go语言搭建一条简易的区块链-01-区块和链的基础结构

先定义块和链的基础结构，目前不包含交易、账户等信息。

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*block

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block.go
包含的功能：
1. block的数据结构(包括header,和body的数据结构)

• block结构包括：Header,Body
• Header结构包括：父hash(ParentHash)、产生块的节点的地址(Coinbase)、区块产生的时间戳(Timestamp)、区块hash(Blockhash)、区块号(Number)、额外信息(Extradata)
• Body结构包括：预留字段。第一版还没有包含交易等信息进去。

2. 计算block的hash方法-SetHash

• 组装的参数：ParentHash，Timestamp，Number，Extradata
• 将block中的已有字段的string类型数据拼接起来，转为byte，通过keccak256算法crypto.Keccak256Hash得到Hash

3. 创建新区块函数-NewBlock

• 参数:传入header和body
• 组装区块
• 计算当前块生成的时间戳
• 计算块的hash，返回block

4. 创建genesisblock函数-NewGenesisBlock

• 第一版先定义一个块为创世块。内容先在方法里设置好
• 返回block

1. block的数据结构(包括header,和body的数据结构)

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type Header struct {
    ParentHash string //父hash
    Coinbase   []byte //miner
    Timestamp  int64  //区块产生的时间戳
    Blockhash  string //区块hash
    Number     int    //区块号
    Extradata  []byte //额外信息
    //todo:difficulty\gaslimit\gasused\nonce\totaldifficulty
    //todo:uncle\stateroot\Txhash\receipthash\bloom\
}

//body先预留一个字段
type Body struct {
    body []byte
}
type Block struct {
    header *Header
    // transactions Transactions
    body *Body
}

2. 计算block的hash方法-SetHash

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将block中的已有字段拼接起来，转为byte，通过keccak256算法得到Hash值

//计算Blockhash
//将block中的已有字段拼接起来，转为byte，通过keccak256算法得到Hash值
//组装的参数为每个参数的string类型：ParentHash，Timestamp，Number，Extradata
func (block *Block) SetHash() string {
    header := block.header
    record := string(header.Extradata) + strconv.FormatInt(header.Timestamp, 10) + strconv.Itoa(header.Number) + header.ParentHash
    recordbyte := []byte(record)
    h := crypto.Keccak256Hash(recordbyte).String() //转为commonhash
    return h
}

3. 创建新区块函数-NewBlock

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//生成新区块
//TODO：body中的tx等作为参数传入
func NewBlock(header *Header, body *Body) *Block {
    b := &Block{header: CopyHeader(header), body: body}
    b.header.Timestamp = time.Now().Unix()
    b.header.Blockhash = b.SetHash()
    return b
}

4. 创建genesisblock函数-NewGenesisBlock

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//genesisblock
//todo，通过文件形式传入genesisblock
func NewGenesisBlock() *Block {
    header := &Header{}
    body := &Body{}
    b := &Block{header: header, body: body}
    b.header.Extradata = []byte("Genesis Block")
    b.header.Coinbase = nil
    b.header.Number = 0
    b.header.ParentHash = nil
    b.header.Timestamp = 1535706356
    b.header.Blockhash = b.SetHash()
    Logger.Infoln("block", b)

    return b
}

5. 处理header函数

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//处理header,防止修改头变量出现其他影响

func CopyHeader(header *Header) *Header {
    copyhead := *header
    if len(copyhead.Extradata) > 0 {
        copyhead.Extradata = make([]byte, len(header.Extradata))
        copy(copyhead.Extradata, header.Extradata)
    }
    return &copyhead
}

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*blockchain

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定义完区块的一些基础结构，可以开始定义基础链中的一些信息
blockchain.go
包含的功能：
1. blockchain的数据结构

• 是一个block数组

2. 初始化一条新区块链函数-NewBlockchain

• 定义BlockChain类型的链对象
• 将创世块作为链的第一个数组对象加进去

3. 向链中添加区块方法-AddBlock

• block对象
• 当前区块的ParentHash，将区块链中的上一个块的Blockhash赋值给当前区块的ParentHash
• 当前区块的块Number，在区块链中的上一个区块的Number基础上+1
• 返回block

1. blockchain的数据结构

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是一个block数组

//blockchain结构
//是一个block数组
type BlockChain struct {
    blocks []*Block
}

2. 初始化一条新区块链函数-NewBlockchain

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//启动一条区块链
func NewBlockchain() *BlockChain {
    return &BlockChain{[]*Block{NewGenesisBlock()}}
}

3. 向链中添加区块方法-AddBlock

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向链中添加区块

//向区块链中添加区块
//
func (bc *BlockChain) AddBlock(header *Header, body *Body) {
    prevBlock := bc.blocks[len(bc.blocks)-1]
    header.ParentHash = prevBlock.header.Blockhash
    header.Number = prevBlock.header.Number + 1
    newBlock := NewBlock(header, body)
    bc.blocks = append(bc.blocks, newBlock)

}

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*main函数

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main.go
主要实现功能：

• 添加两个区块
• 打印区块链中的区块信息

• 注： 这里的log用的是自己内部使用的一个包。可以用别的log包替换，不影响，只是为了规范输出的日志内容。

package main

import (
    mylog "mylog2"
    "time"
)

var Logger *mylog.SimpleLogger

//注释1
func main() {
    Logger = mylog.NewSimpleLogger("XChain-Go")
    Logger.Infoln("版本信息GitVersion:", GitVersion, ",BuildDate:", BuildDate)
    //初始化一条链
    bc := NewBlockchain()
    //构造两个区块
    header1 := &Header{}
    header2 := &Header{}
    body1 := &Body{}
    body2 := &Body{}
    header1.Extradata = []byte("sender 1btc to alice")
    header2.Extradata = []byte("sender 1btc to bob")
    //添加两个区块
    bc.AddBlock(header1, body1)
    time.Sleep(time.Second)
    bc.AddBlock(header2, body2)
    //打印链中的区块信息
    for _, block := range bc.blocks {
        Logger.Infoln("------------Block", block.header.Number, "--------------------")
        Logger.Infoln("prevhash:", block.header.ParentHash)
        Logger.Infoln("data:", string(block.header.Extradata))
        Logger.Infoln("Blockhash: ", block.header.Blockhash)
        Logger.Infoln("blocknumber: ", block.header.Number)
        Logger.Infoln("Timestamp： ", timeformat(block.header.Timestamp))
    }
}
func timeformat(unixtimestamp int64) string {
    time := time.Unix(unixtimestamp, 0)
    timeformat := time.Format("Mon Jan _2 15:04:05 MST 2006")
    return timeformat
}