Pelaksanaan storan blockchain dan struktur data (ditulis dalam bahasa Go)

Dengan perkembangan berterusan dan kemajuan masyarakat manusia, data telah menjadi bahagian yang amat diperlukan dalam kehidupan kita. Sepanjang beberapa dekad yang lalu, kami telah mencipta sejumlah besar data, termasuk teks, imej, audio dan video. Data ini memainkan peranan penting dalam kehidupan kita, membolehkan kita bekerja dan bermain dengan lebih cekap. Walau bagaimanapun, disebabkan volum dan kerumitan data yang besar, kaedah penyimpanan data tradisional mungkin menghadapi beberapa cabaran, seperti keselamatan data, skalabiliti dan kemampanan. Untuk menyelesaikan masalah ini, dalam beberapa tahun kebelakangan ini, jenis teknologi penyimpanan data baharu - storan blockchain - telah mula menarik perhatian orang ramai.

Storan Blockchain ialah teknologi storan data teragih yang menggunakan nod pengkomputeran teragih untuk mengurus dan menyimpan data secara bersama. Nod pengkomputeran ini biasanya diselenggara oleh orang atau organisasi yang berbeza, dan ia memastikan keselamatan dan kebolehpercayaan data melalui algoritma yang kompleks. Berbanding dengan teknologi storan data terpusat tradisional, storan blockchain adalah lebih selamat, telus dan terpencar.

Walau bagaimanapun, menyedari storan blokchain bukanlah tugas yang mudah Ia memerlukan menyelesaikan banyak masalah teknikal, seperti struktur data, algoritma penyulitan, penghantaran rangkaian, dll. Bahasa Go ialah bahasa pengaturcaraan yang cekap, berskala dan mudah ditulis Ia telah menjadi salah satu bahasa pilihan untuk melaksanakan storan blockchain. Dalam artikel ini, kami akan memperkenalkan secara terperinci cara menggunakan bahasa Go untuk melaksanakan storan blockchain dan meneroka teknologi utama dan struktur datanya.

1. Struktur data

Inti storan blockchain ialah senarai terpaut yang terdiri daripada berbilang blok data Setiap blok data mengandungi rujukan kepada blok data sebelumnya dan cincang data semasa. Nilai harapan. Senarai terpaut ini dipanggil blockchain, iaitu struktur data yang hanya boleh bergerak ke hadapan dan tidak boleh diubah suai atau dipadamkan. Berikut ialah definisi struktur data blockchain yang mudah:

type Block struct {
    Index       int
    Timestamp   int64
    Data        []byte
    PrevHash    []byte
    CurrentHash []byte
}

Antaranya, Indeks mewakili kedudukan blok data semasa dalam senarai terpaut, Cap Waktu mewakili masa penciptaan blok data semasa, dan Data mewakili yang sebenar. data blok data semasa PrevHash mewakili nilai cincang blok data sebelumnya, dan CurrentHash mewakili nilai cincang blok data semasa. Nilai cincang bagi blok data sebelumnya ialah PrevHash bagi blok data semasa, dan nilai cincang bagi blok data semasa ialah CurrentHash bagi blok data semasa. Dengan cara ini, ia dijamin bahawa setiap blok data sepadan dengan blok data sebelumnya, sekali gus memastikan integriti dan keselamatan senarai terpaut.

2. Algoritma penyulitan

Untuk memastikan keselamatan dan kebolehpercayaan storan rantaian blok, algoritma penyulitan yang berkuasa perlu digunakan untuk menyulitkan dan mengesahkan data. SHA256 ialah algoritma penyulitan yang sangat baik yang cekap, selamat dan boleh dipercayai. Dalam bahasa Go, anda boleh menggunakan pakej crypto/sha256 untuk melaksanakan algoritma penyulitan SHA256, contohnya:

func calculateHash(block Block) []byte {
    record := string(block.Index) + string(block.Timestamp) + string(block.Data) + string(block.PrevHash)
    h := sha256.New()
    h.Write([]byte(record))
    hash := h.Sum(nil)
    return hash
}

Antaranya, fungsi calculateHash mengira nilai cincang bagi blok data yang diberikan dan mengembalikan hasilnya. Secara khusus, ia menukar semua medan blok data itu menjadi rentetan dan menggabungkannya bersama-sama untuk membentuk rekod. Kemudian, gunakan algoritma SHA256 untuk mengira nilai cincang rekod, dan akhirnya mengembalikan hasilnya.

3. Penghantaran rangkaian

Memandangkan storan blockchain memerlukan penggunaan berbilang nod pengkomputeran untuk menyelenggara dan menyimpan data secara bersama, protokol penghantaran rangkaian yang berkesan diperlukan untuk penghantaran dan penyegerakan data. Dalam bahasa Go, anda boleh menggunakan pakej bersih dan pakej rpc untuk melaksanakan penghantaran rangkaian, contohnya:

type Server int

func (s *Server) PushBlock(block Block, result *bool) error {
    // 将数据块加入区块链
    return nil
}

func main() {
    var server Server
    rpc.Register(&server)
    listener, err := net.Listen("tcp", ":12345")
    if err != nil {
        log.Fatal("Listen error:", err)
    }
    for {
        conn, err := listener.Accept()
        if err != nil {
            log.Fatal("Accept error:", err)
        }
        go rpc.ServeConn(conn)
    }
}

Antaranya, fungsi PushBlock ialah fungsi RPC yang digunakan untuk menambah blok data yang diberikan pada blokchain. . Fungsi ini menggunakan penunjuk Boolean untuk mewakili hasil operasi dan mengembalikan objek ralat. Dalam fungsi utama, mulakan perkhidmatan dengan mendaftarkan objek Pelayan dan mendengar port yang ditentukan. Setiap kali pelanggan menyambung ke pelayan, gunakan fungsi rpc.ServeConn untuk menyampaikannya. Dengan cara ini, penyegerakan dan perkongsian data boleh dicapai melalui penghantaran rangkaian.

4. Ringkasan

Storan rantaian sekatan ialah teknologi penting yang mempunyai kelebihan keselamatan, ketelusan dan desentralisasi. Bahasa Go ialah bahasa pengaturcaraan yang cekap, berskala dan mudah ditulis Ia telah menjadi salah satu bahasa pilihan untuk melaksanakan storan blok. Dalam artikel ini, kami memperkenalkan struktur data teras, algoritma penyulitan dan teknologi penghantaran rangkaian storan rantaian blok, dan menulis kod yang berkaitan menggunakan bahasa Go. Sudah tentu, sebagai tambahan, terdapat banyak teknologi utama lain, seperti algoritma konsensus, kontrak pintar, dll., yang juga perlu diterokai dan dilaksanakan dengan lebih lanjut.

Atas ialah kandungan terperinci Pelaksanaan storan blockchain dan struktur data (ditulis dalam bahasa Go). Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!