首先，感谢Coral Health的《Code your own blockchain in less than 200 lines of Go!》所提供的Go实现简单区块链一文，鉴于本土朋友希望了解区块链的代码实现，且又对英文解读水平较差。本主在此根据原文进行了亲身实践，亲测可行。
那就开始吧。
- 环境准备与开发工具使用，需详细了解，请阅读我之前写的《入门篇》
- 定义区块、区块链
- 定义Hash算法
- 生成块
- 块的校验
- 确定主链（类比以太坊）
- 构建Web Server
1、环境准备
创建block.go文件。除了Go语言环境、开发工具（Goland）的配置、安装之外，本文涉及的代码依赖还需要：
package main import ( "crypto/sha256" "encoding/hex" "encoding/json" "io" "log" "net/http" "os" "time" "github.com/davecgh/go-spew/spew" "github.com/gorilla/mux" "github.com/joho/godotenv" )
对于相应的依赖，使用go get 命令进行下载即可，使用Goland的朋友可以使用alt+Enter神技自动下载
2、定义区块、区块链
type Block struct {
Index int //索引
Timestamp string //时间戳
BPM int //一分钟心跳的频率，脉搏
Hash string //哈希
PrevHash string //前一个哈希
}
var Blockchain []Block //区块链
使用散列来确定并保持块的顺序。通过确保PrevHash每一个Block与Hash前一个相同，Block我们知道构成链的块的正确顺序。
使用散列这种方式的原因有两点：
1、 为了节省空间。哈希值来自块上的所有数据。在例子中，我们只有一些数据点，但如果数量有上千个或上百万个先前块的数据。将这些数据散列到单个SHA256字符串中，散列比一次又一次复制前面块中的所有数据要有效得多。
2、保持区块链的完整性。通过存储之前的哈希，就像我们在上图中所做的那样，我们能够确保区块链中的区块按照正确的顺序排列。（这样还能有效的防止恶意链的出现）
3、定义Hash算法
SHA-256
安全散列算法SHA（Secure Hash Algorithm）是美国国家安全局 （NSA） 设计，美国国家标准与技术研究院（NIST） 发布的一系列密码散列函数，包括 SHA-1、SHA-224、SHA-256、SHA-384 和 SHA-512 等变体。主要适用于数字签名标准（DigitalSignature Standard DSS）里面定义的数字签名算法（Digital Signature Algorithm DSA）。SHA-1已经不是那边安全了，google和微软都已经弃用这个加密算法。为此，我们使用热门的比特币使用过的算法SHA-256作为实例。其它SHA算法，也可以按照这种模式进行使用。
//定义hash算法 SHA256 hasing
func calculateHash(block Block) string {
//strconv.Itoa 将整数转换为十进制字符串形式（即：FormatInt(i, 10) 的简写）
record := strconv.Itoa(block.Index) + block.Timestamp + strconv.Itoa(block.BPM) + block.PrevHash
h := sha256.New() //创建一个Hash对象
h.Write([]byte(record)) //h.Write写入需要哈希的内容
hashed := h.Sum(nil) //h.Sum添加额外的[]byte到当前的哈希中，一般不是经常需要这个操作
return hex.EncodeToString(hashed)
}
4、生成块
//生成块block
func genarateBlock(oldBlock Block, BPM int) (Block, error) {
var newBlock Block
t := time.Now()
newBlock.Index = oldBlock.Index + 1
newBlock.Timestamp = t.String()
newBlock.BPM = BPM
newBlock.PrevHash = oldBlock.Hash
newBlock.Hash = calculateHash(newBlock)
return newBlock, nil //此处error为后期完善复杂业务时留用，（可以省略）
}
5、校验块
//验证块，查看是否被篡改
func isBlockValid(newBlock Block, oldBlock Block) bool {
if newBlock.Index != oldBlock.Index+1 {
return false
}
if newBlock.PrevHash != oldBlock.Hash {
return false
}
if calculateHash(newBlock) != newBlock.Hash {
return false
}
return true
}
6、确定主链
类似于以太坊，当由于“巧合”，在同一时间生成新块的情况下，可能产生两条链的情况，出现了分支，再进行后一次计算时，以最长的链为主链，其它成为分链或者支链。以太坊将分链上生成的块block称为叔块。
//判断链长最长的作为正确的链进行覆盖（作为主链）
func replaceChain(newBlocks []Block) {
if len(newBlocks) > len(Blockchain) {
Blockchain = newBlocks
}
}
到此，生成链的主要逻辑基本实现，接下来，就开始构建Web Server。
7、构建Web Server
（1）设置路由
func makeMuxRouter() http.Handler {
muxRouter := mux.NewRouter()
muxRouter.HandleFunc("/", handleGetBlockchain).Methods("GET")
muxRouter.HandleFunc("/", handleWriteBlock).Methods("POST")
return muxRouter
}
handleGetBlockchain：处理GET请求，查询所有块信息
handleWriteBlock：添加新块Block，POST请求
返回“/”路径的路由，实现后通过http://localhost:8080 进行访问即可
（2）定义Message
在这里定义Message类，实现的一个逻辑就是，添加新块时，使用POST请求，传入BPM脉搏信息来创建区块。
先看一下效果，可以使用PostMan工具发送Post请求。
传输的参数为JSON格式，{“BPM”：30 }
（3）handleGetBlockchain
查询所有区块信息
func handleGetBlockchain(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
//json.MarshalIndent() - 格式化输出json
bytes, err := json.MarshalIndent(Blockchain, "", "\t")
if err != nil {
http.Error(w, err.Error(), http.StatusInternalServerError)
return
}
io.WriteString(w, string(bytes))
}
（4）定义输出时，格式化json的方法
//响应json格式化封装
func respondWithJson(w http.ResponseWriter, r *http.Request, code int, payload interface{}) {
reponse, err := json.MarshalIndent(payload, "", "\t")
if err != nil {
w.WriteHeader(http.StatusInternalServerError) //响应错误状态码
w.Write([]byte("HTTP 500: Internal Server Error")) //响应错误内容
return
}
w.WriteHeader(code)
w.Write(reponse)
}
（5）handleWriteBlock
创建新区块Block，并返回创建Block的信息
func handleWriteBlock(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
w.Header().Set("Content-Type", "application/json")
var m Message
decoder := json.NewDecoder(r.Body)
if err := decoder.Decode(&m); err != nil {
respondWithJson(w, r, http.StatusBadRequest, r.Body)
return
}
defer r.Body.Close()
oldBlock := Blockchain[len(Blockchain)-1]
mutex.Lock()
newBlock, err := genarateBlock(oldBlock, m.BPM)
if err != nil {
log.Println("newBlock create failed", err.Error())
}
mutex.Unlock()
if isBlockValid(newBlock, oldBlock) {
Blockchain = append(Blockchain, newBlock) //将新建的块block加入
spew.Dump(Blockchain) //调试使用，将结构打印到控制台
}
respondWithJson(w, r, http.StatusCreated, newBlock)
}
（6）编写配置端口文件(.env)
在项目根路径下创建一个prop.env（文件后缀为.env即可），编写文件内容以KEY=VALUE的形式
PORT = 8080
在这里需要注意的一点，就是，项目路径必须在GOPATH下。
（7）接着，就可以写web运行程序了
var mutex = &sync.Mutex{} //用于确保线程安全的Lock
func run() error {
mux := makeMuxRouter() //编写路由
httpAddr := os.Getenv("PORT")
log.Println("Listening on", os.Getenv("PORT"))
s := &http.Server{
Addr: ":" + httpAddr,
Handler: mux,
ReadTimeout: time.Second * 10,
WriteTimeout: time.Second * 10,
MaxHeaderBytes: 1 << 20,
}
if err := s.ListenAndServe(); err != nil {
return err
}
return nil
}
（8）创建主程序
在主程序当中，构建第一个创世块 genesisBlock。
//建立主程序入口
func main() {
err := godotenv.Load("example.env") //读取根目录中的.env文件
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
go func() {
t := time.Now()
genesisBlock := Block{} //创世块的创建，第一个块生成
genesisBlock = Block{0, t.String(), 0, calculateHash(genesisBlock), ""}
spew.Dump(genesisBlock)
mutex.Lock()
Blockchain = append(Blockchain, genesisBlock)
mutex.Unlock()
}()
log.Fatal(run())
}
8、运行程序
使用 go run block.go 命令
浏览器访问：localhost:8080
创建新块Block，POST请求（上文提到），再次查询
再次添加
再次查询
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区块链基本实现完成~
后续就可以参与更加复杂的区块链程序编写了，如工作证明PoW，股权证明PoS，智能合约，Dapps，侧链，P2P，网络广播机制，IPFS存储等。
有任何建议或问题，欢迎加微信一起学习交流，欢迎从事IT，热爱IT，喜欢深挖源代码的行业大牛加入，一起探讨。
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