区块链,中心去,何曾着眼看君王?用Go语言实现区块链技术,通过Golang秒懂区块链

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区块链,中心去,何曾着眼看君王?用Go语言实现区块链技术,通过Golang秒懂区块链

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区块链技术并不是什么高级概念,它并不比量子力学、泡利不相容原则、哥德巴赫猜想更难以理解,但却也不是什么类似“时间就是金钱”这种妇孺皆知的浅显道理。区块链其实是一套统筹组织记录的方法论,或者说的更准确一些,一种“去中心化”的组织架构系统。

去中心化

众所周知,任何一个公司、组织、或者是机构,都遵循同一套组织架构原则,那就是“下级服从上级、少数服从多数”原则。而对于区块链技术来说,只遵循这个原则的后半句,那就是“少数服从多数”,不存在“下级服从上级”。

进而言之,在区块链中,根本就没有什么所谓“上级”的概念。

什么是“上级”?

一艘在大海中航行的货船上,一定会有一位船长,游荡在非洲大草原上的狮群里,一定会有一个狮王,同样的,群狼之首,是为头狼,群猴之首,是为猴王。在地球上生活着的群居动物中,你很难找出一种群体是没有“首领”或者是“上级”的。

这就是最朴素的“中心化”概念,绝对中心化系统负责制定系统规则,负责监控系统运作,负责系统未来走向,中心化系统可以是一个个体,也可以由多个个体组成的小群体,中心化系统以外的个体,则没有中心化本身的权力。

换句话说,绝对中心化系统往往会带来一个负面,那就是:信息不对等(asymmetric information)。指在中心化群体中,中心化主体掌握的信息比较充分,往往处于比较有利的地位,而其他信息贫乏的个体,则处于比较不利的地位。

去中心化,就是把绝对中心化这一套拿掉,所有个体都是平等的,所有行为都记录在数据区块中,行为的合法性遵循“少数服从多数”原则。

说白了,就是一个班级里,没有了“老师”的概念,大家都是学生,或者说,大家也都可以是“老师”,每个人都有主导个体行为的能力,而行为的合法性需要所有个体“投票”决定,这就是所谓的去中心化。

区块链(BlockChain)

区块链本质上就是实现上面去中心化组织架构系统的一种容器,或者说的更准确一些,区块链是一种特殊的数据结构。

一个区块链,就和其他基于数组的数据结构一样,由一个一个的区块构成,它可以存储一个数据集,以及一些把区块合并在一起的机制。

区块链有一个显著的特性,就是有序:

下标	区块  
0	第一个区块  
1	第二个区块  
2	第三个区块
复制代码

但是区块链本身是可变的,所以多个区块的逻辑连接成一个序列,通常可以采用指针的形式,指向存储器中前一个区块和后一个区块的网络地址:

下标	区块	上一个下标	下一个下标  
0	第一个区块	-	1  
1	第二个区块	0	2
复制代码

除此之外,每一个区块还存储前一个区块的 Hash。不连续和随机离散的 Hash 非常适合检查数据的完整性,因为如果输入的数据有哪怕一位字符的变化,它产生的 Hash 也将明显不同。说白了就是把具体数据通过哈希算法散列成对应的字符串,这些字符串可以验证区块的合法性:

下标  上一个区块的 Hash 内容  上一个区块   下一个区块  
0   创世块 第一个区块  -   1  
1   哈希    第二个区块 0   2  
2   哈希    第三个区块   2   3
复制代码

需要注意的是,第一个区块是没有上一个区块的Hash值的,也被称之为“创世区块”,这个区块是唯一的,所有通过合法性验证的区块往回追溯,一定可以追溯至创世区块的位置。

也就是说,所有在回溯路线上的区块,都是合法的,没有被篡改过的区块。

具体实现

根据区跨链特点,我们应该先实现区块链中的区块:

type Block struct {  
	Data          string  
	Hash          string  
	PrevBlockHash string  
}
复制代码

这里定义一个结构体,字段有三个,分别存储区块数据,当前区块数据散列后的哈希以及上一个区块数据的哈希。

随后定义加密算法函数:

func Sha256(src string) string {  
	m := sha256.New()  
	m.Write([]byte(src))  
	res := hex.EncodeToString(m.Sum(nil))  
	return res  
}
复制代码

该函数可以将具体数据散列成为hash

接着定义创世区块函数:

func InitBlock(data string) *Block {  
	block := &Block{data, Sha256(data), ""}  
  
	return block  
}
复制代码

创世区块并不存储上一个区块的hash,因为它是开风气之先的区块。

随后声明创建普通区块函数:

func NodeBlock(data string, prevhash string) *Block {  
	block := &Block{data, Sha256(data), prevhash}  
  
	return block  
}
复制代码

该函数负责生成创世区块其后的区块,将会存储之前一个区块的数据hash。

开始创建创世区块:

newblock := InitBlock("创世区块数据")  
  
fmt.Println(newblock)
复制代码

数据返回:

&{创世区块数据 62a034a244fbffbffda75fbe9c0ca7b86e40ce5329c957c180847ed210e1225a }
复制代码

接着声明区块链对象:

blockchain := []*Block{}
复制代码

这里我们使用切片,切片的每一个元素是区块结构体指针。

将创世区块添加到区块链中:

newblock := InitBlock("创世区块数据")  
  
fmt.Println(newblock)  
  
blockchain := []*Block{}  
  
blockchain = append(blockchain, newblock)  
  
fmt.Println(blockchain)
复制代码

程序返回:

&{创世区块数据 62a034a244fbffbffda75fbe9c0ca7b86e40ce5329c957c180847ed210e1225a }  
[0x14000114180]
复制代码

如此,创世区块就“上链”了,接着添加普通区块:

block2 := NodeBlock("第二个区块数据", blockchain[len(blockchain)-1].Hash)  
  
blockchain = append(blockchain, block2)  
  
block3 := NodeBlock("第三个区块数据", blockchain[len(blockchain)-1].Hash)  
  
blockchain = append(blockchain, block3)  
  
fmt.Println(blockchain)
复制代码

每一个普通区块都会存储上一个区块的数据hash,程序返回:

&{创世区块数据 62a034a244fbffbffda75fbe9c0ca7b86e40ce5329c957c180847ed210e1225a }  
[0x1400006e180]  
[0x1400006e180 0x1400006e1e0 0x1400006e210]
复制代码

完整流程:

package main  
  
import (  
	"crypto/sha256"  
	"encoding/hex"  
	"fmt"  
)  
  
type Block struct {  
	Data          string  
	Hash          string  
	PrevBlockHash string  
}  
  
func Sha256(src string) string {  
	m := sha256.New()  
	m.Write([]byte(src))  
	res := hex.EncodeToString(m.Sum(nil))  
	return res  
}  
  
func InitBlock(data string) *Block {  
	block := &Block{data, Sha256(data), ""}  
  
	return block  
}  
  
func NodeBlock(data string, prevhash string) *Block {  
	block := &Block{data, Sha256(data), prevhash}  
  
	return block  
}  
  
func main() {  
  
	newblock := InitBlock("创世区块数据")  
  
	fmt.Println(newblock)  
  
	blockchain := []*Block{}  
  
	blockchain = append(blockchain, newblock)  
  
	fmt.Println(blockchain)  
  
	block2 := NodeBlock("第二个区块数据", blockchain[len(blockchain)-1].Hash)  
  
	blockchain = append(blockchain, block2)  
  
	block3 := NodeBlock("第三个区块数据", blockchain[len(blockchain)-1].Hash)  
  
	blockchain = append(blockchain, block3)  
  
	fmt.Println(blockchain)  
}
复制代码

至此,一个完整的区块链实体结构就完成了。

结语

通过golang实现具体的区块链结构,我们可以看出来,所谓的“去中心化”,并不是字面意义上的去掉中心,而是中心的多元化,任何节点都可以成为中心,任何中心也都不是持久化的,中心对每个节点不具备强制作用,只需要达成“少数服从多数”的共识即可。

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