简单区块链的实现（带POW挖矿系统） - 好文

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<>前言

在IT界，2018最火的热词相必就是区块链了，C++和GO是目前最适合区块链开发的两种语言，所以咱们学GO的肯定得学一点区块链的知识，但是区块链涉及太多密码学，金融学、p2p网络等知识了，从哪里切入呢，今天我们就从用go实现一条带有模拟挖矿系统的简单区块链。

<>代码分析

三大模块
代码还是比较简单清晰的，主要有三个模块，Block模块、BlockChain模块、POW模块即挖矿模块。
运行流程

* 首先从定义一个区块开始，一个区块中包含的信息有区块信息，时间戳，前区块哈希值，现区块哈希值，经过挖矿后得到的哈希碰撞值等等。
*
接着我们开启一个切片用来存放一个个区块，但是第一个区块是比较特殊的，我们称之为创世区块，在真实的比特币中，第一个区块是由创始人中本聪挖矿所得，没有前哈希值，所以这里我们直接将第一个创世区块创建添加到区块切片中。
* 然后给到一个添加区块的方法，用户添加区块信息后，经过POW挖矿系统才能成功添加到区块链上。
有了大概的运行流程接下来再来看代码就会轻松很多了。

<>代码
package main import ( "math/big" "bytes" "encoding/binary" "crypto/sha256"
"fmt" "time" ) //Block模块 type Block struct { Version uint64 //版本号 MerkelRoot []
byte //这是一个默克尔数，这里先默认为空 TimeStamp string //时间戳 Difficulty uint64 //难度值 Nonce
uint64 //挖矿所找到的随机数 PrevBlockHash []byte//前区块哈希值 Data []byte //插入的数据 Hash []byte
//当前区块哈希值 } //给到一个创建新区块的方法 func newBlock(data,prehash []byte)*Block { block:=
Block{ Version:00, MerkelRoot:[]byte{}, TimeStamp:time.Now().Format(
"2006-15:04:05"), Difficulty:difficulty, Data:data, PrevBlockHash:prehash, }
//需要被挖矿之后才能创建区块，所以调用挖矿函数 pow:=NewPOW(&block) nonce,hash:=pow.Mine()
//挖矿结束，得到哈希碰撞值 block.Nonce=nonce block.Hash=hash return &block } //Blockchain模块
const gnnesinfo="1996年9月2日,一代伟人诞生了" //给到一个区块链结构 type Blockchain struct { blocks
[]*Block } //将创世区块加入区块链，并返回一条可供操作的区块链 func NewblockChain()*Blockchain { var bc
Blockchain block:=newBlock([]byte(gnnesinfo),[]byte{}) bc.blocks=append(bc.
blocks,block) return &bc } //给到一个增加区块的方法 func (this *Blockchain)Addblock(data []
byte) { lastblockhash:=this.blocks[len(this.blocks)-1].Hash block:=newBlock(data
,lastblockhash) this.blocks=append(this.blocks,block) } //遍历，打印所有 func (this *
Blockchain)PrintAll() { for i,v:=range this.blocks { fmt.Printf(
"=========区块高度%d=========\n",i) fmt.Printf("Version : %d\n", v.Version) fmt.
Printf("PrevBlockHash : %x\n", v.PrevBlockHash) fmt.Printf("Hash : %x\n", v.Hash
) fmt.Printf("MerkleRoot : %x\n", v.MerkelRoot) fmt.Printf("TimeStamp : %s\n", v
.TimeStamp) fmt.Printf("Difficuty : %d\n", v.Difficulty) fmt.Printf("Nonce :
%d\n", v.Nonce) fmt.Printf("Data : %s\n", v.Data) } } //pow挖矿模块 const difficulty
=24 //POW挖矿结构需要两个参数，一个是所需挖矿的区块，另一个是挖矿成功所需目标数字 type ProofOfWork struct { target *
big.Int block *Block } //给到一个根据难度值得到哈希碰撞目标值的函数 func Gettargetint()*big.Int {
targetint:=big.NewInt(1) targetint.Lsh(targetint,256-difficulty) return
targetint} //创建挖矿的方法 func NewPOW(block *Block)*ProofOfWork { var this
ProofOfWork this.block=block targetint:=Gettargetint() this.target=targetint
return &this } //一个用来将uint64转化为字符切片的小函数，方便接下来的转化 func uint2byte(num uint64)[]
byte { var buff bytes.Buffer binary.Write(&buff,binary.BigEndian,&num) return
buff.Bytes() } //挖矿的准备工作，将其他字符组合起来之后求其哈希值 func (pow *ProofOfWork)PreparetoMine(
nonceuint64)[]byte { info:=[][]byte{ pow.block.PrevBlockHash, pow.block.Data,
uint2byte(nonce), uint2byte(pow.block.Version), uint2byte(pow.block.Difficulty),
[]byte(pow.block.TimeStamp), pow.block.MerkelRoot, } allinfo:=bytes.Join(info,[]
byte{}) hash:=sha256.Sum256(allinfo) return hash[:] }
//pow挖矿方法,返回两个参数，一个是碰撞成功的数字nonce，另一个是当前区块哈希值 func (pow *ProofOfWork)Mine()(
uint64,[]byte) { var nonce uint64 //nonce从0开始穷举，直到出现哈希值小于给到的目标值 var hash []byte
for { hash=pow.PreparetoMine(nonce) var hashint big.Int hashint.SetBytes(hash)
//对比哈希值是否小于目标值，小于则成功退出 if hashint.Cmp(pow.target)==-1 { break } //不小于则继续穷举 nonce
++ } return nonce,hash } //调用 func main() { bc:=NewblockChain() bc.Addblock([]
byte("welcometo")) bc.Addblock([]byte("mycsdnblog")) bc.PrintAll() }
以上就是一个微型的区块链了，虽然看起来很简单，但是对于理解比特币、区块链还是有不少帮助的。

若是感兴趣或者不屑一顾的大牛们可以戳我的githubGO语言实现比特币系统 <https://github.com/CNbluer/GO_BTC>
，是这个小区块链的升级版本，并且将持续维护更新，加入了命令行功能、UTXO转账机制，bolt数据库存储、钱包等，更加接近真正的比特币系统

也欢迎各位给我留言，共同学习：）

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