区块链区块的作用是打包链上产生的交易,可以说交易是区块链至关重要的一个组成部分.在区块链中,交易一旦被创建，就没有任何人能够再去修改或是删除它.
关于交易的结构,可以参照以前的这篇:比特币源码研读(3)数据结构-交易Transaction
我们之前定义的区块结构简单地用一个字符串描述交易内容,今后将正式用新的结构来表示交易:
type Block struct {
//1.区块高度
Height int64
//2.上一个区块HAsh
PrevBlockHash []byte
//3.交易数据
//Data []byte //只前简单地对交易的描述
Txs [] *Transaction //Transaction结构数组表示交易
//4.时间戳
Timestamp int64
//5.Hash
Hash []byte
//6.Nonce 符合工作量证明的随机数
Nonce int64
}
Transaction结构
type Transaction struct {
//1.交易哈希值
TxHAsh []byte
//2.交易输入
Vins []*TXInput
//3.交易输出
Vouts []*TXOutput
}
TXInput
type TXInput struct {
//交易ID 引用上一笔交易输出作为输入
TxHash []byte
//存储TXOutput在Vout里的索引
Vout int
//数字签名 暂时可理解为用户名
ScriptSig string
}
交易输入作为本次交易的消费源,输入来源于之前交易的输出.如上,TxHash是引用的上一笔输出所在的交易的交易哈希;Vout是该输出在相应交易中的输出索引;ScriptSig,可以暂时理解为用户名,表示哪一个用户拥有这一笔输入.ScriptSig的设定是为了保证用户只能话费自己名下的代币.
TXOutput
type TXOutput struct {
//面值
Value int64
//暂时理解为用户名
ScriptPubKey string
}
这里的交易输出就是上面交易输入里引用的输出.Value是该输出的面值,ScriptPubKey暂时理解为用户名,表示谁将拥有这笔输出.
了解比特币的人都知道,交易输出是一个完整的不可分割的结构.什么意思呢?就是我们在引用TXOutput,必须全部引用,不能仅仅使用其一部分.举个简单的🌰:
假如你有一个25btc的TXOutput,你需要花费10btc.这个交易的过程并不是:你花费了25btc中的10btc,你的原有TXOutput依旧有15btc的余额.真正的过程是,你花费了整个原有的TXOutput,由于消费额不匹配,这里会产生一个15btc的找零.消费的结果是:你25btc的TXOutput被话费已不复存在,系统重新为你生成一个15btc面值的TXOutput.这两个TXOutput是完全不同的两个对象!!!
CoinbaseTransaction
我们知道,当矿工成功挖到一个区块时会获得一笔奖励.那么这笔奖励是怎么交付到矿工账户的.这就有赖于一笔叫做创币交易的交易.
创币交易是区块内的第一笔交易,它负责将系统产生的奖励给挖出区块的矿工.由于它并不是普通意义上的转账,所以交易输入里并不需要引用任何一笔交易输出.
//创建创币交易
func NewCoinbaseTransaction(address string) *Transaction {
//交易输入 由于区块第一笔交易其实没有输入，所以交易哈希传空，TXOutput索引传-1，签名随你
txInput := &TXInput{
[]byte{},
-1,
"CoinbaseTransaction",
}
//交易输出 产生一笔奖励给挖矿者address
txOutput := &TXOutput{25, address}
txCoinbase := &Transaction{
[]byte{}, //暂时将交易哈希置空
[]*TXInput{txInput},
[]*TXOutput{txOutput},
}
//交易哈希的计算
txCoinbase.HashTransactions()
return txCoinbase
}
HashTransactions
//将交易信息转换为字节数组
func (tx *Transaction) HashTransactions() {
//交易信息序列化
var result bytes.Buffer
encoder := gob.NewEncoder(&result)
err := encoder.Encode(tx)
if err != nil {
log.Panic(err)
}
//设置hash
txHash := sha256.Sum256(result.Bytes())
tx.TxHAsh = txHash[:]
}
NewBlock改动
//1.创建新的区块
func NewBlock(txs []*Transaction, height int64, prevBlockHash []byte) *Block {
//创建区块
block := &Block{
Height: height,
PrevBlockHash: prevBlockHash,
Txs: txs,
Timestamp: time.Now().Unix(),
Hash: nil,
Nonce: 0}
//调用工作量证明返回有效的Hash
pow := NewProofOfWork(block)
hash, nonce := pow.Run()
block.Hash = hash[:]
block.Nonce = nonce
fmt.Printf("\r######%d-%x\n", nonce, hash)
return block
}
CreateBlockchainWithGensisBlock改动
//1.创建创世区块
func CreateBlockchainWithGensisBlock(address string) {
//判断数据库是否存在
if IsDBExists(dbName) {
fmt.Println("创世区块已存在...")
os.Exit(1)
//创建并打开数据库
db, err := bolt.Open(dbName, 0600, nil)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
var block *Block
err = db.View(func(tx *bolt.Tx) error {
b := tx.Bucket([]byte(blockTableName))
if b != nil {
hash := b.Get([]byte(newestBlockKey))
block = DeSerializeBlock(b.Get(hash))
fmt.Printf("\r######%d-%x\n", block.Nonce, hash)
}
return nil
})
if err != nil {
log.Panic(err)
}
os.Exit(1)
}
fmt.Println("正在创建创世区块...")
//创建并打开数据库
db, err := bolt.Open(dbName, 0600, nil)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
err = db.Update(func(tx *bolt.Tx) error {
b, err := tx.CreateBucket([]byte(blockTableName))
if err != nil {
log.Panic(err)
}
if b != nil {
//创币交易
txCoinbase := NewCoinbaseTransaction(address)
//创世区块
gensisBlock := CreateGenesisBlock([]*Transaction{txCoinbase})
//存入数据库
err := b.Put(gensisBlock.Hash, gensisBlock.Serialize())
if err != nil {
log.Panic(err)
}
//存储最新区块hash
err = b.Put([]byte(newestBlockKey), gensisBlock.Hash)
if err != nil {
log.Panic(err)
}
}
return nil
})
//更新数据库失败
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
}
POW/prepareData改动
添加交易后,POW挖矿时也必须相应地把交易信息考虑进去.这里需要改动prepareData方法
//拼接区块属性，返回字节数组
func (pow *ProofOfWork) prepareData(nonce int) []byte {
data := bytes.Join(
[][]byte{
pow.Block.PrevBlockHash,
pow.Block.HashTransactions(),
IntToHex(pow.Block.Timestamp),
IntToHex(int64(targetBits)),
IntToHex(int64(nonce)),
IntToHex(int64(pow.Block.Height)),
},
[]byte{},
)
return data
}
这里POW计算目标哈希并不需要将所有的交易信息拼接,我们只需要将每一个交易的交易哈希拼接起来即可.因为,交易哈希是交易所有信息的哈希值.这样做也能保证交易信息的完整性.所以,我们需要在Block新增一个方法:
//将交易信息转换为字节数组
func (block *Block) HashTransactions() []byte {
var txHashes [][]byte
var txHash [32]byte
for _, tx := range block.Txs {
txHashes = append(txHashes, tx.TxHAsh)
}
txHash = sha256.Sum256(bytes.Join(txHashes, []byte{}))
return txHash[:]
}
Printchain添加交易信息打印
现在,整个交易的数据结构就搭起来了.我们再改动区块链打印方法,将区块的交易信息添加到打印.
//3.X 优化区块链遍历方法
func (blc *Blockchain) Printchain() {
//迭代器
blcIterator := blc.Iterator()
for {
block := blcIterator.Next()
fmt.Println("------------------------------")
fmt.Printf("Height：%d\n", block.Height)
fmt.Printf("PrevBlockHash：%x\n", block.PrevBlockHash)
fmt.Printf("Timestamp：%s\n", time.Unix(block.Timestamp, 0).Format("2006-01-02 03:04:05 PM"))
fmt.Printf("Hash：%x\n", block.Hash)
fmt.Printf("Nonce：%d\n", block.Nonce)
fmt.Println("Txs:")
for _,tx := range block.Txs {
fmt.Printf("%x\n", tx.TxHAsh)
fmt.Println("Vins:")
for _,in := range tx.Vins {
fmt.Printf("txHash:%x\n", in.TxHash)
fmt.Printf("Vout:%d\n", in.Vout)
fmt.Printf("ScriptSig:%s\n\n", in.ScriptSig)
}
fmt.Println("Vouts:")
for _,out := range tx.Vouts {
fmt.Printf("Value:%x\n", out.Value)
fmt.Printf("ScriptPubKey:%x\n\n", out.ScriptPubKey)
}
}
fmt.Println("------------------------------")
var hashInt big.Int
hashInt.SetBytes(block.PrevBlockHash)
if big.NewInt(0).Cmp(&hashInt) == 0 {
break
}
}
}
Main_Test
package main
import (
"chaors.com/LearnGo/publicChaorsChain/part7-transaction-Prototype/BLC"
)
func main() {
cli := BLC.CLI{}
cli.Run()
}
打印创世区块的结果为:
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