使用Golang实现区块链技术

以下是使用Go语言实现一个简单区块链的示例代码。这个示例包含基本的区块链结构、区块创建和区块链验证功能。

package main

import (
	"crypto/sha256"
	"encoding/hex"
	"encoding/json"
	"fmt"
	"time"
)

// Block 结构体表示区块链中的一个区块
type Block struct {
	Index     int    // 区块在链中的位置
	Timestamp string // 区块创建时间戳
	Data      string // 区块存储的数据（例如交易信息）
	PrevHash  string // 前一个区块的哈希值
	Hash      string // 当前区块的哈希值
}

// Blockchain 是一个Block类型的切片，表示整个链
type Blockchain []Block

// calculateHash 计算区块的哈希值
func calculateHash(block Block) string {
	record := fmt.Sprintf("%d%s%s%s", block.Index, block.Timestamp, block.Data, block.PrevHash)
	hash := sha256.Sum256([]byte(record))
	return hex.EncodeToString(hash[:])
}

// generateBlock 创建一个新的区块
func generateBlock(oldBlock Block, data string) Block {
	var newBlock Block

	newBlock.Index = oldBlock.Index + 1
	newBlock.Timestamp = time.Now().String()
	newBlock.Data = data
	newBlock.PrevHash = oldBlock.Hash
	newBlock.Hash = calculateHash(newBlock)

	return newBlock
}

// isBlockValid 检查新区块是否有效
func isBlockValid(newBlock, oldBlock Block) bool {
	if oldBlock.Index+1 != newBlock.Index {
		return false
	}
	if oldBlock.Hash != newBlock.PrevHash {
		return false
	}
	if calculateHash(newBlock) != newBlock.Hash {
		return false
	}
	return true
}

// 主函数演示区块链的创建和添加新区块
func main() {
	// 创建创世区块
	genesisBlock := Block{
		Index:     0,
		Timestamp: time.Now().String(),
		Data:      "Genesis Block",
		PrevHash:  "",
	}
	genesisBlock.Hash = calculateHash(genesisBlock)

	// 初始化区块链并添加创世区块
	blockchain := Blockchain{genesisBlock}
	fmt.Println("Genesis block created:")
	printBlock(genesisBlock)

	// 生成并添加第二个区块
	block2 := generateBlock(blockchain[len(blockchain)-1], "Block 2 Data")
	if isBlockValid(block2, blockchain[len(blockchain)-1]) {
		blockchain = append(blockchain, block2)
		fmt.Println("Block 2 added:")
		printBlock(block2)
	}

	// 生成并添加第三个区块
	block3 := generateBlock(blockchain[len(blockchain)-1], "Block 3 Data")
	if isBlockValid(block3, blockchain[len(blockchain)-1]) {
		blockchain = append(blockchain, block3)
		fmt.Println("Block 3 added:")
		printBlock(block3)
	}

	// 打印整个区块链
	fmt.Println("\nFull Blockchain:")
	printBlockchain(blockchain)
}

// printBlock 以JSON格式打印单个区块
func printBlock(block Block) {
	blockJSON, _ := json.MarshalIndent(block, "", "  ")
	fmt.Println(string(blockJSON))
}

// printBlockchain 打印整个区块链
func printBlockchain(blockchain Blockchain) {
	for _, block := range blockchain {
		printBlock(block)
	}
}

代码说明：

1. Block结构体：定义了区块的基本属性，包括索引、时间戳、数据、前一个区块的哈希和当前区块的哈希。
2. calculateHash函数：使用SHA-256算法计算区块的哈希值，基于区块的索引、时间戳、数据和前一个哈希。
3. generateBlock函数：根据前一个区块和数据生成新的区块，并计算其哈希。
4. isBlockValid函数：验证新区块的有效性，检查索引连续性、前一个哈希匹配和当前哈希的正确性。
5. 主函数：演示了从创世区块开始，逐步添加新区块到区块链的过程，并验证每个区块的有效性。

运行此代码将输出创世区块和后续添加的区块的详细信息，以及整个区块链的结构。这提供了一个基础的区块链实现，可以在此基础上扩展更复杂的功能，如工作量证明（Proof of Work）或分布式网络。