Github上有一个Repo，是一个使用Go语言（golang），不到200行代码写的区块链源代码，准确的说是174行。原作者起了个名字是 Code your own blockchain in less than 200 lines of Go! 而且作者也为此写了一篇文章。https://medium.com/@mycoralhealth/code-your-own-blockchain-in-less-than-200-lines-of-go-e296282bcffc

这篇文章是一个大概的思路和代码的实现，当然还有很多代码的逻辑没有涉及，所以我就针对这不到200行的代码进行一个分析，包含原文章里没有涉及到的知识点，对Go语言，区块链都会有一个更深的认识。

所有的源代码都在这里：https://github.com/nosequeldeebee/blockchain-tutorial/blob/master/main.go

import?(????"crypto/sha256"????"encoding/hex"????"encoding/json"????"io"????"log"????"net/http"????"os"????"strconv"????"sync"????"time"????"github.com/davecgh/go-spew/spew"????"github.com/gorilla/mux"????"github.com/joho/godotenv")

在源代码的开头，是作者引入的一些包，有标准的，也有第三方的。像sha256，hex这些标准包是为了sha-256编码用的，其他还有启动http服务，打印日志的log，并发控制的sync，时间戳的time。

第三方包有三个，其中两个我都详细介绍过，相信大家不会陌生。

go-spew是一个变量结构体的调试利器，可以打印出变量结构体对应的数据和结构，调试非常方便

gorilla/mux是一个web路由服务，可以很简单的帮我们构建web服务。

不过目前用gin的比较多，也推荐使用gin https://github.com/gin-gonic/gin。

godotenv是一个读取配置文章的库，可以让我们读取.env格式的配置文件，比如从配置文件里读取IP、PORT等。不过目前配置文件还是推荐YAML和TOML，对应的第三方库是：

gopkg.in/yaml.v21https://github.com/BurntSushi/toml

既然要写一个区块链，那么肯定的有一个区块的实体，我们通过golang的struct来实现。

//?Block?represents?each?'item'?in?the?blockchaintype?Block?struct?{????Index?????int????Timestamp?string????BPM???????int????Hash??????string????PrevHash??string}

Block里包含几个字段：

Index 就是Block的顺序索引

Timestamp是生成Block的时间戳

BPM，作者说代表心率，每分钟心跳数

Hash是通过sha256生成的散列值，对整个Block数据的Hash

PrevHash 上一个Block的Hash，这样区块才能连在一起构成区块链

有了区块Block了，那么区块链就非常好办了。

//?Blockchain?is?a?series?of?validated?Blocksvar?Blockchain?[]Block

就是这么简单，一个Block数组就是一个区块链。区块链的构成关键在于Hash和PrevHash，通过他们一个个串联起来，就是一串Block，也就是区块链。因为相互之间通过Hash和PrevHash进行关联，所以整个链很难被篡改，链越长被篡改的成本越大，因为要把整个链全部改掉才能完成篡改的目的，这样的话，其他节点验证这次篡改肯定是不能通过的。

既然关键点在于Hash，所以我们要先算出来一个Block的数据的Hash，也就是对Block里的字段进行Hash，计算出一个唯一的Hash值。

//?SHA256?hasingfunc?calculateHash(block?Block)?string?{????record?:=?strconv.Itoa(block.Index)?+?block.Timestamp?+?strconv.Itoa(block.BPM)?+?block.PrevHash????h?:=?sha256.New()????h.Write([]byte(record))????hashed?:=?h.Sum(nil)????return?hex.EncodeToString(hashed)}

sha256是golang内置的sha256的散列标准库，可以让我们很容易的生成对应数据的散列值。从源代码看，是把Block的所有字段进行字符串拼接，然后通过sha256进行散列，散列的数据再通过hex.EncodeToString转换为16进制的字符串，这样就得到了我们常见的sha256散列值,类似这样的字符串8d969eef6ecad3c29a3a629280e686cf0c3f5d5a86aff3ca12020c923adc6c92。

Block的散列值被我们计算出来了，Block的Hash和PrevHash这两个字段搞定了，那么我们现在就可以生成一个区块了，因为其他几个字段都是可以自动生成的。

//?create?a?new?block?using?previous?block's?hashfunc?generateBlock(oldBlock?Block,?BPM?int)?Block?{????var?newBlock?Block????t?:=?time.Now()????newBlock.Index?=?oldBlock.Index?+?1????newBlock.Timestamp?=?t.String()????newBlock.BPM?=?BPM????newBlock.PrevHash?=?oldBlock.Hash????newBlock.Hash?=?calculateHash(newBlock)????return?newBlock}

因为区块链是顺序相连的，所以我们在生成一个新的区块的时候，必须知道上一个区块，也就是源代码里的oldBlock。另外一个参数BPM就是我们需要在区块里存储的数据信息了，这里作者演示的例子是心率，我们可以换成其他业务中想要的数据。

Index是上一个区块的Index+1，保持顺序；Timestamp通过time.Now()可以得到；Hash通过calculateHash方法计算出来。这样我们就生成了一个新的区块。

在这里作者并没有使用POW（工作量证明）这类算法来生成区块，而是没有任何条件的，这里主要是为了模拟区块的生成，演示方便。

区块可以生成了，但是生成的区块是否可信，我们还得对他进行校验，不能随便生成一个区块。在比特币(BitCoin)中校验比较复杂，这里作者采用了简单模拟的方式。

//?make?sure?block?is?valid?by?checking?index,?and?comparing?the?hash?of?the?previous?blockfunc?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}

简单的对比Index,Hash是否是正确的，并且重新计算了一遍Hash，防止被篡改。

到了这里，关于区块链的代码已经全部完成了，剩下的就是把区块链的生成、查看等包装成一个Web服务，可以通过API、浏览器访问查看。因为作者这里没有实现P2P网络，所以采用的是WEB服务的方式。

//?create?handlersfunc?makeMuxRouter()?http.Handler?{????muxRouter?:=?mux.NewRouter()????muxRouter.HandleFunc("/",?handleGetBlockchain).Methods("GET")????muxRouter.HandleFunc("/",?handleWriteBlock).Methods("POST")????return?muxRouter}

通过mux定义了两个Handler，URL都是/,但是对应的Method是不一样的。

GET方法通过handleGetBlockchain函数实现，用于获取区块链的信息。

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))}

Blockchain是一个[]Block，handleGetBlockchain函数的作用是把Blockchain格式化为JSON字符串，然后显示出来。io.WriteString是一个很好用的函数，可以往Writer里写入字符串。更多参考 Go语言实战笔记（十九）| Go Writer 和 Reader

'POST'方法通过handleWriteBlock函数实现，用于模拟区块的生成。

func?handleWriteBlock(w?http.ResponseWriter,?r?*http.Request)?{????w.Header().Set("Content-Type",?"application/json")????//使用了一个Mesage结构体，更方便的存储BPM????var?msg?Message????//接收请求的数据信息,类似{"BPM":60}这样的格式????decoder?:=?json.NewDecoder(r.Body)????if?err?:=?decoder.Decode(&msg);?err?!=?nil?{????????respondWithJSON(w,?r,?http.StatusBadRequest,?r.Body)????????return????}????defer?r.Body.Close()????//控制并发，生成区块链，并且校验????mutex.Lock()????prevBlock?:=?Blockchain[len(Blockchain)-1]????newBlock?:=?generateBlock(prevBlock,?msg.BPM)????//校验区块链????if?isBlockValid(newBlock,?prevBlock)?{????????Blockchain?=?append(Blockchain,?newBlock)????????spew.Dump(Blockchain)????}????mutex.Unlock()????//返回新的区块信息????respondWithJSON(w,?r,?http.StatusCreated,?newBlock)}

以上代码我进行了注释，便于理解。主要是通过POST发送一个{"BPM":60}格式的BODY来添加区块，如果格式正确，那么就生成区块进行校验，合格了就加入到区块里；如果格式不对，那么返回错误信息。

用于控制并发的锁可以参考Go语言实战笔记（十七）| Go 读写锁

这个方法里有个Message结构体，主要是为了便于操作方便。

//?Message?takes?incoming?JSON?payload?for?writing?heart?ratetype?Message?struct?{????BPM?int}

返回的JSON信息，也被抽取成了一个函数respondWithJSON，便于公用。

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)}

好了，快完成了,以上Web的Handler已经好了，现在我们要启动我们的Web服务了。

//?web?serverfunc?run()?error?{????mux?:=?makeMuxRouter()????//从配置文件里读取监听的端口????httpPort?:=?os.Getenv("PORT")????log.Println("HTTP?Server?Listening?on?port?:",?httpPort)????s?:=?&http.Server{????????Addr:???????????":"?+?httpPort,????????Handler:????????mux,????????ReadTimeout:????10?*?time.Second,????????WriteTimeout:???10?*?time.Second,????????MaxHeaderBytes:?1?<和原生的http.Server基本一样，应该比较好理解。mux其实也是一个Handler，这就是整个Handler处理链。现在我们就差一个main主函数来启动我们整个程序了。

//控制并发的锁var?mutex?=?&sync.Mutex{}func?main()?{????//加载env配置文件????err?:=?godotenv.Load()????if?err?!=?nil?{????????log.Fatal(err)????}????//开启一个goroutine生成一个创世区块????go?func()?{????????t?:=?time.Now()??蓑衣网小编??????genesisBlock?:=?Block{}????????genesisBlock?=?Block{0,?t.String(),?0,?calculateHash(genesisBlock),?""}????????spew.Dump(genesisBlock)????????mutex.Lock()????????Blockchain?=?append(Blockchain,?genesisBlock)????????mutex.Unlock()????}()????log.Fatal(run())}

整个main函数并不太复杂，主要就是加载env配置文件，开启一个go协程生成一个创世区块并且添加到区块链的第一个位置，然后就是通过run函数启动Web服务。

一个区块链都有一个创世区块，也就是第一个区块。有了第一个区块我们才能添加第二个，第三个，第N个区块。创世区块因为是第一个区块，所以它是没有PrevHash的。

终于可以运行了，假设我们设置的PORT是8080,现在我们通过go run main.go启动这个简易的区块链程序，就可以看到控制台输出的创世区块信息。然后我们通过浏览器打开http://localhost:8080也可以看到这个区块链的信息，里面只有一个创世区块。

如果我们要新增一个区块，通过curl或者postman，向http://localhost:8080 发送body格式为{"BPM":60}的POST的信息即可。然后在通过浏览器访问http://localhost:8080查看区块链信息，验证是否已经添加成功。

到这里，整个源代码的分析已经完了，我们看下这个简易的区块链涉及到多少知识：

sha256散列

字节到16进制转换

并发同步锁

Web服务

配置文件

后向式链表

结构体

JSON

……