区块链,中心去,何曾着眼看君王?用Go语言实现区块链技术,通过Golang秒懂区块链

区块链技术并不是什么高级概念，它并不比量子力学、泡利不相容原则、哥德巴赫猜想更难以理解，但却也不是什么类似“时间就是金钱”这种妇孺皆知的浅显道理。区块链其实是一套统筹组织记录的方法论，或者说的更准确一些，一种“去中心化”的组织架构系统。

去中心化

众所周知，任何一个公司、组织、或者是机构，都遵循同一套组织架构原则，那就是“下级服从上级、少数服从多数”原则。而对于区块链技术来说，只遵循这个原则的后半句，那就是“少数服从多数”，不存在“下级服从上级”。

进而言之，在区块链中，根本就没有什么所谓“上级”的概念。

什么是“上级”？

一艘在大海中航行的货船上，一定会有一位船长，游荡在非洲大草原上的狮群里，一定会有一个狮王，同样的，群狼之首，是为头狼，群猴之首，是为猴王。在地球上生活着的群居动物中，你很难找出一种群体是没有“首领”或者是“上级”的。

这就是最朴素的“中心化”概念，绝对中心化系统负责制定系统规则，负责监控系统运作，负责系统未来走向，中心化系统可以是一个个体，也可以由多个个体组成的小群体，中心化系统以外的个体，则没有中心化本身的权力。

换句话说，绝对中心化系统往往会带来一个负面，那就是：信息不对等（asymmetric information）。指在中心化群体中，中心化主体掌握的信息比较充分，往往处于比较有利的地位，而其他信息贫乏的个体，则处于比较不利的地位。

去中心化，就是把绝对中心化这一套拿掉，所有个体都是平等的，所有行为都记录在数据区块中，行为的合法性遵循“少数服从多数”原则。

说白了，就是一个班级里，没有了“老师”的概念，大家都是学生，或者说，大家也都可以是“老师”，每个人都有主导个体行为的能力，而行为的合法性需要所有个体“投票”决定，这就是所谓的去中心化。

区块链(BlockChain)

区块链本质上就是实现上面去中心化组织架构系统的一种容器，或者说的更准确一些，区块链是一种特殊的数据结构。

一个区块链，就和其他基于数组的数据结构一样，由一个一个的区块构成，它可以存储一个数据集，以及一些把区块合并在一起的机制。

区块链有一个显著的特性，就是有序：

下标	区块
0	第一个区块
1	第二个区块
2	第三个区块

但是区块链本身是可变的，所以多个区块的逻辑连接成一个序列，通常可以采用指针的形式，指向存储器中前一个区块和后一个区块的网络地址：

下标	区块	上一个下标	下一个下标
0	第一个区块	-	1
1	第二个区块	0	2

除此之外，每一个区块还存储前一个区块的 Hash。不连续和随机离散的 Hash 非常适合检查数据的完整性，因为如果输入的数据有哪怕一位字符的变化，它产生的 Hash 也将明显不同。说白了就是把具体数据通过哈希算法散列成对应的字符串，这些字符串可以验证区块的合法性：

下标  上一个区块的 Hash 内容  上一个区块   下一个区块
0   创世块 第一个区块  -   1
1   哈希    第二个区块 0   2
2   哈希    第三个区块   2   3

需要注意的是，第一个区块是没有上一个区块的Hash值的，也被称之为“创世区块”，这个区块是唯一的，所有通过合法性验证的区块往回追溯，一定可以追溯至创世区块的位置。

也就是说，所有在回溯路线上的区块，都是合法的，没有被篡改过的区块。

具体实现

根据区跨链特点，我们应该先实现区块链中的区块：

type Block struct {
	Data          string
	Hash          string
	PrevBlockHash string
}

这里定义一个结构体，字段有三个，分别存储区块数据，当前区块数据散列后的哈希以及上一个区块数据的哈希。

随后定义加密算法函数：

func Sha256(src string) string {
	m := sha256.New()
	m.Write([]byte(src))
	res := hex.EncodeToString(m.Sum(nil))
	return res
}

该函数可以将具体数据散列成为hash

接着定义创世区块函数：

func InitBlock(data string) *Block {
	block := &Block{data, Sha256(data), ""}

	return block
}

创世区块并不存储上一个区块的hash，因为它是开风气之先的区块。

随后声明创建普通区块函数：

func NodeBlock(data string, prevhash string) *Block {
	block := &Block{data, Sha256(data), prevhash}

	return block
}

该函数负责生成创世区块其后的区块，将会存储之前一个区块的数据hash。

开始创建创世区块：

newblock := InitBlock("创世区块数据")

fmt.Println(newblock)

数据返回：

&{创世区块数据 62a034a244fbffbffda75fbe9c0ca7b86e40ce5329c957c180847ed210e1225a }

接着声明区块链对象：

blockchain := []*Block{}

这里我们使用切片，切片的每一个元素是区块结构体指针。

将创世区块添加到区块链中：

newblock := InitBlock("创世区块数据")

fmt.Println(newblock)

blockchain := []*Block{}

blockchain = append(blockchain, newblock)

fmt.Println(blockchain)

程序返回：

&{创世区块数据 62a034a244fbffbffda75fbe9c0ca7b86e40ce5329c957c180847ed210e1225a }
[0x14000114180]

如此，创世区块就“上链”了，接着添加普通区块：

block2 := NodeBlock("第二个区块数据", blockchain[len(blockchain)-1].Hash)

blockchain = append(blockchain, block2)

block3 := NodeBlock("第三个区块数据", blockchain[len(blockchain)-1].Hash)

blockchain = append(blockchain, block3)

fmt.Println(blockchain)

每一个普通区块都会存储上一个区块的数据hash，程序返回：

&{创世区块数据 62a034a244fbffbffda75fbe9c0ca7b86e40ce5329c957c180847ed210e1225a }
[0x1400006e180]
[0x1400006e180 0x1400006e1e0 0x1400006e210]

完整流程：

package main

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

type Block struct {
	Data          string
	Hash          string
	PrevBlockHash string
}

func Sha256(src string) string {
	m := sha256.New()
	m.Write([]byte(src))
	res := hex.EncodeToString(m.Sum(nil))
	return res
}

func InitBlock(data string) *Block {
	block := &Block{data, Sha256(data), ""}

	return block
}

func NodeBlock(data string, prevhash string) *Block {
	block := &Block{data, Sha256(data), prevhash}

	return block
}

func main() {

	newblock := InitBlock("创世区块数据")

	fmt.Println(newblock)

	blockchain := []*Block{}

	blockchain = append(blockchain, newblock)

	fmt.Println(blockchain)

	block2 := NodeBlock("第二个区块数据", blockchain[len(blockchain)-1].Hash)

	blockchain = append(blockchain, block2)

	block3 := NodeBlock("第三个区块数据", blockchain[len(blockchain)-1].Hash)

	blockchain = append(blockchain, block3)

	fmt.Println(blockchain)
}

至此，一个完整的区块链实体结构就完成了。

结语

通过golang实现具体的区块链结构，我们可以看出来，所谓的“去中心化”，并不是字面意义上的去掉中心，而是中心的多元化，任何节点都可以成为中心，任何中心也都不是持久化的，中心对每个节点不具备强制作用，只需要达成“少数服从多数”的共识即可。