用Go构建一个简单的区块链

在本教程中，我将尝试通过帮助你在Go中编写简单的区块链来揭开区块链的广义概念。

在本教程中，你应该能够：

• 理解区块链术语。
• 创建自己的简单区块链。
• 了解什么是区块以及如何创建块。
• 了解如何维护区块链的完整性。

区块链：一种数字分类帐，以较小的集合排列，称为块。这些块通过加密hash相互链接。每个块包含指向前一个块的哈希。区块链对于加密货币很有用，因为它具有去中心化的特性，这意味着存储的数据不在一个位置，而是每个人都可以访问，同时也是任何人都不可信的。

构建一个简单的区块链

在本教程中，我们将为图书馆系统创建一个示例区块链。我们的区块链将存储包含图书结账活动数据的区块。此实现的流程如下：

• 添加一本新书。
• 为书创建Genesis块。
• 将Checkout数据添加到区块链。

这是一个单节点，非复杂的区块链，在运行时将所有内容存储在内存中。

块

在区块链中，块存储有价值的信息。此信息可以是实现区块链的系统所需的交易或一些其他信息，例如交易时间戳或来自前一个块的哈希。我们将继续为每个块定义数据模型，以及构成区块链的结账信息：

package main

// Block contains data that will be written to the blockchain.
type Block struct {
  Pos       int
  Data      BookCheckout
  Timestamp string
  Hash      string
  PrevHash  string
}

// BookCheckout contains data for a checked out book
type BookCheckout struct {
  BookID       string `json:"book_id"`
  User         string `json:"user"`
  CheckoutDate string `json:"checkout_date"`
  IsGenesis    bool   `json:"is_genesis"`
}

// Book contains data for a sample book
type Book struct {
  ID          string `json:"id"`
  Title       string `json:"title"`
  Author      string `json:"author"`
  PublishDate string `json:"publish_date"`
  ISBN        string `json:"isbn:`
}

从Block结构中，Pos保持链中数据的位置。数据是块中包含的有价值信息（在这种情况下是结帐项目）。时间戳保存块创建的当前时间戳。哈希是块的生成哈希。PrevHash存储前一个块的哈希值。

在定义了Block结构的情况下，我们需要考虑对块进行哈希。哈希用于以正确的顺序识别和保持块。计算哈希值是区块链的一个非常重要的特征。计算哈希值是一项困难的操作（计算方面）。创建哈希的难度是经过深思熟虑的体系结构设计决策，因为它会增加新块的难度，防止在添加后进行可变操作。

哈希和生成块

我们将从一个简单的哈希方法开始，并编写一个函数calculateHash来连接块字段并创建一个SHA-256哈希：

func (b *Block) generateHash() {
  // get string val of the Data
  bytes, _ := json.Marshal(b.Data)
  // concatenate the dataset
  data := string(b.Pos) + b.Timestamp + string(bytes) + b.PrevHash
  hash := sha256.New()
  hash.Write([]byte(data))
  b.Hash = hex.EncodeToString(hash.Sum(nil))
}

接下来，让我们编写另一个函数CreateBlock来创建一个新块。

func CreateBlock(prevBlock *Block, checkoutItem BookCheckout) *Block {
  block := &Block{}