隻用200行Go代碼寫一個自己的區塊鍊！

“用不到200行 Go 代碼就能實作一個自己的區塊鍊！” 聽起來有意思嗎？有什麼能比開發一個自己的區塊鍊更好的學習實踐方法呢？那我們就一起來實踐下！

因為我們是一家從事醫療健康領域的科技公司，是以我們采用人類平靜時的心跳資料（BPM心率）作為這篇文章中的示例資料。讓我們先來統計一下你一分鐘内的心跳數，然後記下來，這個數字可能會在接下來的内容中用到。

通過本文，你将可以做到：

建立自己的區塊鍊

了解 hash 函數是如何保持區塊鍊的完整性

如何創造并添加新的塊

多個節點如何競争生成塊

通過浏覽器來檢視整個鍊

所有其他關于區塊鍊的基礎知識

但是，對于比如工作量證明算法（PoW）以及權益證明算法（PoS）這類的共識算法文章中将不會涉及。同時為了讓你更清楚得檢視區塊鍊以及塊的添加，我們将網絡互動的過程簡化了，關于 P2P 網絡比如“全網廣播”這個過程等内容将在下一篇文章中補上。

我們假設你已經具備一點 Go 語言的開發經驗。在安裝和配置 Go 開發環境後之後，我們還要擷取以下一些依賴：

spew 可以幫助我們在 console 中直接檢視 struct 和 slice 這兩種資料結構。

Gorilla 的 mux 包非常流行， 我們用它來寫 web handler。

godotenv 可以幫助我們讀取項目根目錄中的 .env 配置檔案，這樣我們就不用将 http port 之類的配置寫死進代碼中了。比如像這樣：

接下來，我們建立一個 main.go 檔案。之後我們的大部分工作都圍繞這個檔案，讓我開始編碼吧！

我們将所有的依賴包以聲明的方式導入進去：

接着我們來定義一個結構體，它代表組成區塊鍊的每一個塊的資料模型：

Index 是這個塊在整個鍊中的位置

Timestamp 顯而易見就是塊生成時的時間戳

Hash 是這個塊通過 SHA256 算法生成的散列值

PrevHash 代表前一個塊的 SHA256 散列值

BPM 每分鐘心跳數，也就是心率。還記得文章開頭說到的嗎？

接着，我們再定義一個結構表示整個鍊，最簡單的表示形式就是一個 Block 的 slice：

我們使用雜湊演算法（SHA256）來确定和維護鍊中塊和塊正确的順序，確定每一個塊的 PrevHash 值等于前一個塊中的 Hash 值，這樣就以正确的塊順序建構對外連結：

我們為什麼需要散列？主要是兩個原因：

在節省空間的前提下去唯一辨別資料。散列是用整個塊的資料計算得出，在我們的例子中，将整個塊的資料通過 SHA256 計算成一個定長不可僞造的字元串。

維持鍊的完整性。通過存儲前一個塊的散列值，我們就能夠確定每個塊在鍊中的正确順序。任何對資料的篡改都将改變散列值，同時也就破壞了鍊。以我們從事的醫療健康領域為例，比如有一個惡意的第三方為了調整“人壽險”的價格，而修改了一個或若幹個塊中的代表不健康的 BPM 值，那麼整個鍊都變得不可信了。

我們接着寫一個函數，用來計算給定的資料的 SHA256 散列值：

這個 calculateHash 函數接受一個塊，通過塊中的 Index，Timestamp，BPM，以及 PrevHash 值來計算出 SHA256 散列值。接下來我們就能便攜一個生成塊的函數：

其中，Index 是從給定的前一塊的 Index 遞增得出，時間戳是直接通過 time.Now() 函數來獲得的，Hash 值通過前面的 calculateHash 函數計算得出，PrevHash 則是給定的前一個塊的 Hash 值。

搞定了塊的生成，接下來我們需要有函數幫我們判斷一個塊是否有被篡改。檢查 Index 來看這個塊是否正确得遞增，檢查 PrevHash 與前一個塊的 Hash 是否一緻，再來通過 calculateHash 檢查目前塊的 Hash 值是否正确。通過這幾步我們就能寫出一個校驗函數：

除了校驗塊以外，我們還會遇到一個問題：兩個節點都生成塊并添加到各自的鍊上，那我們應該以誰為準？這裡的細節我們留到下一篇文章，這裡先讓我們記住一個原則：始終選擇最長的鍊。

通常來說，更長的連結清單示它的資料（狀态）是更新的，是以我們需要一個函數

能幫我們将本地的過期的鍊切換成最新的鍊：

到這一步，我們基本就把所有重要的函數完成了。接下來，我們需要一個友善直覺的方式來檢視我們的鍊，包括資料及狀态。通過浏覽器檢視 web 頁面可能是最合适的方式！

我猜你一定對傳統的 web 服務及開發非常熟悉，是以這部分你肯定一看就會。

借助 Gorilla/mux 包，我們先寫一個函數來初始化我們的 web 服務：

其中的端口号是通過前面提到的 .env 來獲得，再添加一些基本的配置參數，這個 web 服務就已經可以 listen and serve 了！

接下來我們再來定義不同 endpoint 以及對應的 handler。例如，對“/”的 GET 請求我們可以檢視整個鍊，“/”的 POST 請求可以建立塊。

GET 請求的 handler：

為了簡化，我們直接以 JSON 格式傳回整個鍊，你可以在浏覽器中通路 localhost:8080 或者 127.0.0.1:8080 來檢視（這裡的8080就是你在 .env 中定義的端口号 ADDR）。

POST 請求的 handler 稍微有些複雜，我們先來定義一下 POST 請求的 payload：

再看看 handler 的實作：

我們的 POST 請求體中可以使用上面定義的 payload，比如：

還記得前面我們寫的 generateBlock 這個函數嗎？它接受一個“前一個塊”參數，和一個 BPM 值。POST handler 接受請求後就能獲得請求體中的 BPM 值，接着借助生成塊的函數以及校驗塊的函數就能生成一個新的塊了！

除此之外，你也可以：

使用spew.Dump 這個函數可以以非常美觀和友善閱讀的方式将 struct、slice 等資料列印在控制台裡，友善我們調試。

測試 POST 請求時，可以使用 POSTMAN 這個 chrome 插件，相比 curl它更直覺和友善。

POST 請求處理完之後，無論建立塊成功與否，我們需要傳回用戶端一個響應：

接下來，我們把這些關于區塊鍊的函數，web 服務的函數“組裝”起來：

這裡的 genesisBlock （創世塊）是 main 函數中最重要的部分，通過它來初始化區塊鍊，畢竟第一個塊的 PrevHash 是空的。

你們可以從這裡獲得完整的代碼：Github repo[1]

讓我們來啟動它：

在終端中，我們可以看到 web 伺服器啟動的日志資訊，并且列印出了創世塊的資訊：

接着我們打開浏覽器，通路 localhost:8080 這個位址，我們可以看到頁面中展示了目前整個區塊鍊的資訊（當然，目前隻有一個創世塊）：

接着，我們再通過 POSTMAN 來發送一些 POST 請求：

重新整理剛才的頁面，現在的鍊中多了一些塊，正是我們剛才生成的，同時你們可以看到，塊的順序和散列值都正确。

剛剛我們完成了一個自己的區塊鍊，雖然很簡單（陋），但它具備塊生成、散列計算、塊校驗等基本能力。接下來你就可以繼續深入的學習區塊鍊的其他重要知識，比如工作量證明、權益證明這樣的共識算法，或者是智能合約、Dapp、側鍊等等。

目前這個實作中不包括任何 P2P 網絡的内容，我們會在下一篇文章中補充這部分内容，當然，我們鼓勵你在這個基礎上自己實踐一遍！

作    者： Coral Health