自己动手写区块链Golang版---1.极简区块链-摩杜云开发者社区

实现区块链的语言有很多种选择，如C++、Java、Python和Go。采用C++语言理由很简单，比特币和2018年中上线的EOS就是基于C++语言。选用Java是因为长期在编程语言排行榜上占据第一的位置。Python语言是现在人工智能和深度学习第一首选语言，是近来年最热的语言，没有之一。但是这个系列却用Go语言来实现，为什么呢？原因是区块链里最成功的以太坊是用Go语言写成的，目前80%以上的区块链项目，都是采用Go语言。近10到20年间，通过一个成功的项目带火一个语言的例子比比皆是。如Facebook的成功，直接造成PHP的流行，以致绝大数SNS系统基本都是由PHP写成的；Quora的流行带火了Python，问答类网站基本都采用Python。同理以太坊的成功，也使采用Go来实现区块链不需要理由。因此我们也准备采用Go语言来实现一个简单的区块链。
区块链底层技术虽然很复杂，但是从本质上来说，就是一个由区块组成的线性表结构。在数据结构中，表示线性表结构的方法很多，如单向链表、双向链表、数组等，在这里我们采用数组来表示区块链，因为这种结构最简单。

最简区块表示

组成区块链的最小单位是区块，我们可以用如下结构来表示区块：

type Block struct {
    data []byte
    hash []byte
    previousHash []byte
}

在这个区块定义中，我们用data来代表区块所存储的数据，虽然理论上区块中可以保存任何数据，但是为了提高区块链的性能，保存的信息应该尽量简单，例如直接将影片保存到区块链中就是不合适的，而如果存储指向影片的指针，则是比较恰当的。hash代表本区块的数字摘要，通常用sha256算法得到。previousHash则为上一个区块的数字摘要。
目前为止，我们就用这样一个简单的结构来表示区块，在后续的博文中，我们还会向其中添加创建时间等重要信息，不过目前为了简化概念，我们只存储这些内容。

区块数字摘要生成

下面我们首先来讨论区块数字摘要的生成方法，如下所示：

func (b *Block) DeriveHash() {
    var info = bytes.Join([][]byte{b.data, b.previousHash},[]byte{})
    var hash = sha256.Sum256(info)
    b.hash = hash[:]
}

在这里我们通过(b *Block)定义了一个Block类的一个方法，该方法形参为空，并且没有返回值，如果想要使用Block对象，直接使用b.语法即可。
我们首先形成一个由本区块数据和上一区块hash组成的字节二维数组，作为第一个参数传给bytes.Join函数，将其连接起来形成一个一维字节数组，并赋值给info。调用sha256.Sum256生成数字摘要，并赋给本区块的hash属性。

区块生成

我们知道如何生成区块的数字摘要之后，我们来看如何生成一个区块，如下所示：

func CreateBlock(data string, previousHash []byte) *Block {
    var block = &Block{[]byte(data), []byte{}, previousHash}
    block.DeriveHash()
    return block
}

这个函数有两个参数，第一个参数data代表区块的数据，previousHash代表上一个区块的数字摘要。函数的返回值为Block类的指针。这里声明的是一个单独的函数，而不是类的方法。
我们首先调用Block的构造函数，生成一个新的区块，这里先将hash属性置空，接着通过上步定义的Block类的DeriveHash方法，求出并给hash属性赋值，最后返回生成的区块。

创世纪区块

区块链中的第一个区块，我们称之为创世纪区块，如下所示：

func GenerateGenesis() *Block {
    return CreateBlock("Genesis", []byte{})
}

区块链定义

定义为区块之后，我们就需要定义一个结构来存储区块链，如下所示：

type BlockChain struct {
    blocks []*Block
}

我们用由Block类组成的数组来表示区块链。
我们首先形成由创世纪区块组成的区块链，如下所示：

func InitBlockChain() *BlockChain {
    return &BlockChain{[]*Block{GenerateGenesis()}}
}

我们生成由Block组成的数组，数组内目前只有一个创世纪区块。
接下来我们需要向区块链中添加区块，如下所示：

func (chain *BlockChain) AddBlock(data string) {
    var previousBlock = chain.blocks[len(chain.blocks)-1]
    var newBlock = CreateBlock(data, previousBlock.hash)
    chain.blocks = append(chain.blocks, newBlock)
}

我们定义BlockChain类的方法AddBlock，其只有一个data参数，代表将要插入区块链的区块的数据。取出当前区块链的区块数组的最后一个元素，利用参数data生成一个新区块，该区块的previousHash组当前区块链的区块数组的最后一个元素，将新生成的区块添加到当前区块链的区块数组的最后。有了这个方法，我们的区块链就可以不断增长了。

主函数

到目前为止，我们最简区块链就基本完成了，接下来我们生成一个区块链，并打印出区块链的内容：

func main() {
    var chain = InitBlockChain()
    chain.AddBlock("First")
    chain.AddBlock("Second")
    chain.AddBlock("Third")
    for _, block := range chain.blocks {
        fmt.Printf("previousHash:%x\r\n", block.previousHash)
        fmt.Printf("data:%s\r\n", block.data)
        fmt.Printf("Hash:%x\r\n", block.hash)
    }
}

我们首先生成只由创世纪区块组成的区块链，然后依次向其中加入First、Second、Third这三个区块，然后通过遍历区块链的区块数组，打印出区块链的内容。
我们需要在程序头部加入如下库引用：

package main

import (
    "fmt"
    "bytes"
    "crypto/sha256"
)

运行上面的程序，可以打出如下的结果：

自己动手写区块链Golang版---1.极简区块链_go

我们至此已经实现了一个最简单的区块链，虽然它什么也不能做，但是已经可以生成并不断增加长度了。在下一节中，我们详细讲解工作量证明（POW：Prove of Work）。