35.Golang实现区块链

版权声明：忠于祖国，忠于人民 https://blog.csdn.net/boss2967/article/details/83278605

1.block.go

package main

import (
	"time"
	"bytes"
	"encoding/binary"
	"log"
	"encoding/gob"
	"crypto/sha256"
)

//0. 定义结构
type Block struct {
	//1.版本号
	Version uint64
	//2. 前区块哈希
	PrevHash []byte
	//3. Merkel根（梅克尔根， 
	MerkelRoot []byte
	//4. 时间戳
	TimeStamp uint64
	//5. 难度值
	Difficulty uint64
	//6. 随机数，也就是挖矿要找的数据
	Nonce uint64

	//a. 当前区块哈希,正常比特币区块中没有当前区块的哈希 
	Hash []byte
	//b. 数据
	//Data []byte
	//真实的交易数组
	Transactions []*Transaction
}

//1. 补充区块字段
//2. 更新计算哈希函数
//3. 优化代码

//实现一个辅助函数，功能是将uint64转成[]byte
func Uint64ToByte(num uint64) []byte {
	var buffer bytes.Buffer

	err := binary.Write(&buffer, binary.BigEndian, num)
	if err != nil {
		log.Panic(err)
	}

	return buffer.Bytes()
}

//2. 创建区块
func NewBlock(txs []*Transaction, prevBlockHash []byte) *Block {
	block := Block{
		Version:    00,
		PrevHash:   prevBlockHash,
		MerkelRoot: []byte{},
		TimeStamp:  uint64(time.Now().Unix()),
		Difficulty: 0, // 
		Nonce:      0, //同上
		Hash:       []byte{},
		//Data:       []byte(data),
		Transactions: txs,
	}

	block.MerkelRoot = block.MakeMerkelRoot()

	//block.SetHash()
	//创建一个pow对象
	pow := NewProofOfWork(&block)
	//查找随机数，不停的进行哈希运算
	hash, nonce := pow.Run()

	//根据挖矿结果对区块数据进行更新 
	block.Hash = hash
	block.Nonce = nonce

	return &block
}

//序列化
func (block *Block) Serialize() []byte {
	var buffer bytes.Buffer

	//- 使用gob进行序列化（编码）得到字节流
	//1. 定义一个编码器
	//2. 使用编码器进行编码
	encoder := gob.NewEncoder(&buffer)
	err := encoder.Encode(&block)
	if err != nil {
		log.Panic("编码出错!")
	}

	//fmt.Printf("编码后的小明：%v\n", buffer.Bytes())

	return buffer.Bytes()
}

//反序列化
func Deserialize(data []byte) Block {

	decoder := gob.NewDecoder(bytes.NewReader(data))

	var block Block
	//2. 使用解码器进行解码
	err := decoder.Decode(&block)
	if err != nil {
		log.Panic("解码出错!", err)
	}

	return block
}

/*
//3. 生成哈希
func (block *Block) SetHash() {
	//var blockInfo []byte
	//1. 拼装数据
	/*
	blockInfo = append(blockInfo, Uint64ToByte(block.Version)...)
	blockInfo = append(blockInfo, block.PrevHash...)
	blockInfo = append(blockInfo, block.MerkelRoot...)
	blockInfo = append(blockInfo, Uint64ToByte(block.TimeStamp)...)
	blockInfo = append(blockInfo, Uint64ToByte(block.Difficulty)...)
	blockInfo = append(blockInfo, Uint64ToByte(block.Nonce)...)
	blockInfo = append(blockInfo, block.Data...)
	*/
/*
tmp := [][]byte{
	Uint64ToByte(block.Version),
	block.PrevHash,
	block.MerkelRoot,
	Uint64ToByte(block.TimeStamp),
	Uint64ToByte(block.Difficulty),
	Uint64ToByte(block.Nonce),
	block.Data,
}

//将二维的切片数组链接起来，返回一个一维的切片
blockInfo := bytes.Join(tmp, []byte{})

//2. sha256
//func Sum256(data []byte) [Size]byte {
hash := sha256.Sum256(blockInfo)
block.Hash = hash[:]
}
*/

//模拟梅克尔根，只是对交易的数据做简单的拼接，而不做二叉树处理！
func (block *Block) MakeMerkelRoot() []byte {
	var info []byte
	//var finalInfo [][]byte
	for _, tx := range block.Transactions {
		//将交易的哈希值拼接起来，再整体做哈希处理
		info = append(info, tx.TXID...)
		//finalInfo = [][]byte{tx.TXID}
	}

	hash := sha256.Sum256(info)
	return hash[:]
}

02.blockchain.go

package main

import (
	"./lib/bolt"
	"log"
	"fmt"
	"bytes"
)

//4. 引入区块链
//使用数据库代替数组

type BlockChain struct {
	//定一个区块链数组
	//blocks []*Block
	db *bolt.DB
	tail []byte //存储最后一个区块的哈希
}

const blockChainDb = "blockChain.db"
const blockBucket = "blockBucket"

//5. 定义一个区块链
func NewBlockChain(address string) *BlockChain {
	//return &BlockChain{
	//	blocks: []*Block{genesisBlock},
	//}
	//最后一个区块的哈希， 从数据库中读出来的
	var lastHash []byte
	//1. 打开数据库
	db, err := bolt.Open(blockChainDb, 0600, nil)
	//defer db.Close()

	if err != nil {
		log.Panic("打开数据库失败！")
	}
	//将要操作数据库（改写）
	db.Update(func(tx *bolt.Tx) error {
		//2. 找到抽屉bucket(如果没有，就创建）
		bucket := tx.Bucket([]byte(blockBucket))
		if bucket == nil {
			//没有抽屉，我们需要创建
			bucket, err = tx.CreateBucket([]byte(blockBucket))
			if err != nil {
				log.Panic("创建bucket(b1)失败")
			}
			//创建一个创世块，并作为第一个区块添加到区块链中
			genesisBlock := GenesisBlock(address)
			//fmt.Printf("genesisBlock :%s\n", genesisBlock)

			//3. 写数据
			//hash作为key， block的字节流作为value，尚未实现
			bucket.Put(genesisBlock.Hash, genesisBlock.Serialize())
			bucket.Put([]byte("LastHashKey"), genesisBlock.Hash)
			lastHash = genesisBlock.Hash

		} else {
			lastHash = bucket.Get([]byte("LastHashKey"))
		}
		return nil
	})

	return &BlockChain{db, lastHash}
}

//定义一个创世块
func GenesisBlock(address string) *Block {
	coinbase := NewCoinbaseTX(address, "大家好")
	return NewBlock([]*Transaction{coinbase}, []byte{})
}

//5. 添加区块
func (bc *BlockChain) AddBlock(txs []*Transaction) {
	//如何获取前区块的哈希呢？？
	db := bc.db         //区块链数据库
	lastHash := bc.tail //最后一个区块的哈希
	db.Update(func(tx *bolt.Tx) error {
		//完成数据添加
		bucket := tx.Bucket([]byte(blockBucket))
		if bucket == nil {
			log.Panic("bucket 不应该为空，请检查!")
		}
		//a. 创建新的区块
		block := NewBlock(txs, lastHash)
		//b. 添加到区块链db中
		//hash作为key， block的字节流作为value
		bucket.Put(block.Hash, block.Serialize())
		bucket.Put([]byte("LastHashKey"), block.Hash)
		//c. 更新一下内存中的区块链
		bc.tail = block.Hash
		return nil
	})
}

func (bc *BlockChain) Printchain() {
	blockHeight := 0
	bc.db.View(func(tx *bolt.Tx) error {
		// Assume bucket exists and has keys
		b := tx.Bucket([]byte("blockBucket"))
		//从第一个key-> value 进行遍历，到最后一个固定的key时直接返回
		b.ForEach(func(k, v []byte) error {
			if bytes.Equal(k, []byte("LastHashKey")) {
				return nil
			}
			block := Deserialize(v)
			//fmt.Printf("key=%x, value=%s\n", k, v)
			fmt.Printf("=============== 区块高度: %d ==============\n", blockHeight)
			blockHeight++
			fmt.Printf("版本号: %d\n", block.Version)
			fmt.Printf("前区块哈希值: %x\n", block.PrevHash)
			fmt.Printf("梅克尔根: %x\n", block.MerkelRoot)
			fmt.Printf("时间戳: %d\n", block.TimeStamp)
			fmt.Printf("难度值(随便写的）: %d\n", block.Difficulty)
			fmt.Printf("随机数 : %d\n", block.Nonce)
			fmt.Printf("当前区块哈希值: %x\n", block.Hash)
			fmt.Printf("区块数据 :%s\n", block.Transactions[0].TXInputs[0].Sig)
			return nil
		})
		return nil
	})
}

//找到指定地址的所有的utxo
func (bc *BlockChain) FindUTXOs(address string) []TXOutput {
	var UTXO []TXOutput
	txs := bc.FindUTXOTransactions(address)
	for _, tx := range txs {
		for _, output := range tx.TXOutputs {
			if address == output.PubKeyHash {
				UTXO = append(UTXO, output)
			}
		}
	}
	return UTXO
}

//根据需求找到合理的utxo
func (bc *BlockChain) FindNeedUTXOs(from string, amount float64) (map[string][]uint64, float64) {
	//找到的合理的utxos集合
	utxos := make(map[string][]uint64)
	var calc float64
	txs := bc.FindUTXOTransactions(from)
	for _, tx := range txs {
		for i, output := range tx.TXOutputs {
			if from == output.PubKeyHash {
				//fmt.Printf("222222")
				//UTXO = append(UTXO, output)
				//fmt.Printf("333333 : %f\n", UTXO[0].Value)
				//找到自己需要的最少的utxo
				//3. 比较一下是否满足转账需求
				//   a. 满足的话，直接返回 utxos, calc
				//   b. 不满足继续统计
				if calc < amount {
					//1. 把utxo加进来，
					//utxos := make(map[string][]uint64)
					//array := utxos[string(tx.TXID)] //确认一下是否可行
					//array = append(array, uint64(i))
					utxos[string(tx.TXID)] = append(utxos[string(tx.TXID)], uint64(i))
					//2. 统计一下当前utxo的总额
					//第一次进来: calc =3,  map[3333] = []uint64{0}
					//第二次进来: calc =3 + 2,  map[3333] = []uint64{0, 1}
					//第三次进来：calc = 3 + 2 + 10， map[222] = []uint64{0}
					calc += output.Value
					//加完之后满足条件了，
					if calc >= amount {
						//break
						fmt.Printf("找到了满足的金额：%f\n", calc)
						return utxos, calc
					}
				} else {
					fmt.Printf("不满足转账金额,当前总额：%f， 目标金额: %f\n", calc, amount)
				}
			}
		}
	}
	return utxos, calc
}

func (bc *BlockChain) FindUTXOTransactions(address string) []*Transaction {
	var txs []*Transaction //存储所有包含utxo交易集合
	//定义一个map来保存消费过的output，key是这个output的交易id，value是这个交易中索引的数组
	//map[交易id][]int64
	spentOutputs := make(map[string][]int64)
	//创建迭代器
	it := bc.NewIterator()
	for {
		//1.遍历区块
		block := it.Next()
		//2. 遍历交易
		for _, tx := range block.Transactions {
			//fmt.Printf("current txid : %x\n", tx.TXID)
		OUTPUT:
		//3. 遍历output，找到和自己相关的utxo(在添加output之前检查一下是否已经消耗过)
		//	i : 0, 1, 2, 3
			for i, output := range tx.TXOutputs {
				//fmt.Printf("current index : %d\n", i)
				//在这里做一个过滤，将所有消耗过的outputs和当前的所即将添加output对比一下
				//如果相同，则跳过，否则添加
				//如果当前的交易id存在于我们已经表示的map，那么说明这个交易里面有消耗过的output
				//map[2222] = []int64{0}
				//map[3333] = []int64{0, 1}
				//这个交易里面有我们消耗过得output，我们要定位它，然后过滤掉
				if spentOutputs[string(tx.TXID)] != nil {
					for _, j := range spentOutputs[string(tx.TXID)] {
						//[]int64{0, 1} , j : 0, 1
						if int64(i) == j {
							//fmt.Printf("111111")
							//当前准备添加output已经消耗过了，不要再加了
							continue OUTPUT
						}
					}
				}
				//这个output和我们目标的地址相同，满足条件，加到返回UTXO数组中
				if output.PubKeyHash == address {
					//重点
					//返回所有包含我的outx的交易的集合
					txs = append(txs, tx)
					//fmt.Printf("333333 : %f\n", UTXO[0].Value)
				} else {
					//fmt.Printf("333333")
				}
			}
			//如果当前交易是挖矿交易的话，那么不做遍历，直接跳过
			if !tx.IsCoinbase() {
				//4. 遍历input，找到自己花费过的utxo的集合(把自己消耗过的标示出来)
				for _, input := range tx.TXInputs {
					//判断一下当前这个input和目标（李四）是否一致，如果相同，说明这个是李四消耗过的output,就加进来
					if input.Sig == address {
						//spentOutputs := make(map[string][]int64)
						//indexArray := spentOutputs[string(input.TXid)]
						//indexArray = append(indexArray, input.Index)
						spentOutputs[string(input.TXid)] = append(spentOutputs[string(input.TXid)], input.Index)
						//map[2222] = []int64{0}
						//map[3333] = []int64{0, 1}
					}
				}
			} else {
				//fmt.Printf("这是coinbase，不做input遍历！")
			}
		}
		if len(block.PrevHash) == 0 {
			break
			fmt.Printf("区块遍历完成退出!")
		}
	}
	return txs
}

03.blockchainiterator.go

package main

import (
	"./lib/bolt"
	"log"
)

type BlockChainIterator struct {
	db *bolt.DB
	//游标，用于不断索引
	currentHashPointer []byte
}


func (bc *BlockChain) NewIterator() *BlockChainIterator {
	return &BlockChainIterator{
		bc.db,
		//最初指向区块链的最后一个区块，随着Next的调用，不断变化
		bc.tail,
	}
}
//迭代器是属于区块链的
//Next方式是属于迭代器的
//1. 返回当前的区块
//2. 指针前移
func (it *BlockChainIterator) Next() *Block {
	var block Block
	it.db.View(func(tx *bolt.Tx) error {
		bucket := tx.Bucket([]byte(blockBucket))
		if bucket == nil {
			log.Panic("迭代器遍历时bucket不应该为空，请检查!")
		}
		blockTmp := bucket.Get(it.currentHashPointer)
		//解码动作
		block = Deserialize(blockTmp)
		//游标哈希左移
		it.currentHashPointer = block.PrevHash
		return nil
	})
	return &block
}

04.cli.go

package main

import (
	"os"
	"fmt"
	"strconv"
)

//这是一个用来接收命令行参数并且控制区块链操作的文件

type CLI struct {
	bc *BlockChain
}

const Usage = `
	printChain               "正向打印区块链"
	printChainR              "反向打印区块链"
	getBalance --address ADDRESS "获取指定地址的余额"
	send FROM TO AMOUNT MINER DATA "由FROM转AMOUNT给TO，由MINER挖矿，同时写入DATA"
	newWallet   "创建一个新的钱包(私钥公钥对)"
	listAddresses "列举所有的钱包地址"
`

//接受参数的动作，我们放到一个函数中

func (cli *CLI) Run() {

	//./block printChain
	//./block addBlock --data "HelloWorld"
	//1. 得到所有的命令
	args := os.Args
	if len(args) < 2 {
		fmt.Printf(Usage)
		return
	}

	//2. 分析命令
	cmd := args[1]
	switch cmd {
	case "printChain":
		fmt.Printf("正向打印区块\n")
		cli.PrinBlockChain()
	case "printChainR":
		fmt.Printf("反向打印区块\n")
		cli.PrinBlockChainReverse()
	case "getBalance":
		fmt.Printf("获取余额\n")
		if len(args) == 4 && args[2] == "--address" {
			address := args[3]
			cli.GetBalance(address)
		}
	case "send":
		fmt.Printf("转账开始...\n")
		if len(args) != 7 {
			fmt.Printf("参数个数错误，请检查！\n")
			fmt.Printf(Usage)
			return
		}
		//./block send FROM TO AMOUNT MINER DATA "由FROM转AMOUNT给TO，由MINER挖矿，同时写入DATA"
		from := args[2]
		to := args[3]
		amount, _ := strconv.ParseFloat(args[4], 64)  
		miner := args[5]
		data := args[6]
		cli.Send(from, to, amount, miner, data)
	case "newWallet":
		fmt.Printf("创建新的钱包...\n")
		cli.NewWallet()
	case "listAddresses":
		fmt.Printf("列举所有地址...\n")
		cli.ListAddresses()
	default:
		fmt.Printf("无效的命令，请检查!\n")
		fmt.Printf(Usage)
	}
}

05.commandLine.go

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

//正向打印
func (cli *CLI) PrinBlockChain() {
	cli.bc.Printchain()
	fmt.Printf("打印区块链完成\n")
}

//反向打印
func (cli *CLI) PrinBlockChainReverse() {
	bc := cli.bc
	//创建迭代器
	it := bc.NewIterator()
	//调用迭代器，返回我们的每一个区块数据
	for {
		//返回区块，左移
		block := it.Next()
		fmt.Printf("===========================\n\n")
		fmt.Printf("版本号: %d\n", block.Version)
		fmt.Printf("前区块哈希值: %x\n", block.PrevHash)
		fmt.Printf("梅克尔根: %x\n", block.MerkelRoot)
		timeFormat := time.Unix(int64(block.TimeStamp), 0).Format("2006-01-02 15:04:05")
		fmt.Printf("时间戳: %s\n", timeFormat)
		fmt.Printf("难度值(随便写的）: %d\n", block.Difficulty)
		fmt.Printf("随机数 : %d\n", block.Nonce)
		fmt.Printf("当前区块哈希值: %x\n", block.Hash)
		fmt.Printf("区块数据 :%s\n", block.Transactions[0].TXInputs[0].Sig)
		if len(block.PrevHash) == 0 {
			fmt.Printf("区块链遍历结束！")
			break
		}
	}
}

func (cli *CLI) GetBalance(address string) {
	utxos := cli.bc.FindUTXOs(address)
	total := 0.0
	for _, utxo := range utxos {
		total += utxo.Value
	}
	fmt.Printf("\"%s\"的余额为：%f\n", address, total)
}

func (cli *CLI) Send(from, to string, amount float64, miner, data string) {
	//fmt.Printf("from : %s\n", from)
	//fmt.Printf("to : %s\n", to)
	//fmt.Printf("amount : %f\n", amount)
	//fmt.Printf("miner : %s\n", miner)
	//fmt.Printf("data : %s\n", data)
	//1. 创建挖矿交易
	coinbase := NewCoinbaseTX(miner, data)
	//2. 创建一个普通交易
	tx := NewTransaction(from, to, amount, cli.bc)
	if tx == nil {
		//fmt.Printf("无效的交易")
		return
	}
	//3. 添加到区块

	cli.bc.AddBlock([]*Transaction{coinbase, tx})
	fmt.Printf("转账成功！")
}

func (cli *CLI) NewWallet() {
	ws := NewWallets()
	address := ws.CreateWallet()
	fmt.Printf("地址：%s\n", address)

}

func (cli *CLI) ListAddresses() {
	ws := NewWallets()
	addresses := ws.ListAllAddresses()
	for _, address := range addresses {
		fmt.Printf("地址：%s\n", address)
	}
}

06.main.go

package main

//import "fmt"

func main() {
	bc := NewBlockChain("张三")
	cli := CLI{bc}
	cli.Run()
}

07proofofwork.go

package main

import (
	"math/big"
	"bytes"
	"crypto/sha256"
	"fmt"
)

//定义一个工作量证明的结构ProofOfWork
//
type ProofOfWork struct {
	//a. block
	block *Block
	//b. 目标值
	//一个非常大数，它有很丰富的方法：比较，赋值方法
	target *big.Int
}

//2. 提供创建POW的函数
//
//- NewProofOfWork(参数)
func NewProofOfWork(block *Block) *ProofOfWork {
	pow := ProofOfWork{
		block: block,
	}

	//我们指定的难度值，现在是一个string类型，需要进行转换
	targetStr := "0000100000000000000000000000000000000000000000000000000000000000"
	//
	//引入的辅助变量，目的是将上面的难度值转成big.int
	tmpInt := big.Int{}
	//将难度值赋值给big.int，指定16进制的格式
	tmpInt.SetString(targetStr, 16)

	pow.target = &tmpInt
	return &pow
}

//
//3. 提供计算不断计算hash的哈数
//
//- Run()

func (pow *ProofOfWork) Run() ([]byte, uint64) {
	//1. 拼装数据（区块的数据，还有不断变化的随机数）
	//2. 做哈希运算
	//3. 与pow中的target进行比较
	//a. 找到了，退出返回
	//b. 没找到，继续找，随机数加1

	var nonce uint64
	block := pow.block
	var hash [32]byte

	fmt.Println("开始挖矿...")
	for {
		//1. 拼装数据（区块的数据，还有不断变化的随机数）
		tmp := [][]byte{
			Uint64ToByte(block.Version),
			block.PrevHash,
			block.MerkelRoot,
			Uint64ToByte(block.TimeStamp),
			Uint64ToByte(block.Difficulty),
			Uint64ToByte(nonce),
			//只对区块头做哈希值，区块体通过MerkelRoot产生影响
			//block.Data,
		}

		//将二维的切片数组链接起来，返回一个一维的切片
		blockInfo := bytes.Join(tmp, []byte{})

		//2. 做哈希运算
		//func Sum256(data []byte) [Size]byte {
		hash = sha256.Sum256(blockInfo)
		//3. 与pow中的target进行比较
		tmpInt := big.Int{}
		//将得到hash数组转换成一个big.int
		tmpInt.SetBytes(hash[:])

		//比较当前的哈希与目标哈希值，如果当前的哈希值小于目标的哈希值，就说明找到了，否则继续找

		//   -1 if x <  y
		//    0 if x == y
		//   +1 if x >  y
		//
		//func (x *Int) Cmp(y *Int) (r int) {
		if tmpInt.Cmp(pow.target) == -1 {
			//a. 找到了，退出返回
			fmt.Printf("挖矿成功！hash : %x, nonce : %d\n", hash, nonce)
			//break
			return hash[:], nonce
		} else {
			//b. 没找到，继续找，随机数加1
			nonce++
		}

	}
	//return []byte("HelloWorld"), 10
}

 

08.transaction.go

package main

import (
	"bytes"
	"encoding/gob"
	"log"
	"crypto/sha256"
	"fmt"
	"go一期/lib/base58"
)

const reward = 50

//1. 定义交易结构
type Transaction struct {
	TXID      []byte     //交易ID
	TXInputs  []TXInput  //交易输入数组
	TXOutputs []TXOutput //交易输出的数组
}

//定义交易输入
type TXInput struct {
	//引用的交易ID
	TXid []byte
	//引用的output的索引值
	Index int64
	//解锁脚本，我们用地址来模拟
	//Sig string

	//真正的数字签名，由r，s拼成的[]byte
	Signature []byte

	//约定，这里的PubKey不存储原始的公钥，而是存储X和Y拼接的字符串，在校验端重新拆分（参考r,s传递）
	//注意，是公钥，不是哈希，也不是地址
	PubKey []byte
}

//定义交易输出
type TXOutput struct {
	//转账金额
	Value float64
	//锁定脚本,我们用地址模拟
	//PubKeyHash string

	//收款方的公钥的哈希，注意，是哈希而不是公钥，也不是地址
	PubKeyHash []byte
}

//由于现在存储的字段是地址的公钥哈希，所以无法直接创建TXOutput，
//为了能够得到公钥哈希，我们需要处理一下，写一个Lock函数
func (output *TXOutput) Lock(address string) {
	//1. 解码
	//2. 截取出公钥哈希：去除version（1字节），去除校验码（4字节）
	addressByte := base58.Decode(address) //25字节
	len := len(addressByte)

	pubKeyHash := addressByte[1:len-4]

	//真正的锁定动作！！！！！
	output.PubKeyHash = pubKeyHash
}

//给TXOutput提供一个创建的方法，否则无法调用Lock
func NewTXOutput(value float64, address string) *TXOutput {
	output := TXOutput{
		Value: value,
	}

	output.Lock(address)
	return &output
}

//设置交易ID
func (tx *Transaction) SetHash() {
	var buffer bytes.Buffer

	encoder := gob.NewEncoder(&buffer)

	err := encoder.Encode(tx)
	if err != nil {
		log.Panic(err)
	}

	data := buffer.Bytes()
	hash := sha256.Sum256(data)
	tx.TXID = hash[:]
}

//实现一个函数，判断当前的交易是否为挖矿交易
func (tx *Transaction) IsCoinbase() bool {
	//1. 交易input只有一个
	//if len(tx.TXInputs) == 1  {
	//	input := tx.TXInputs[0]
	//	//2. 交易id为空
	//	//3. 交易的index 为 -1
	//	if !bytes.Equal(input.TXid, []byte{}) || input.Index != -1 {
	//		return false
	//	}
	//}
	//return true

	if len(tx.TXInputs) == 1 && len(tx.TXInputs[0].TXid) == 0 && tx.TXInputs[0].Index == -1 {
		return true
	}

	return false
}

//2. 提供创建交易方法(挖矿交易)
func NewCoinbaseTX(address string, data string) *Transaction {
	//挖矿交易的特点：
	//1. 只有一个input
	//2. 无需引用交易id
	//3. 无需引用index
	//矿工由于挖矿时无需指定签名，所以这个sig字段可以由矿工自由填写数据，一般是填写矿池的名字
	input := TXInput{[]byte{}, -1, data}
	output := TXOutput{reward, address}

	//对于挖矿交易来说，只有一个input和一output
	tx := Transaction{[]byte{}, []TXInput{input}, []TXOutput{output}}
	tx.SetHash()

	return &tx
}

//创建普通的转账交易
//3. 创建outputs
//4. 如果有零钱，要找零

func NewTransaction(from, to string, amount float64, bc *BlockChain) *Transaction {

	//1. 找到最合理UTXO集合 map[string][]uint64
	utxos, resValue := bc.FindNeedUTXOs(from, amount)

	if resValue < amount {
		fmt.Printf("余额不足，交易失败!")
		return nil
	}

	var inputs []TXInput
	var outputs []TXOutput

	//2. 创建交易输入, 将这些UTXO逐一转成inputs
	//map[2222] = []int64{0}
	//map[3333] = []int64{0, 1}
	for id, indexArray := range utxos {
		for _, i := range indexArray {
			input := TXInput{[]byte(id), int64(i), from}
			inputs = append(inputs, input)
		}
	}

	//创建交易输出
	output := TXOutput{amount, to}
	outputs = append(outputs, output)

	//找零
	if resValue > amount {
		outputs = append(outputs, TXOutput{resValue - amount, from})
	}

	tx := Transaction{[]byte{}, inputs, outputs}
	tx.SetHash()
	return &tx
}

09.wallet.go

package main

import (
	"crypto/ecdsa"
	"crypto/elliptic"
	"crypto/rand"
	"log"
	"crypto/sha256"
	//"golang.org/x/crypto/ripemd160"
	"./lib/ripemd160"
	//"github.com/btcsuite/btcutil/base58"
	"./lib/base58"
)

//这里的钱包时一结构，每一个钱包保存了公钥,私钥对

type Wallet struct {
	//私钥
	Private *ecdsa.PrivateKey
	//PubKey *ecdsa.PublicKey
	// 这里的PubKey不存储原始的公钥，而是存储X和Y拼接的字符串，在校验端重新拆分（参考r,s传递）
	PubKey []byte //
}

//创建钱包
func NewWallet() *Wallet {
	//创建曲线
	curve := elliptic.P256()
	//生成私钥
	privateKey, err := ecdsa.GenerateKey(curve, rand.Reader)
	if err != nil {
		log.Panic()
	}
	//生成公钥
	pubKeyOrig := privateKey.PublicKey
	//拼接X, Y
	pubKey := append(pubKeyOrig.X.Bytes(), pubKeyOrig.Y.Bytes()...)
	return &Wallet{Private: privateKey, PubKey: pubKey}
}

//生成地址
func (w *Wallet) NewAddress() string {
	pubKey := w.PubKey
	rip160HashValue := HashPubKey(pubKey)
	version := byte(00)
	//拼接version
	payload := append([]byte{version}, rip160HashValue...)
	//checksum
	checkCode := CheckSum(payload)
	//25字节数据
	payload = append(payload, checkCode...)
	//go语言有一个库，叫做btcd,这个是go语言实现的比特币全节点源码
	address := base58.Encode(payload)
	return address
}

func HashPubKey(data []byte) []byte {
	hash := sha256.Sum256(data)
	//理解为编码器
	rip160hasher := ripemd160.New()
	_, err := rip160hasher.Write(hash[:])
	if err != nil {
		log.Panic(err)
	}
	//返回rip160的哈希结果
	rip160HashValue := rip160hasher.Sum(nil)
	return rip160HashValue
}

func CheckSum(data []byte) []byte {
	//两次sha256
	hash1 := sha256.Sum256(data)
	hash2 := sha256.Sum256(hash1[:])
	//前4字节校验码
	checkCode := hash2[:4]
	return checkCode
}

10.wallets.go

package main

import (
	"io/ioutil"
	"bytes"
	"encoding/gob"
	"log"
	"crypto/elliptic"
	"os"
)

const walletFile = "wallet.dat"

//定一个 Wallets结构，它保存所有的wallet以及它的地址
type Wallets struct {
	//map[地址]钱包
	WalletsMap map[string]*Wallet
}

//创建方法，返回当前所有钱包的实例
func NewWallets() *Wallets {
	var ws Wallets
	ws.WalletsMap = make(map[string]*Wallet)
	ws.loadFile()
	return &ws
}

func (ws *Wallets) CreateWallet() string {
	wallet := NewWallet()
	address := wallet.NewAddress()

	ws.WalletsMap[address] = wallet

	ws.saveToFile()
	return address
}

//保存方法，把新建的wallet添加进去
func (ws *Wallets) saveToFile() {

	var buffer bytes.Buffer

	//panic: gob: type not registered for interface: elliptic.p256Curve
	gob.Register(elliptic.P256())

	encoder := gob.NewEncoder(&buffer)
	err := encoder.Encode(ws)
	//一定要注意校验！！！
	if err != nil {
		log.Panic(err)
	}

	ioutil.WriteFile(walletFile, buffer.Bytes(), 0600)
}

//读取文件方法，把所有的wallet读出来
func (ws *Wallets) loadFile() {
	//在读取之前，要先确认文件是否在，如果不存在，直接退出
	_, err := os.Stat(walletFile)
	if os.IsNotExist(err) {
		//ws.WalletsMap = make(map[string]*Wallet)
		return
	}

	//读取内容
	content, err := ioutil.ReadFile(walletFile)
	if err != nil {
		log.Panic(err)
	}

	//解码
	//panic: gob: type not registered for interface: elliptic.p256Curve
	gob.Register(elliptic.P256())

	decoder := gob.NewDecoder(bytes.NewReader(content))

	var wsLocal Wallets

	err = decoder.Decode(&wsLocal)
	if err != nil {
		log.Panic(err)
	}

	//ws = &wsLocal
	//对于结构来说，里面有map的，要指定赋值，不要再最外层直接赋值
	ws.WalletsMap = wsLocal.WalletsMap
}

func (ws *Wallets) ListAllAddresses() []string {
	var addresses []string
	//遍历钱包，将所有的key取出来返回
	for address := range ws.WalletsMap {
		addresses = append(addresses, address)
	}

	return addresses
}