区块链学习

hash函数

• 一种算法
• 任意长度的二进制数据映射为固定长度的二进制数据

hash函数的特点

• 确定性------对同一个输入数据每次都能得到相同的结果
• 单向性------对一个数据可以很容易计算出hash值，但是对于一个hash值非常难反推出数据
• 隐秘性------没有可行的方法算出hash函数的输入值
• 抗篡改------对于数据一个bit位的改动，对hash值的改动也是非常大
• 抗碰撞------对于两个不同的数据，hash值相同的可能性很小

hash值的实现

• MD系列
• SHA系列，推荐SHA256，SHA3

代码实现

package main

import "fmt"

import (
	"crypto/sha256"
	"encoding/hex"
	"log"
)

func calculateHash(toBeHashed string) string {
    hashInBytes :=sha256.Sum256([]byte(toBeHashed))
    hashInStr:=hex.EncodeToString(hashInBytes[:])
    log.Printf(toBeHashed,hashInStr)
    return hashInStr
}
func main() {
   fmt.Println("Hello, World!")
   calculateHash("test1")
   calculateHash("test1")
   calculateHash("testl")
}

运行结果

连式结构

如果区块1的数据发生改变，区块2不发生相应的改变，则指向区块2的hash指针不在有效。如果要使得引用有效，则就要改变区块2的hash值，后面的区块都要发生改变。

构建自己的区块链

• 实现链式结构
• 实现一个简单的http server,对外暴露读写接口

步骤

• 创建block
• 创建blockchain
• 创建http server

创建Block

• 新建工程demochain
• 创建Block文件
• 创建Block结构体与相关函数

package demochain

import (
	"crypto/sha256"
	"encoding/hex"
	"time"
)

//区块结构体
type Block struct{
    Index int64 //区块编号
    Timestamp int64 //区块时间戳
    PrevBlockHash string //上一个区块的哈希值
    Hash string //当前区块哈希值

    Data string //区块数据
}

//计算hsah值
func calculateHash(b Block) string {
    //计算hash值包含除了当前区块哈希值的其他数据
    blockData:=string(b.Index)+string(b.Timestamp)+b.PrevBlockHash+b.Data
    hashInBytes:=sha256.Sum256([]byte(blockData))
    return hex.EncodeToString(hashInBytes[:])
}

//生成新区块
func GenerateNewBlock(preBlock Block,data string) Block {
    newBlock:=Block{}
    newBlock.Index=preBlock.Index+1
    newBlock.PrevBlockHash=preBlock.Hash
    newBlock.Timestamp=time.Now().Unix()
    newBlock.Data=data
    newBlock.Hash=calculateHash(newBlock)
    return newBlock
}

//创始区块
func GenerateGenesisBlock(){
    preBlock :=Block{}
    preBlock.Index=-1
    preBlock.Hash=""
    GenerateNewBlock(preBlock,"Genesis Block")
}

创建Blockchain

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

package demochain

import (
	"fmt"
	"log"
)

type Blockchain struct {
	Blocks []*Block
}

//创建新的区块链
func NewBlockchain() *Blockchain {
    //创始区块
	genesisBlock := GenerateGenesisBlock()
	blockchain := Blockchain{}
	blockchain.AppendBlock(&genesisBlock)
	return &blockchain
}

//在区块上增加数据
func (bc *Blockchain) SendData(data string) {
	preBlock := bc.Blocks[len(bc.Blocks)-1]
	newBlock := GenerateNewBlock(*preBlock, data)
	bc.AppendBlock(&newBlock)
}

//添加区块
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")
	}
}

//打印区块链里面的数据
func (bc *Blockchain) Print() {
	for _, block := range bc.Blocks {
		fmt.Printf("Index: %d\n", block.Index)
		fmt.Printf("PrevHash: %s\n", block.PrevBlockHash)
		fmt.Printf("CurrHash: %s\n", block.Hash)
		fmt.Printf("Data: %s\n", block.Data)
		fmt.Printf("Timestamp: %d\n", block.Timestamp)
		fmt.Println()
	}
}

//添加区块前校验
func isValid(newBlock Block, oldBlock Block) bool {
	if newBlock.Index-1 != oldBlock.Index {
		return false
	}
	if newBlock.PrevBlockHash != oldBlock.Hash {
		return false
	}
	if calculateHash(newBlock) != newBlock.Hash {
		return false
	}
	return true
}

创建区块链

package main

import "go-blockchain/core"

func main() {
	bc := core.NewBlockchain()
	bc.SendData("Send 1 BTC to Alice")
	bc.SendData("Send 1 EOS to Bob")
	bc.Print()
}

结果

创建Http Server

步骤

• 创建http server
• 提供API访问接口

package main

import (
	"encoding/json"
	"go-blockchain/core"
	"io"
	"net/http"
)


//全局的blockchain变量
var blockchain *core.Blockchain

//提供http服务
func run() {
	http.HandleFunc("/blockchain/get", blockchainGetHandler)
	http.HandleFunc("/blockchain/write", blockchainWriteHandler)
	//监听端口
	http.ListenAndServe("localhost:8888", nil)
}

//get请求的方法
func blockchainGetHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
  //把任意对象转换为json格式
	bytes, error := json.Marshal(blockchain)
	if error != nil {
		http.Error(w, error.Error(), http.StatusInternalServerError)
		return
	}
	//转换成string
	io.WriteString(w, string(bytes))
}
//write请求的方法
func blockchainWriteHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
	blockData := r.URL.Query().Get("data")
	blockchain.SendData(blockData)
	blockchainGetHandler(w, r)
}

func main() {
	blockchain = core.NewBlockchain()
	run()
}