通過本文，你将可以使用Go建立自己的區塊鍊、了解哈希函數是如何保持區塊鍊的完整性、掌握如何創造并添加新的塊、實作多個節點通過競争生成塊、通過浏覽器來檢視整個鍊、了解所有其他關于區塊鍊的基礎知識。
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但是，文章中将不會涉及工作量證明算法（PoW）以及權益證明算法（PoS）這類的共識算法，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後續文章中補上。
開發環境
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：
~$ go get github.com/davecgh/go-spew/spew
spew
可以幫助我們在終端中中直接檢視 struct 和 slice 這兩種資料結構。
~$ go get github.com/gorilla/mux
Gorilla 的
mux
包非常流行， 我們用它來寫 web handler。
~$ go get github.com/joho/godotenv
godotenv
可以幫助我們讀取項目根目錄中的
.env
配置檔案，這樣就不用将 http端口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。之後的大部分工作都圍繞這個檔案，開始寫代碼吧！
導入依賴包
我們将所有的依賴包以聲明的方式導入進去：
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"
)
資料模型
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：
type Block struct {
Index int
Timestamp string
BPM int
Hash string
PrevHash string
}
- 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
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：
散列和生成新塊
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：
func calculateHash(block Block) string {
record := string(block.Index) + block.Timestamp + string(block.BPM) + block.PrevHash
h := sha256.New()
h.Write([]byte(record))
hashed := h.Sum(nil)
return hex.EncodeToString(hashed)
}
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。接下來我們就能編寫一個生成塊的函數：
func generateBlock(oldBlock Block, BPM int) (Block, error) {
var newBlock Block
t := time.Now()
newBlock.Index = oldBlock.Index +
newBlock.Timestamp = t.String()
newBlock.BPM = BPM
newBlock.PrevHash = oldBlock.Hash
newBlock.Hash = calculateHash(newBlock)
return newBlock, nil
}
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。
校驗塊
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：
func isBlockValid(newBlock, oldBlock Block) bool {
if oldBlock.Index != newBlock.Index {
return false
}
if oldBlock.Hash != newBlock.PrevHash {
return false
}
if calculateHash(newBlock) != newBlock.Hash {
return false
}
return true
}
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：
func replaceChain(newBlocks []Block) {
if len(newBlocks) > len(Blockchain) {
Blockchain = newBlocks
}
}
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！
Web 服務
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：
func run() error {
mux := makeMuxRouter()
httpAddr := os.Getenv("ADDR")
log.Println("Listening on ", os.Getenv("ADDR"))
s := &http.Server{
Addr: ":" + httpAddr,
Handler: mux,
ReadTimeout: * time.Second,
WriteTimeout: * time.Second,
MaxHeaderBytes: << ,
}
if err := s.ListenAndServe(); err != nil {
return err
}
return nil
}
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。
func makeMuxRouter() http.Handler {
muxRouter := mux.NewRouter()
muxRouter.HandleFunc("/", handleGetBlockchain).Methods("GET")
muxRouter.HandleFunc("/", handleWriteBlock).Methods("POST")
return muxRouter
}
GET 請求的 handler：
func handleGetBlockchain(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
bytes, err := json.MarshalIndent(Blockchain, "", " ")
if err != nil {
http.Error(w, err.Error(), http.StatusInternalServerError)
return
}
io.WriteString(w, string(bytes))
}
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：
type Message struct {
BPM int
}
再看看 handler 的實作：
func handleWriteBlock(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
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()
newBlock, err := generateBlock(Blockchain[len(Blockchain)-], m.BPM)
if err != nil {
respondWithJSON(w, r, http.StatusInternalServerError, m)
return
}
if isBlockValid(newBlock, Blockchain[len(Blockchain)-]) {
newBlockchain := append(Blockchain, newBlock)
replaceChain(newBlockchain)
spew.Dump(Blockchain)
}
respondWithJSON(w, r, http.StatusCreated, newBlock)
}
我們的 POST 請求體中可以使用上面定義的 payload，比如：
{"BPM":}
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：
func respondWithJSON(w http.ResponseWriter, r *http.Request, code int, payload interface{}) {
response, err := json.MarshalIndent(payload, "", " ")
if err != nil {
w.WriteHeader(http.StatusInternalServerError)
w.Write([]byte("HTTP 500: Internal Server Error"))
return
}
w.WriteHeader(code)
w.Write(response)
}
快要大功告成了。
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：
func main() {
err := godotenv.Load()
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
go func() {
t := time.Now()
genesisBlock := Block{, t.String(), , "", ""}
spew.Dump(genesisBlock)
Blockchain = append(Blockchain, genesisBlock)
}()
log.Fatal(run())
}
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。
哦耶！完成了
可以從這裡獲得完整的代碼：Github repo
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。
總結
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！
原文：180行go代碼讓你徹底了解區塊鍊是什麼