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一个基于PoS共识算法的区块链案例

算法 地址 数组 哈希
2023-03-14 22:58:16 时间

一个基于PoS共识算法的区块链案例

零、前言

之前我们用PoW共识算法写了一个案例，但是我们发现利用PoW共识算法生成一个区块需要进行大量sha256加密操作，这就要耗费大量资源。而我们的PoS就可以较好的解决这一问题。

一、定义区块、区块链

type Block struct {
	Index     int
	TimeStamp string
	BPM       int
	HashCode  string
	PrevHash  string
	Validator string
}

var Blockchain []Block

与上一个案例的区块差不多，我们这里加入了Validator来记录这个区块是谁生成的。区块链就是将区块放入区块数组，因为有哈希值和先前区块哈希值的记录，所以它们就联系在一起。

二、生成新区块

func GenerateNextBlock(oldBlock Block, BPM int, address string) Block {
	var newBlock Block
	newBlock.Index = oldBlock.Index + 1
	newBlock.TimeStamp = time.Now().String()
	newBlock.PrevHash = oldBlock.HashCode
	newBlock.BPM = BPM
	newBlock.Validator = address
	newBlock.HashCode = GenerateHashValue(newBlock)
	return newBlock
}

这里将新区块的高度Index设置为上一个区块加一，时间戳TimeStamp设置为当前时间的字符串，先前区块哈希值PrevHash设置为上一个区块的哈希值，区块数据BPM就设置为传入的数据，Validator就是生成当前区块的那个节点的地址。HashCode就是当前区块的哈希值。

三、计算哈希

func GenerateHashValue(block Block) string {
	var hashcode = block.PrevHash +
		block.TimeStamp + block.Validator +
		strconv.Itoa(block.BPM) + strconv.Itoa(block.Index)
	var sha = sha256.New()
	sha.Write([]byte(hashcode))
	hashed := sha.Sum(nil)
	return hex.EncodeToString(hashed)
}

这个在之前的PoW案例中也有这个步骤，步骤是一样的，不清楚的可以去看看我之前的关于PoW案例的文章。

四、 此项目的几种数据结构

type Node struct {
	tokens int
	address string
}

//存放几个节点，有几个用户在参与
var n [2] Node

//用于记录挖矿地址
var addr [6000] string

结构体Node是用来描述节点的，包括节点的币数量，节点地址。n是节点数组，是用来存储节点的。字符串数组addr是用来存储挖矿地址的，某节点拥有的token越多，在此数组内占的空间也越大。

五、主逻辑

func main() {
	n[0] = Node{tokens: 1000, address: "abc123"}
	n[1] = Node{tokens: 5000, address: "bcd321"}

	var count = 0
	for i := 0; i < len(n); i++ {
		for j := 0; j < n[i].tokens; j++ {
			addr[count] = n[i].address
			count++
		}
	}

	rand.Seed(time.Now().Unix())
	var rd = rand.Intn(6000)
	var adds = addr[rd]

	var firstBlock Block
	firstBlock.BPM = 100
	firstBlock.PrevHash = "0"
	firstBlock.TimeStamp = time.Now().String()
	firstBlock.Validator = "abc123"
	firstBlock.Index = 1
	firstBlock.HashCode = GenerateHashValue(firstBlock)

	Blockchain = append(Blockchain, firstBlock)
    
	var secondBlock = GenerateNextBlock(firstBlock, 200, adds)
	Blockchain = append(Blockchain, secondBlock)
	fmt.Println(Blockchain)
}

先创建两个区块链的参与者，也就是两个节点，然后分别给这两个节点传入持有的币和节点地址。

下面的双重for循环是用来根据每个节点的token数来分配addr数组内的位置，节点0拥有1000个token，那么在

addr数组中拥有1000个节点0的地址"abc123"。同样的，节点1拥有5000个token，那么从addr[1000]开始，之后的5000个元素都用来存储节点1的地址"bcd321"。

接下来就是在六千个地址中随机抽取一个呗，可能是节点0也可能是节点1，但是节点0的概率是1/6，而节点1的概率是5/6。

rand.Seed(time.Now().Unix())
var rd = rand.Intn(6000)
var adds = addr[rd]

接下来是生成创世区块并把它放入区块链中，和PoW共识算法的例子差不多，就不再叙述了。

然后生成第二个区块，放入区块链中，这个addr就是前面随机抽取的节点地址。

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