区块链系列教程——创建属于自己的区块链

最新推荐文章于 2025-06-17 00:00:00 发布

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#区块链 #以太坊 #教程 #实践 #私链

区块链系列教程以以太坊区块链为基础，主要包括若干以太坊区块链的创建使用等，还包括部分原理说明，后期还会加入对其的改进。
本文是区块链系列教程的第一章，主要内容是使用以太坊区块链创建私链，并使用控制台进行一些基本操作。

1. 区块链简介

    在正文之前，先简单介绍一下区块链的基本概念。
    区块链，顾名思义，其存储形式是若干个区块组成，区块之间通过某种方式联系在一起。如图所示：
区块链示意图
    实际上，除了区块（区块头）结构，区块链可以抽象出更多的技术，比如共识机制、密码学机制、P2P网络、Hash树、智能合约等，这些可以统称为区块链技术，后续教程会涉及到其中部分的原理。
    以太坊区块链的区块结构较为复杂，远远不止示意图中的结构，有兴趣的读者可以去其github上查看详细源码，这是go语言实现版本，也是官方主推的版本。此处大概说明以太坊区块链的区块结构，以太坊的区块结构主要定义在go-ethereum/core/types/block.go文件中，其区块结构为：

type Block struct {
	header       *Header
	uncles       []*Header
	transactions Transactions
	// caches
	hash atomic.Value
	size atomic.Value
	// Td is used by package core to store the total difficulty
	// of the chain up to and including the block.
	td *big.Int
	// These fields are used by package eth to track
	// inter-peer block relay.
	ReceivedAt   time.Time
	ReceivedFrom interface{}
}

区块结构中，header表示区块头，是非常重要的参数，其具体结构后面会说明；uncles表示该区块的叔块，也就是父区块的兄弟区块（因为以太坊的区块发行时间只有10秒左右，所以矿工之间会存在竞争，两个同时发行的区块将成为兄弟区块）；transactions表示区块中装载的交易信息，这也是一个非常重要的参数，在区块链中交易是最为重要的功能。
以太坊区块头格式为：

type Header struct {
	ParentHash  common.Hash    `json:"parentHash"       gencodec:"required"`
	UncleHash   common.Hash    `json:"sha3Uncles"       gencodec:"required"`
	Coinbase    common.Address `json:"miner"            gencodec:"required"`
	Root        common.Hash    `json:"stateRoot"        gencodec:"required"`
	TxHash      common.Hash    `json:"transactionsRoot" gencodec:"required"`
	ReceiptHash common.Hash    `json:"receiptsRoot"     gencodec:"required"`
	Bloom       Bloom          `json:"logsBloom"        gencodec:"required"`
	Difficulty  *big.Int       `json:"difficulty"       gencodec:"required"`
	Number      *big.Int       `json:"number"           gencodec:"required"`
	GasLimit    uint64         `json:"gasLimit"         gencodec:"required"`