Aufbau einer einfachen Blockchain in Golang

In diesem Artikel versuchen wir, den Aufbau einer einfachen Blockchain mit Go Schritt für Schritt zu erklären. Wir behandeln die Grundlagen der Blockstruktur, des Hashings und der Transaktionsvalidierung mit SHA-256, das sicherer als MD5 ist.

Warum sich für Blockchain entscheiden?

Go ist eine effiziente und leicht zu erlernende Sprache, die sich hervorragend für Projekte eignet, bei denen es um Parallelität und Geschwindigkeit geht – beides entscheidend für Blockchain-Implementierungen.

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Blockchain-Grundlagen

Eine Blockchain ist eine Reihe von Blöcken, die durch kryptografische Hashes verbunden sind. Jeder Block enthält:

• Daten: Im Block gespeicherte Informationen, wie Transaktionsdetails.
• Hash: Ein SHA-256-Hash des Blockinhalts.
• Vorheriger Hash: Der Hash des vorherigen Blocks, der Blöcke miteinander verknüpft.
• Nonce: Ein Wert, der beim Mining verwendet wird, um den Hash anzupassen.

Mit diesem Setup stellen wir sicher, dass jeder Block in der Kette eindeutig identifizierbar und manipulationssicher ist.

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Definieren der Blockstruktur

In Go definieren wir jeden Block mit Feldern für Daten, Hash, PrevHash, Nonce und Transaktionen.

type Block struct {
    Hash         string
    Data         string
    PrevHash     string
    Nonce        int
    Transactions []*Transaction
}

Berechnung von SHA-256-Hashes

Um jeden Block zu sichern, verwenden wir SHA-256, um den Hash basierend auf den Daten des Blocks und dem vorherigen Hash zu berechnen.

func (b *Block) ComputeHash() {
    data := b.Data + b.PrevHash
    hash := sha256.Sum256([]byte(data))
    b.Hash = hex.EncodeToString(hash[:])
}

Erstellung des Genesis-Blocks

Der Genesis-Block ist der erste Block in unserer Blockchain, der mit einer einzigartigen „Coinbase“-Transaktion initialisiert wird, um einen Ausgangspunkt festzulegen.

func Genesis() *Block {
    coinbaseTx := &Transaction{Sender: "Coinbase", Receiver: "Genesis", Amount: 0.0}
    return CreateBlock("Genesis Block", "", []*Transaction{coinbaseTx})
}

Strukturierung der Blockchain

Unsere Blockchain besteht aus einer Reihe von Blöcken. Wir initialisieren es mit dem Genesis-Block.

type Blockchain struct {
    Blocks []*Block
}

func InitBlockChain() *Blockchain {
    return &Blockchain{[]*Block{Genesis()}}
}

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Proof-of-Work und Mining

Um Blöcke hinzuzufügen, benötigen wir einen Proof-of-Work-Algorithmus, der einen Hash findet, der eine Zielbedingung erfüllt. Bei diesem Vorgang wird die Nonce erhöht, bis der Hash die Zielschwierigkeit erreicht, um sicherzustellen, dass Blöcke nicht trivial hinzugefügt werden.

Geldbörsen und Transaktionen

Um die Wallet-Funktionalität zu simulieren, generieren wir RSA-Schlüssel zum Signieren und Verifizieren von Transaktionen.

• Wallets erstellen: Jede Wallet hat einen öffentlichen und einen privaten Schlüssel.
• Transaktionen signieren: Transaktionen werden zur Validierung mit dem privaten Schlüssel des Absenders signiert.
• Transaktionen überprüfen: Empfänger können Transaktionen mithilfe des öffentlichen Schlüssels des Absenders überprüfen und so die Authentizität sicherstellen.

Beispiel: Nutzung der Blockchain

So würden wir die Blockchain verwenden:

1. Initialisieren Sie die Blockchain.
2. Erstellen Sie Geldbörsen für Teilnehmer (z. B. Alice und Bob).
3. Transaktionen hinzufügen, mit Alices privatem Schlüssel signieren und einem neuen Block hinzufügen.
4. Zeigen Sie den Inhalt der Blockchain zur Überprüfung an.

type Block struct {
    Hash         string
    Data         string
    PrevHash     string
    Nonce        int
    Transactions []*Transaction
}

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Dieses Projekt deckt die Kernkomponenten der Blockchain ab – Strukturierung, Hashing, Proof-of-Work-Mining und Transaktionsvalidierung mit digitalen Signaturen. Unser SHA-256-Hashing gewährleistet sichere und eindeutige Kennungen für jeden Block, während RSA-basierte Wallets eine grundlegende Transaktionsvalidierung hinzufügen.

Diese Blockchain-Implementierung ist ein vereinfachtes Modell. Um es weiterzuentwickeln, könnten Sie:

• Persistenten Speicher für Blöcke hinzufügen.
• Peer-to-Peer-Netzwerke implementieren.
• Fügen Sie eine ausgefeiltere Validierung für Transaktionen hinzu.

Um die vollständige Implementierung von Grund auf zu sehen, lesen Sie bitte das folgende Repo:

thesaltree / Blockchain-Golang

Blockchain-Implementierung in Golang

Blockchain-Implementierung in Golang

Eine Blockchain-Implementierung in Go, die wesentliche Konzepte der Blockchain-Technologie demonstriert. Dieses Projekt umfasst grundlegende Blockstrukturen, Proof-of-Work-Konsens, kryptografische Transaktionssignierung und Blockverifizierung.

Funktionen

• Blockstruktur: Jeder Block enthält Daten, einen Hash, einen vorherigen Hash-Link, eine Nonce und Transaktionen.
• Proof of Work (PoW): Implementiert ein Proof-of-Work-System unter Verwendung von MD5-Hashing, um die Blockchain-Integrität aufrechtzuerhalten.
• Wallets und Transaktionen: Unterstützt RSA-Schlüsselpaare für Wallets, Transaktionserstellung, Signierung und Verifizierung.
• Genesis-Block: Erstellt automatisch den Genesis-Block (ersten) mit einer Coinbase-Transaktion.
• CLI-Demo: Demonstriert die Erstellung von Blöcken, Transaktionen und die Überprüfung auf der Blockchain.

Installation

Voraussetzungen

• LosVersion 1.16 oder höher.

Einrichtung

• Klonen Sie das Repository:

type Block struct {
    Hash         string
    Data         string
    PrevHash     string
    Nonce        int
    Transactions []*Transaction
}

• Führen Sie das Projekt aus:

func (b *Block) ComputeHash() {
    data := b.Data + b.PrevHash
    hash := sha256.Sum256([]byte(data))
    b.Hash = hex.EncodeToString(hash[:])
}

Auf GitHub ansehen

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonAufbau einer einfachen Blockchain in Golang. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!