区块链游戏源码分析（Go语言200行写区块链源代码详解）_政策解读

区块链游戏源码分析（Go语言200行写区块链源代码详解）

Github上有一个Repo，是一个使用Go语言（golang），不到200行代码写的区块链源代码，准确的说是174行。原作者起了个名字是 Code your own blockchain in less than 200 lines of Go! 而且作者也为此写了一篇文章。https://medium.com/@mycoralhealth/code-your-own-blockchain-in-less-than-200-lines-of-go-e296282bcffc

这篇文章是一个大概的思路和代码的实现，当然还有很多代码的逻辑没有涉及，所以我就针对这不到200行的代码进行一个分析，包含原文章里没有涉及到的知识点，对Go语言，区块链都会有一个更深的认识。

所有的源代码都在这里：https://github.com/nosequeldeebee/blockchain-tutorial/blob/master/main.go

import("crypto/sha256""encoding/hex""encoding/json""io""log""net/http""os""strconv""sync""time""github.com/davecgh/go-spew/spew""github.com/gorilla/mux""github.com/joho/godotenv")

在源代码的开头，是作者引入的一些包，有标准的，也有第三方的。像sha256，hex这些标准包是为了sha-256编码用的，其他还有启动http服务，打印日志的log，并发控制的sync，时间戳的time。

第三方包有三个，其中两个我都详细介绍过，相信大家不会陌生。

go-spew是一个变量结构体的调试利器，可以打印出变量结构体对应的数据和结构，调试非常方便

gorilla/mux是一个web路由服务，可以很简单的帮我们构建web服务。

不过目前用gin的比较多，也推荐使用gin https://github.com/gin-gonic/gin。

godotenv是一个读取配置文章的库，可以让我们读取.env格式的配置文件，比如从配置文件里读取IP、PORT等。不过目前配置文件还是推荐YAML和TOML，对应的第三方库是：

gopkg.in/yaml.v21https://github.com/BurntSushi/toml

既然要写一个区块链，那么肯定的有一个区块的实体，我们通过golang的struct来实现。

//Blockrepresentseach'item'intheblockchaintypeBlockstruct{IndexintTimestampstringBPMintHashstringPrevHashstring}

Block里包含几个字段：

Index 就是Block的顺序索引

Timestamp是生成Block的时间戳

BPM，作者说代表心率，每分钟心跳数

Hash是通过sha256生成的散列值，对整个Block数据的Hash

PrevHash 上一个Block的Hash，这样区块才能连在一起构成区块链

有了区块Block了，那么区块链就非常好办了。

//BlockchainisaseriesofvalidatedBlocksvarBlockchain[]Block

就是这么简单，一个Block数组就是一个区块链。区块链的构成关键在于Hash和PrevHash，通过他们一个个串联起来，就是一串Block，也就是区块链。因为相互之间通过Hash和PrevHash进行关联，所以整个链很难被篡改，链越长被篡改的成本越大，因为要把整个链全部改掉才能完成篡改的目的，这样的话，其他节点验证这次篡改肯定是不能通过的。

既然关键点在于Hash，所以我们要先算出来一个Block的数据的Hash，也就是对Block里的字段进行Hash，计算出一个唯一的Hash值。

//SHA256hasingfunccalculateHash(blockBlock)string{record:=strconv.Itoa(block.Index)+block.Timestamp+strconv.Itoa(block.BPM)+block.PrevHashh:=sha256.New()h.Write([]byte(record))hashed:=h.Sum(nil)returnhex.EncodeToString(hashed)}

sha256是golang内置的sha256的散列标准库，可以让我们很容易的生成对应数据的散列值。从源代码看，是把Block的所有字段进行字符串拼接，然后通过sha256进行散列，散列的数据再通过hex.EncodeToString转换为16进制的字符串，这样就得到了我们常见的sha256散列值,类似这样的字符串8d969eef6ecad3c29a3a629280e686cf0c3f5d5a86aff3ca12020c923adc6c92。

Block的散列值被我们计算出来了，Block的Hash和PrevHash这两个字段搞定了，那么我们现在就可以生成一个区块了，因为其他几个字段都是可以自动生成的。

//createanewblockusingpreviousblock'shashfuncgenerateBlock(oldBlockBlock,BPMint)Block{varnewBlockBlockt:=time.Now()newBlock.Index=oldBlock.Index+1newBlock.Timestamp=t.String()newBlock.BPM=BPMnewBlock.PrevHash=oldBlock.HashnewBlock.Hash=calculateHash(newBlock)returnnewBlock}

因为区块链是顺序相连的，所以我们在生成一个新的区块的时候，必须知道上一个区块，也就是源代码里的oldBlock。另外一个参数BPM就是我们需要在区块里存储的数据信息了，这里作者演示的例子是心率，我们可以换成其他业务中想要的数据。

Index是上一个区块的Index+1，保持顺序；Timestamp通过time.Now()可以得到；Hash通过calculateHash方法计算出来。这样我们就生成了一个新的区块。

在这里作者并没有使用POW（工作量证明）这类算法来生成区块，而是没有任何条件的，这里主要是为了模拟区块的生成，演示方便。

区块可以生成了，但是生成的区块是否可信，我们还得对他进行校验，不能随便生成一个区块。在比特币(BitCoin)中校验比较复杂，这里作者采用了简单模拟的方式。

//makesureblockisvalidbycheckingindex,andcomparingthehashofthepreviousblockfuncisBlockValid(newBlock,oldBlockBlock)bool{ifoldBlock.Index+1!=newBlock.Index{returnfalse}ifoldBlock.Hash!=newBlock.PrevHash{returnfalse}ifcalculateHash(newBlock)!=newBlock.Hash{returnfalse}returntrue}

简单的对比Index,Hash是否是正确的，并且重新计算了一遍Hash，防止被篡改。

到了这里，关于区块链的代码已经全部完成了，剩下的就是把区块链的生成、查看等包装成一个Web服务，可以通过API、浏览器访问查看。因为作者这里没有实现P2P网络，所以采用的是WEB服务的方式。

//createhandlersfuncmakeMuxRouter()http.Handler{muxRouter:=mux.NewRouter()muxRouter.HandleFunc("/",handleGetBlockchain).Methods("GET")muxRouter.HandleFunc("/",handleWriteBlock).Methods("POST")returnmuxRouter}

通过mux定义了两个Handler，URL都是/,但是对应的Method是不一样的。

GET方法通过handleGetBlockchain函数实现，用于获取区块链的信息。

funchandleGetBlockchain(whttp.ResponseWriter,r*http.Request){bytes,err:=json.MarshalIndent(Blockchain,"","")iferr!=nil{http.Error(w,err.Error(),http.StatusInternalServerError)return}io.WriteString(w,string(bytes))}

Blockchain是一个[]Block，handleGetBlockchain函数的作用是把Blockchain格式化为JSON字符串，然后显示出来。io.WriteString是一个很好用的函数，可以往Writer里写入字符串。更多参考 Go语言实战笔记（十九）| Go Writer 和 Reader

'POST'方法通过handleWriteBlock函数实现，用于模拟区块的生成。

funchandleWriteBlock(whttp.ResponseWriter,r*http.Request){w.Header().Set("Content-Type","application/json")//使用了一个Mesage结构体，更方便的存储BPMvarmsgMessage//接收请求的数据信息,类似{"BPM":60}这样的格式decoder:=json.NewDecoder(r.Body)iferr:=decoder.Decode(&msg);err!=nil{respondWithJSON(w,r,http.StatusBadRequest,r.Body)return}deferr.Body.Close()//控制并发，生成区块链，并且校验mutex.Lock()prevBlock:=Blockchain[len(Blockchain)-1]newBlock:=generateBlock(prevBlock,msg.BPM)//校验区块链ifisBlockValid(newBlock,prevBlock){Blockchain=append(Blockchain,newBlock)spew.Dump(Blockchain)}mutex.Unlock()//返回新的区块信息respondWithJSON(w,r,http.StatusCreated,newBlock)}

以上代码我进行了注释，便于理解。主要是通过POST发送一个{"BPM":60}格式的BODY来添加区块，如果格式正确，那么就生成区块进行校验，合格了就加入到区块里；如果格式不对，那么返回错误信息。

用于控制并发的锁可以参考Go语言实战笔记（十七）| Go 读写锁

这个方法里有个Message结构体，主要是为了便于操作方便。

//MessagetakesincomingJSONpayloadforwritingheartratetypeMessagestruct{BPMint}

返回的JSON信息，也被抽取成了一个函数respondWithJSON，便于公用。

funcrespondWithJSON(whttp.ResponseWriter,r*http.Request,codeint,payloadinterface{}){response,err:=json.MarshalIndent(payload,"","")iferr!=nil{w.WriteHeader(http.StatusInternalServerError)w.Write([]byte("HTTP500:InternalServerError"))return}w.WriteHeader(code)w.Write(response)}

好了，快完成了,以上Web的Handler已经好了，现在我们要启动我们的Web服务了。

//webserverfuncrun()error{mux:=makeMuxRouter()//从配置文件里读取监听的端口httpPort:=os.Getenv("PORT")log.Println("HTTPServerListeningonport:",httpPort)s:=&http.Server{Addr:":"+httpPort,Handler:mux,ReadTimeout:10*time.Second,WriteTimeout:10*time.Second,MaxHeaderBytes:1<<20,}iferr:=s.ListenAndServe();err!=nil{returnerr}returnnil}

和原生的http.Server基本一样，应该比较好理解。mux其实也是一个Handler，这就是整个Handler处理链。现在我们就差一个main主函数来启动我们整个程序了。

//控制并发的锁varmutex=&sync.Mutex{}funcmain(){//加载env配置文件err:=godotenv.Load()iferr!=nil{log.Fatal(err)}//开启一个goroutine生成一个创世区块gofunc(){t:=time.Now()genesisBlock:=Block{}genesisBlock=Block{0,t.String(),0,calculateHash(genesisBlock),""}spew.Dump(genesisBlock)mutex.Lock()Blockchain=append(Blockchain,genesisBlock)mutex.Unlock()}()log.Fatal(run())}

整个main函数并不太复杂，主要就是加载env配置文件，开启一个go协程生成一个创世区块并且添加到区块链的第一个位置，然后就是通过run函数启动Web服务。

一个区块链都有一个创世区块，也就是第一个区块。有了第一个区块我们才能添加第二个，第三个，第N个区块。创世区块因为是第一个区块，所以它是没有PrevHash的。

终于可以运行了，假设我们设置的PORT是8080,现在我们通过go run main.go启动这个简易的区块链程序，就可以看到控制台输出的创世区块信息。然后我们通过浏览器打开http://localhost:8080也可以看到这个区块链的信息，里面只有一个创世区块。

如果我们要新增一个区块，通过curl或者postman，向http://localhost:8080 发送body格式为{"BPM":60}的POST的信息即可。然后在通过浏览器访问http://localhost:8080查看区块链信息，验证是否已经添加成功。

到这里，整个源代码的分析已经完了，我们看下这个简易的区块链涉及到多少知识：

sha256散列

字节到16进制转换

并发同步锁

Web服务

配置文件

后向式链表

结构体

JSON

……

关键词: 区块链

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