简易区块链的搭建（2）——工作量证明

深入理解区块链：big.Int在比特币挖矿中的应用与SHA256算法的运用

最新推荐文章于 2025-05-02 23:59:36 发布

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#区块链 #哈希算法 #算法

1.原理与补充知识

1.`big.Int` 的一些常见方法和属性：

SetInt64(x int64)：将一个 int64 类型的整数赋值给 big.Int。
SetString(s string, base int)：将一个字符串表示的整数按照指定的进制转换为 big.Int。

SetBytes(x )(s string):讲一个字节型变量转换成big.Init

Add(x, y *big.Int) *big.Int：将两个 big.Int 相加，并返回结果。
Sub(x, y *big.Int) *big.Int：将一个 big.Int 减去另一个 big.Int，并返回结果。
Mul(x, y *big.Int) *big.Int：将两个 big.Int 相乘，并返回结果。
Div(x, y, z *big.Int) *big.Int：将一个 big.Int 除以另一个 big.Int，并返回商。
Mod(x, y, z *big.Int) *big.Int：将一个 big.Int 对另一个 big.Int 取模，并返回结果。
Cmp(y *big.Int) int：将 big.Int 与另一个 big.Int 比较，返回 -1、0 或 1，分别表示小于、等于或大于。

2.Target，nonce和PoW

target本质上是一个和SHA256生成哈希值一样大的整数

特殊的是这个数前几位都是0

我们要求，通过反复枚举nonce，生成一个小于target的数字。这样新产生的区块是成立的（即前面0个数大于等于）

这一过程被称为：工作量证明（PoW算法）

3.SHA256的充足性

sha256生成的哈希值256二进制位，有大约是1.157920892×10^77种可能

而我们要求一个区块链中的区块哈希值不能相同，这个算法产生的值重复的概率几乎为零

哪怕是满足target限制的hash值也是

2.源代码

package main

import (
    "bytes"
    "crypto/sha256"
    "encoding/binary"
    "fmt"
    "log"
    "math"
    "math/big"
    "time"
)

type Block struct {
    Timestamp int64
    Hash      []byte
    PrevHash  []byte
    Target    []byte 
    Nonce     int64  
    Data      []byte
}

const (
    Difficulty = 12
)

func (b *Block) GetTarget() []byte {
    target := big.NewInt(1)
    target.Lsh(target, uint(256-Difficulty))
    return target.Bytes(