原blog:https://blog.csdn.net/han0373/article/details/80450825
1、环境准备
创建block.go文件。除了Go语言环境、开发工具(Goland)的配置、安装之外,本文涉及的代码依赖还需要:
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package main
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import (
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"crypto/sha256"
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"encoding/hex"
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"encoding/json"
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"io"
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"log"
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"net/http"
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"os"
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"time"
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"github.com/davecgh/go-spew/spew"
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"github.com/gorilla/mux"
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"github.com/joho/godotenv"
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)
对于相应的依赖,使用go get 命令进行下载即可,使用Goland的朋友可以使用alt+Enter神技自动下载
2、定义区块、区块链
原文作者所处的行业属于医疗健康行业,定义区块的属性时,以一个BPM属性来维护后续的代码实现,在后续开发种,本属性可以根据自己对应想实现的业务进行相应的转换。
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type Block struct {
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Index int //索引
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Timestamp string //时间戳
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BPM int //一分钟心跳的频率,脉搏
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Hash string //哈希
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PrevHash string //前一个哈希
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}
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var Blockchain []Block //区块链
使用散列来确定并保持块的顺序。通过确保PrevHash每一个Block与Hash前一个相同,Block我们知道构成链的块的正确顺序。
使用散列这种方式的原因有两点:
1、 为了节省空间。哈希值来自块上的所有数据。在例子中,我们只有一些数据点,但如果数量有上千个或上百万个先前块的数据。将这些数据散列到单个SHA256字符串中,散列比一次又一次复制前面块中的所有数据要有效得多。
2、保持区块链的完整性。通过存储之前的哈希,就像我们在上图中所做的那样,我们能够确保区块链中的区块按照正确的顺序排列。(这样还能有效的防止恶意链的出现)
3、定义Hash算法
在这里使用了区块链当中常用的一种算法,就是SHA256。
SHA-256
安全散列算法SHA(Secure Hash Algorithm)是美国国家安全局 (NSA) 设计,美国国家标准与技术研究院(NIST) 发布的一系列密码散列函数,包括 SHA-1、SHA-224、SHA-256、SHA-384 和 SHA-512 等变体。主要适用于数字签名标准(DigitalSignature Standard DSS)里面定义的数字签名算法(Digital Signature Algorithm DSA)。SHA-1已经不是那边安全了,google和微软都已经弃用这个加密算法。为此,我们使用热门的比特币使用过的算法SHA-256作为实例。其它SHA算法,也可以按照这种模式进行使用。
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//定义hash算法 SHA256 hasing
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func calculateHash(block Block) string {
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//strconv.Itoa 将整数转换为十进制字符串形式(即:FormatInt(i, 10) 的简写)
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record := strconv.Itoa(block.Index) + block.Timestamp + strconv.Itoa(block.BPM) + block.PrevHash
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h := sha256.New() //创建一个Hash对象
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h.Write([]byte(record)) //h.Write写入需要哈希的内容
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hashed := h.Sum(nil) //h.Sum添加额外的[]byte到当前的哈希中,一般不是经常需要这个操作
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return hex.EncodeToString(hashed)
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}
4、生成块
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//生成块block
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func genarateBlock(oldBlock Block, BPM int) (Block, error) {
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var newBlock Block
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t := time.Now()
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newBlock.Index = oldBlock.Index + 1
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newBlock.Timestamp = t.String()
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newBlock.BPM = BPM
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newBlock.PrevHash = oldBlock.Hash
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newBlock.Hash = calculateHash(newBlock)
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return newBlock, nil //此处error为后期完善复杂业务时留用,(可以省略)
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}
5、校验块
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//验证块,查看是否被篡改
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func isBlockValid(newBlock Block, oldBlock Block) bool {
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if newBlock.Index != oldBlock.Index+1 {
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return false
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}
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if newBlock.PrevHash != oldBlock.Hash {
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return false
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}
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if calculateHash(newBlock) != newBlock.Hash {
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return false
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}
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return true
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}
6、确定主链
类似于以太坊,当由于“巧合”,在同一时间生成新块的情况下,可能产生两条链的情况,出现了分支,再进行后一次计算时,以最长的链为主链,其它成为分链或者支链。以太坊将分链上生成的块block称为叔块。
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//判断链长最长的作为正确的链进行覆盖(作为主链)
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func replaceChain(newBlocks []Block) {
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if len(newBlocks) > len(Blockchain) {
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Blockchain = newBlocks
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}
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}
到此,生成链的主要逻辑基本实现,接下来,就开始构建Web Server。
7、构建Web Server
(1)设置路由
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func makeMuxRouter() http.Handler {
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muxRouter := mux.NewRouter()
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muxRouter.HandleFunc("/", handleGetBlockchain).Methods("GET")
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muxRouter.HandleFunc("/", handleWriteBlock).Methods("POST")
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return muxRouter
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}
handleGetBlockchain:处理GET请求,查询所有块信息
handleWriteBlock:添加新块Block,POST请求
返回“/”路径的路由,实现后通过http://localhost:8080 进行访问即可
(2)定义Message
在这里定义Message类,实现的一个逻辑就是,添加新块时,使用POST请求,传入BPM脉搏信息来创建区块。
先看一下效果,可以使用PostMan工具发送Post请求。
传输的参数为JSON格式,{“BPM”:30 }
(3)handleGetBlockchain
查询所有区块信息
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func handleGetBlockchain(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
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//json.MarshalIndent() - 格式化输出json
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bytes, err := json.MarshalIndent(Blockchain, "", "\t")
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if err != nil {
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http.Error(w, err.Error(), http.StatusInternalServerError)
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return
-
}
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io.WriteString(w, string(bytes))
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}
(4)定义输出时,格式化json的方法
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//响应json格式化封装
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func respondWithJson(w http.ResponseWriter, r *http.Request, code int, payload interface{}) {
-
reponse, err := json.MarshalIndent(payload, "", "\t")
-
if err != nil {
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w.WriteHeader(http.StatusInternalServerError) //响应错误状态码
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w.Write([]byte("HTTP 500: Internal Server Error")) //响应错误内容
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return
-
}
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w.WriteHeader(code)
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w.Write(reponse)
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}
(5)handleWriteBlock
创建新区块Block,并返回创建Block的信息
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func handleWriteBlock(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
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w.Header().Set("Content-Type", "application/json")
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var m Message
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decoder := json.NewDecoder(r.Body)
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if err := decoder.Decode(&m); err != nil {
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respondWithJson(w, r, http.StatusBadRequest, r.Body)
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return
-
}
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defer r.Body.Close()
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oldBlock := Blockchain[len(Blockchain)-1]
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mutex.Lock()
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newBlock, err := genarateBlock(oldBlock, m.BPM)
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if err != nil {
-
log.Println("newBlock create failed", err.Error())
-
}
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mutex.Unlock()
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if isBlockValid(newBlock, oldBlock) {
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Blockchain = append(Blockchain, newBlock) //将新建的块block加入
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spew.Dump(Blockchain) //调试使用,将结构打印到控制台
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}
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respondWithJson(w, r, http.StatusCreated, newBlock)
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}
(6)编写配置端口文件(.env)
在项目根路径下创建一个prop.env(文件后缀为.env即可),编写文件内容以KEY=VALUE的形式
PORT = 8080
在这里需要注意的一点,就是,项目路径必须在GOPATH下。
(7)接着,就可以写web运行程序了
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var mutex = &sync.Mutex{} //用于确保线程安全的Lock
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func run() error {
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mux := makeMuxRouter() //编写路由
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httpAddr := os.Getenv("PORT")
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log.Println("Listening on", os.Getenv("PORT"))
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s := &http.Server{
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Addr: ":" + httpAddr,
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Handler: mux,
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ReadTimeout: time.Second * 10,
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WriteTimeout: time.Second * 10,
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MaxHeaderBytes: 1 << 20,
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}
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if err := s.ListenAndServe(); err != nil {
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return err
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}
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return nil
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}
(8)创建主程序
在主程序当中,构建第一个创世块 genesisBlock。
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//建立主程序入口
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func main() {
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err := godotenv.Load("example.env") //读取根目录中的.env文件
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if err != nil {
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log.Fatal(err)
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}
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go func() {
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t := time.Now()
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genesisBlock := Block{} //创世块的创建,第一个块生成
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genesisBlock = Block{0, t.String(), 0, calculateHash(genesisBlock), ""}
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spew.Dump(genesisBlock)
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mutex.Lock()
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Blockchain = append(Blockchain, genesisBlock)
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mutex.Unlock()
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}()
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log.Fatal(run())
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}
8、运行程序
使用 go run block.go 命令
浏览器访问:localhost:8080
创建新块Block,POST请求(上文提到),再次查询
再次添加
再次查询