區塊鏈技術框架&區塊鏈基本原型

一、區塊鏈技術框架

1.區塊鏈的定義

一個分布式的共享賬本和資料庫，

2.區塊鏈的特點

加密貨幣+智能合約，
使用去中心化的分布式網路，有很多個終端，
具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集體維護、公開透明等特點，

3.位元幣和區塊鏈的關系

區塊鏈在2009年誕生，位元幣是基于它的第一個系統，也就是說，區塊鏈是位元幣的底層技術，

4.區塊鏈的核心技術

①分布式存盤
②密碼學技術：哈希演算法、對稱加密、非對稱加密、數字簽名
③智能合約：一個自動擔保賬戶，例如，當特定的條件滿足時，程式就會釋放和轉移資金;智能合約是編程在區塊鏈上的匯編語言,代碼的執行是自動的：要么成功執行，或者所有的狀態變化都撤消
④共識機制：一個預設的規則來指導各方節點在資料處理上達成一致，最開始的是：所有參與的節點通過比拼計算能力來競爭記賬權

二、區塊鏈基本原型

5.呼叫的演算法

sha256演算法：對于任意長度（按bit計算）的訊息，sha256都會產生一個32個位元組長度資料，稱作訊息摘要，當接收到訊息的時候，這個訊息摘要可以用來驗證資料是否發生改變，即驗證其完整性，

6.go語言語法必要介紹

//hello.go檔案
package main

import "fmt"

func main() 
{
    fmt.Println("Hello, World!")
}

運行的命令：go run hello.go
需要注意的是 ‘{ ’不能單獨放在一行，但是下面為了展示得更加清晰，所以做了處理！！！
需要注意的是 ‘{ ’不能單獨放在一行，但是下面為了展示得更加清晰，所以做了處理！！！
需要注意的是 ‘{ ’不能單獨放在一行，但是下面為了展示得更加清晰，所以做了處理！！！

7.目錄

bin：可執行檔案目錄
pkg：包目錄
src：原始碼目錄

8.定義區塊(block)結構體

type Block struct 
{
	Timestamp      int64           //時間戳：區塊創建的時間
	Data           []byte		   //區塊包含的資料
	PrevBlockHash  []byte		   //前一個區塊的哈希值
	Hash           []byte		   //區塊自身的哈希值，用于校驗區塊資料有效
}

9.自定義方法：創建一個區塊

// NewBlock 初始化，創建一個新區塊
func NewBlock(data string,prevBlockHash []byte) *Block 
{
	block :=&Block
	{
		Timestamp: time.Now().Unix(),
		Data: []byte(data),
		//前一個區塊哈希值為空
		PrevBlockHash: prevBlockHash,Hash: []byte{}
	}
	//設定哈希值
	block.SetHash()
	return block
}

10.自定義方法：設定哈希值

// SetHash 設定哈希值
func (b *Block) SetHash()  
{
	//把時間戳轉成位元組陣列
	timestamp :=[]byte(strconv.FormatInt(b.Timestamp,10))
	//所有的位元組連在一起
	headers :=bytes.Join([][]byte{b.PrevBlockHash,b.Data,timestamp},[]byte{})
	//做校驗，sha256演算法
	hash :=sha256.Sum256(headers)
	
	b.Hash=hash[:]
}

11.定義區塊鏈（blockchain）陣列

// Blockchain 陣列
type Blockchain struct 
{
	Blocks []*Block
}

12.自定義方法：區塊鏈中添加一個區塊

// AddBlock 加入新的block,傳入data，而不是區塊
func (bc *Blockchain) AddBlock(data string)  
{
	prevBlock :=bc.Blocks[len(bc.Blocks)-1]
	//確保資料沒有被偽造
	newBlock :=NewBlock(data,prevBlock.Hash)
	bc.Blocks =append(bc.Blocks,newBlock)
}

13.自定義方法：創建第一個區塊

func NewGenesisBlock() *Block
 {
	return NewBlock( "Genesis Block",[]byte{})
}

14.自定義方法：創建一個區塊鏈

func NewBlockchain() *Blockchain 
{
	return &Blockchain{Blocks: []*Block{NewGenesisBlock()}}
}

15.main.go檔案

package main
import 
(
	"../core"
	"fmt"
)

func main()  
{
	//初始化區塊鏈，創建第一個區塊
	bc :=core.NewBlockchain()
	bc.AddBlock("Send 1 BTC to Ivan")
	bc.AddBlock("Send 2 more BTC to Ivan")
	//遍歷
	for _,block :=range bc.Blocks
	{
		//前一個區塊的哈希值
		fmt.Printf( "Prev. hash: %x\n",block.PrevBlockHash)
		fmt.Printf( "Data: %s\n",block.Data)
		fmt.Printf( "Hash: %x\n",block.Hash)
		fmt.Println()
	}
		//fmt.Println("Hello, World!")
}

16.block.go檔案

package core

import
 (
	"bytes"
	"crypto/sha256"
	"strconv"
	"time"
)

type Block struct 
{
	Timestamp      int64           
	Data           []byte		   
	PrevBlockHash  []byte		   
	Hash           []byte		   
}

func NewBlock(data string,prevBlockHash []byte) *Block 
{
	block :=&Block
	{
		Timestamp: time.Now().Unix(),
		Data: []byte(data),
		PrevBlockHash: prevBlockHash,Hash: []byte{}
	}
	block.SetHash()
	return block
}

func (b *Block) SetHash()  
{
	timestamp :=[]byte(strconv.FormatInt(b.Timestamp,10))
	headers :=bytes.Join([][]byte{b.PrevBlockHash,b.Data,timestamp},[]byte{})
	hash :=sha256.Sum256(headers)
	b.Hash=hash[:]
}

func NewGenesisBlock() *Block
 {
	return NewBlock( "Genesis Block",[]byte{})
}

17.blockchain.go檔案

package core

type Blockchain struct 
{
	Blocks []*Block
}
func (bc *Blockchain) AddBlock(data string)  
{
	prevBlock :=bc.Blocks[len(bc.Blocks)-1]
	newBlock :=NewBlock(data,prevBlock.Hash)
	bc.Blocks =append(bc.Blocks,newBlock)
}

func NewBlockchain() *Blockchain 
{
	return &Blockchain{Blocks: []*Block{NewGenesisBlock()}}
}

18.運行結果展示

打開終端（如圖or在左下角找到終端or利用快捷鍵Alt+F12)

利用命令執行main.go檔案

19.運行結果解釋：

首先創建了一個區塊鏈：
里面有三個區塊：

1. Prev. hash:
   Data: Genesis Block
   Hash: 4b8a18fbf804e8120bde13bca2f3789ba39c016baf3d7bce770d4b271c952b8e
2. Prev. hash: 4b8a18fbf804e8120bde13bca2f3789ba39c016baf3d7bce770d4b271c952b8e
   Data: Send 1 BTC to Ivan
   Hash: 4f1364f0a2291bf5bc6492af47aa1ead56b655e81857691565a8d0196e0439fc
3. Prev. hash: 4f1364f0a2291bf5bc6492af47aa1ead56b655e81857691565a8d0196e0439fc
   Data: Send 2 more BTC to Ivan
   Hash: 2e8e6b0888a471a942365c51c2c68d8c247d097bad22e69edd6751163a25ff98

20.總結：

	區塊按照插入的順序進行存盤，
	可以通過哈希高效地檢索一個塊，
	區塊鏈中存盤有效資訊的是區塊；而區塊中存盤的實際有效資訊是data，