上面是一些基本的结构， 这里比较主要的就是工作量证明函数 我们来看一下实现方式

func (pow *ProofOfWork) Run() ([]byte, uint64) {
    //1. 拿到区块数据
    //block := pow.block
    //区块的哈希值
    var currentHash [32]byte
    //挖矿的随机值
    var nonce uint64

    for {
        info := pow.prepareData(nonce)
        //2. 对数据做哈希运算
        currentHash = sha256.Sum256(info)

        //3. 比较
        //引用big.int，将获取的[]byte类型的哈希值转成big.int
        var currentHashInt big.Int
        currentHashInt.SetBytes(currentHash[:])

        //   -1 if x <  y
        //    0 if x == y
        //   +1 if x >  y
        //
        //func (x *Int) Cmp(y *Int) (r int) {
        if currentHashInt.Cmp(pow.target) == -1 {
            //a. 比目标小，成功，返回哈希和nonce
            break
        } else {
            //b. 比目标大,继续nonce++
            nonce++
        }
    }

    return currentHash[:], nonce
}

这里的哈希运算就是，加上随机数来运算哈希，一直找找到一个随机数使得哈希符合难度值 比目标哈希是00001xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx，那么就需要找比这个哈希小的哈希，就是前面一定要有5个0的哈希才符合要求，这样打包区块才是有效的，

我们这里就简单实现了，后期迭代会加入UTXO，交易机制，还有钱包结点相关功能，欢迎提意见，

如果想详细参考的见github地址：https://github.com/wumansgy/btcmodel