什么是区块链？建造一个难吗？从哪里开始？使用哪种编程语言？

相信我，在遇到对区块链技术感兴趣的人时，我经常会遇到这些问题，您也可能遇到其中的一些问题。

在线上有大量的区块链资源，但是将它们理解为这项蓬勃发展的技术的新手，这让人感到不知所措。

在这篇文章中，我将step by step给你展示，你就会明白blockchain以及如何的基本概念，采用方案一的Python，Javascript，或Golang 。

我选择这些语言是因为大多数人都熟悉它们，尤其是Javascript和Python。但是出于速度，耐用性和安全性的考虑，大多数区块链核心引擎都是内置的c / c ++（比特币，EOS），Go（超级账本结构，以太坊），Java（以太坊），Rust，Haskell和/或Ruby（以太坊）然后提供与其他易于使用的编程语言。

此外，一些区块链引擎结合了多种编程语言，以实现健壮性并易于开发人员使用，以太坊是最佳用例。

先决条件：

网络

密码学

数据结构与算法

分布式系统

Javascript / Go / Python

您只需要基本概念即可对拳头区块链原型进行编程。

什么是区块链？

让我们先了解一下，区块链不是比特币，区块链不是数字货币， 区块链是一套已经存在的不同技术。

让我们通过举一个例子来简化事情，因为工程师对数字的理解会更好。让我们来看一个存储一些信息的MySQL数据库。

使用上述数据库，我们可以：

做一些CRUD（创建，检索，更新和删除）操作，

将相同的信息存储两次，

删除整个数据库，

我们不能与他人共享敏感信息，

数据库可以集中化（单点故障，安全问题），

无法信任存储在其中的所有内容。

一些数据库可以允许表之间的关系（例如RDBMS），而另一些数据库则不能容忍这种关系（例如NoSQL数据库），

恶意的人可能会炸毁数据库

需要一名数据库管理员（他/她可以更改或泄露信息）

用户无法控制自己的数据

等等…

那么，为什么我们需要不同的东西，可靠的东西，独立于人的东西，自动的东西，不可变的东西呢？那就是区块链开始的地方。

区块链是一个安全，可信的去中心化数据库和网络。

“Truth can only be found in one place: the code. ”

区块链是一连串的区块，区块类似于数据库中的表，但是它们不能被删除或更新，区块包含称为交易的信息和其他附加数据。这些区块经过密码验证并链接形成一个不变的区块链，称为区块链或分类账。

然后，同一条链通过P2P网络分布到整个网络中的所有节点。

因此，代替集中式数据库，跨节点共享的所有事务（数据）都包含在块中，这些块链接在一起以创建分类帐。该分类账代表区块链中的所有数据。分类账中的所有数据均通过加密哈希和数字签名进行保护，并通过共识算法进行验证。网络上的节点参与以确保跨网络分布的所有数据副本都是相同的。

在区块链生态系统中要记住的5个关键概念：

加密哈希和数字签名

不变的分类帐

P2P网络

共识算法（PoW，PoS，PBFT，ETc…）

块验证（采矿，锻造等）

我们将继续详细解释这些概念。

使用区块链的好处：

删除中介组织

不变的分类帐

透明度

安全

何时使用区块链？

区块链不是灵丹妙药，因此在以下情况下使用它：

存储的数据无需修改（存在证明）

数据不能被其所有者拒绝（不可否认）

你想权力下放

你想要一个真理的源头

您想要高安全性

您不必担心速度（例如，比特币平均需要10分钟才能验证一笔交易）。

但是某些区块链速度更快，因为它们使用除PoW之外的不同共识算法

我们稍后再讨论。

区块链用例

区块链应用领域

房地产：土地所有权

医疗保健：安全记录患者的数据

财务：减少税收和中介机构，反洗钱，跨境支付

供应链：跟踪从供应商到客户的商品（真实性，原创内容的创建）

网络安全：DDOS攻击

将权力交还给用户：拥有数据并与所需的人安全地共享（DID）

加密货币兑换

投票机制

区块链平台和应用

比特币

以太坊

织物

EOS

链环

卡尔达诺

等等…

区块链类型

私有：仅在内部使用，并且在我们更了解用户的情况下使用（例如Hyperledger Fabric）

公开：每个人都可以看到正在发生的事情（比特币，以太坊）

混合：合并前两个。

“Talk is cheap. Show me the code.”

有两种方法可以构建区块链：

一种简单的方法是使用现有的预先构建的区块链开源资源，例如以太坊，Fabric，EOS等…

如果它们都不符合您的要求，那么请从头开始构建

在本系列中，我们将从头开始构建一个，以便您可以彻底了解区块链的状态机。

如何建立区块链？

好的，现在让我们用三种不同的编程语言Go，Python和Javascript创建第一个小区块链demo。这些原型可以帮助您理解我们前面介绍的概念。

首先，我们将创建一个块，第二，我们将添加数据（标题和正文）给它，第三，我们将散列块，和最后但并非最不重要，我们将链中的所有块了。

一个块包含前面提到的信息，但是为了简化起见，我们将删除一些信息。让我们深入研究细节！

希望您像我之前提到的那样熟悉Go编程，如果不尝试学习基础知识：函数，方法，数据类型，结构，流控制，迭代等…

创建一个文件夹并向其中添加2个文件， main.go and block.go

资料夹结构：

go // the folder main.go // file 1 block.go // file 2

main.go

// use the main packagepackage main//import the fmt packageimport ("fmt")func main()

如果您运行此程序，则由于该CreateBlock函数尚未定义，因此将显示错误消息，因此请继续在其中创建它block.go：

block.go

package mainimport ("fmt" // this will help us to print on the screen)func CreateBlock(Header, Body string)

Go的优点在于您不必导入或导出函数，只需使用大写字母声明它们，Go就会为您找到它们。现在打开终端并移至您创建的文件夹，run go build然后.\go在Windows，./goLinux和Macbook上运行。

我们刚刚创建了一个简单的Go程序，该程序调用一个函数并传递一些字符串数据。让我们继续做更多美好的事情。让我们添加2个文件，blockchain.go而structures.go现在我们有4个文件：main.go, block.go, structures.go, and blockchain.go

我将在代码的每一行中添加一些注释，以使您了解我在做什么。

structures.go

package main //Import the main package// Create the Block data structure// A block contains this info:type Block struct { Timestamp int64 // the time when the block was created PreviousBlockHash []byte // the hash of the previous block MyBlockHash []byte // the hash of the current block AllData []byte // the data or transactions (body info)}// Prepare the Blockchain data structure :type Blockchain struct { Blocks []*Block // remember a blockchain is a series of blocks}

block.go

package mainimport ( // We will need these libraries: "bytes" // need to convert data into byte in order to be sent on the network, computer understands better the byte(8bits)language "crypto/sha256" //crypto library to hash the data "strconv" // for conversion "time" // the time for our timestamp)// Now let's create a method for generating a hash of the block// We will just concatenate all the data and hash it to obtain the block hashfunc (block *Block) SetHash() { timestamp := []byte(strconv.FormatInt(block.Timestamp, 10)) // get the time and convert it into a unique series of digits headers := bytes.Join([][]byte, []byte{}) // concatenate all the block data hash := sha256.Sum256(headers) // hash the whole thing block.MyBlockHash = hash[:] // now set the hash of the block}// Create a function for new block generation and return that blockfunc NewBlock(data string, prevBlockHash []byte) *Block { block := &Block, []byte(data)} // the block is received block.SetHash() // the block is hashed return block // the block is returned with all the information in it}/* let's now create the genesis block function that will return the first block. The genesis block is the first block on the chain */func NewGenesisBlock() *Block { return NewBlock("Genesis Block", []byte{}) // the genesis block is made with some data in it}

blockchain.go

package main// create the method that adds a new block to a blockchainfunc (blockchain *Blockchain) AddBlock(data string) { PreviousBlock := blockchain.Blocks[len(blockchain.Blocks)-1] // the previous block is needed, so let's get it newBlock := NewBlock(data, PreviousBlock.MyBlockHash) // create a new block containing the data and the hash of the previous block blockchain.Blocks = append(blockchain.Blocks, newBlock) // add that block to the chain to create a chain of blocks}/* Create the function that returns the whole blockchain and add the genesis to it first. the genesis block is the first ever mined block, so let's create a function that will return it since it does not exist yet */func NewBlockchain() *Blockchain { // the function is created return &Blockchain{[]*Block} // the genesis block is added first to the chain}

main.go

//Time to put everything together and testpackage mainimport ( "fmt" // just for printing something on the screen)func main() { newblockchain := NewBlockchain() // Initialize the blockchain // create 2 blocks and add 2 transactions newblockchain.AddBlock("first transaction") // first block containing one tx newblockchain.AddBlock("Second transaction") // second block containing one tx // Now print all the blocks and their contents for _, block := range newblockchain.Blocks { // iterate on each block fmt.Printf("Hash of the block %x\n", block.MyBlockHash) // print the hash of the block fmt.Printf("Hash of the previous Block: %x\n", block.PreviousBlockHash) // print the hash of the previous block fmt.Printf("All the transactions: %s\n", block.AllData) // print the transactions } // our blockchain will be printed}

让我们现在运行它，go build然后.\go

我们在区块链中的区块没有任何ID和时间戳，因此让我们通过修改main.go文件来添加该信息，并在中添加这两行for loop：

fmt.Printf("Block ID : %d \n", i) fmt.Printf("Timestamp : %d \n", block.Timestamp+int64(i))

//Time to put everything together and testpackage mainimport ( "fmt" // just for printing something on the screen)func main() { newblockchain := NewBlockchain() // Initialize the blockchain // create 2 blocks and add 2 transactions newblockchain.AddBlock("first transaction") // first block containing one tx newblockchain.AddBlock("Second transaction") // second block containing one tx // Now print all the blocks and their contents for i, block := range newblockchain.Blocks { // iterate on each block fmt.Printf("Block ID : %d \n", i) // print the block ID fmt.Printf("Timestamp : %d \n", block.Timestamp+int64(i)) // print the timestamp of the block, to make them different, we just add a value i fmt.Printf("Hash of the block : %x\n", block.MyBlockHash) // print the hash of the block fmt.Printf("Hash of the previous Block : %x\n", block.PreviousBlockHash) // print the hash of the previous block fmt.Printf("All the transactions : %s\n", block.AllData) // print the transactions } // our blockchain will be printed}

让我们保存代码，go build然后再次运行它，然后./go

如您所见，区块链结构良好。除创世块外，每个块均包含其哈希值和上一个块的哈希值，这使其不可变，如果更改了该块中的数据，则哈希值将自动更改，并且该块将被丢弃。创世块没有任何先前的哈希，因为它是第一个哈希，没有先前的块。

全部完成！恭喜，您刚刚在Go created中创建了自己的区块链DEMO！