一个基于web服务器的PoW案例

简介: 一个基于web服务器的PoW案例一、安装第三方库go get github.com/davecgh/go-spew/spew这个库的功能是在命令行格式化输出内容。go get github.com/gorilla/mux这个开发包是用来编写Web处理程序的。go get github.com/joho/godotenv这个工具包是读取.env后缀名的文件中的数据,如果是Linux环境,.env文件放置在项目的根目录即可,如果是Windows和Mac OS,.env文件需要放在GOPATH/src目录下。

一个基于web服务器的PoW案例

一、安装第三方库

go get github.com/davecgh/go-spew/spew

这个库的功能是在命令行格式化输出内容。

go get github.com/gorilla/mux

这个开发包是用来编写Web处理程序的。

go get github.com/joho/godotenv

这个工具包是读取.env后缀名的文件中的数据,如果是Linux环境,.env文件放置在项目的根目录即可,如果是Windows和Mac OS,.env文件需要放在GOPATH/src目录下。

二、定义区块信息、难度系数

constdifficulty=4

 

typeBlockstruct {

    Indexint

    Timestampstring

    BMPint

    HashCodestring

    PreHashstring

    Diffint

    Nonceint

}

 

varBlockchain []Block

typeMessagestruct {

    BlockPostMessageint

}

varmutex=&sync.Mutex{}

这里我们定义一下挖矿生成区块的难度值,然后定义区块,包含区块高度、时间戳、交易信息、当前的Hash值和上一个的Hash值,还有难度和随机值。

然后定义区块链,用区块数组。

然后我们这里要根据Get请求和Post请求来生成区块,所以定义一个消息结构体用于存储Post信息。

最后定义一个互斥锁。

三、生成区块

funcgenerateBlock(oldBlockBlock, BlockPostMessageint) Block {

    varnewBlockBlock

    newBlock.PreHash=oldBlock.HashCode

   

    newBlock.Index=oldBlock.Index+1

   

    t :=time.Now()

    newBlock.Timestamp=t.String()

   

    newBlock.BlockPostMessage=BlockPostMessage

   

    newBlock.Diff=difficulty

 

    fori :=0; ; i++ {

        newBlock.Nonce++

        hash :=calculateHash(newBlock)

        fmt.Println(hash)

       

        ifisHashValid(hash, newBlock.Diff) {

            fmt.Println("挖矿成功")

            newBlock.HashCode=hash

            returnnewBlock

        }

    }

}

每次生成新的区块前,先获取先前区块的Hash值放置在这个区块的上一个区块Hash值,然后获取当前时间,通过String()方法转换成为时间戳后放入区块的Timestamp。然后将Post传递的消息放入区块,将我们固定不变的困难值放入区块。

然后循环挖矿,每次挖矿将随机数加一,然后先不管这个区块能不能成功并入区块链,得先计算它的哈希值才能知道,然后校验哈希值的前导0,如果成功就输出挖矿成功。

四、生成哈希值

funccalculateHash(blockBlock) string {

    hashed :=strconv.Itoa(block.Index) +block.Timestamp+

        strconv.Itoa(block.Nonce) +strconv.Itoa(block.BlockPostMessage) +

        block.PreHash

    sha :=sha256.New()

    sha.Write([]byte(hashed))

    hash :=sha.Sum(nil)

    returnhex.EncodeToString(hash)

}

很简单的逻辑,将区块的数据拼接后用sha256进行加密,得到hash值。

五、区块校验

funcisHashValid(hashstring, difficultyint) bool {

    prefix :=strings.Repeat("0", difficulty)

    returnstrings.HasPrefix(hash, prefix)

}

这个我们本专栏之前的文章介绍了,在此简单说一下,这里我们就校验一下哈希值前面的零的数量是不是和难度值一致。

六、启动HTTP服务器

funcrun() error {

    mux :=makeMuxRouter()

    httpAddr :=os.Getenv("PORT")

    log.Println("Listening on ", httpAddr)

   

    s :=&http.Server{

        Addr: ":"+httpAddr,

        Handler: mux,

        ReadTimeout:  10*time.Second,

        WriteTimeout: 10*time.Second,

        MaxHeaderBytes: 1<<20,

    }

    iferr :=s.ListenAndServe(); err!=nil {

        returnerr

    }

    returnnil

}

我们先从.env文件中获取PORT的值。然后监听获取的端口号。http.Server是设置http服务器的参数,其中Addr是地址,ReadTimeout、WriteTimeout分别是读写超时时间,然后是设置请求头的数据大小的最大值,1 << 20是位运算,算出来就是1MB。!!!最重要的就是回调函数了,这里需要我们自己编写来处理Get和Post请求。

然后我们就来监听事件并且根据监听到的事件来服务。

七、回调函数的编写

funcmakeMuxRouter() http.Handler {

    muxRouter :=mux.NewRouter()

    muxRouter.HandleFunc("/",

        handGetBlockchain).Methods("GET")

    muxRouter.HandleFunc("/",

        handWriteBlock).Methods("POST")

    returnmuxRouter

}

mux.NewRouter()是用来创建路由,muxRouter.HandleFunc("/",handGetBlockchain).Methods("GET")是根据你访问的目录和请求类型来调用指定的方法。这里是使用Get方法访问根目录就调用handGetBlockchain方法。同样的,muxRouter.HandleFunc("/",handWriteBlock).Methods("POST")就是使用Post请求访问根目录时就调用handWriteBlock方法。

八、处理Get请求

funchandGetBlockchain(whttp.ResponseWriter, r*http.Request) {

    bytes, err :=json.MarshalIndent(Blockchain, "", "\t")

    iferr!=nil {

        http.Error(w, err.Error(), http.StatusInternalServerError)

        return

    }

    io.WriteString(w, string(bytes))

}

我们需要将数据转换为json格式,便于与前端进行交互。

同样我们的参数分别是响应和请求。然后处理错误,当出现500错误时,也就是http.StatusInternalServerError,我们将err.Error()写入w:

image.png

如果没出错,就将json数据写入w。

九、处理POST请求

funchandWriteBlock(writerhttp.ResponseWriter, request*http.Request) {

    writer.Header().Set("Content-Type", "application/json")

    varmessageMessage

    decoder :=json.NewDecoder(request.Body)

    iferr :=decoder.Decode(&message); err!=nil {

        responseWithJSON(writer, request, http.StatusNotFound, request.Body)

    }

 

    deferrequest.Body.Close()

 

    mutex.Lock()

    newBlock :=generateBlock(Blockchain[len(Blockchain)-1], message.BPM)

    mutex.Unlock()

 

    ifisBlockValid(newBlock, Blockchain[len(Blockchain)-1]) {

        Blockchain=append(Blockchain, newBlock)

        spew.Dump(Blockchain)

    }

    //返回响应信息

    responseWithJSON(writer, request, http.StatusCreated, newBlock)

}

 

因为需要服务器响应结果为json,先设置响应头的"Content-Type"为"application/json"。然后从request中读取JSON数据,将JSON数据转成Message。如果转换失败,就交给下一步处理异常,如果成功就创建新的区块。

这里使用defer,说明我们要记得关闭请求哦~

然后添加区块时要记得上锁,可以防止同个时间点多个POST请求生成区块。

接下来就要校验生成的区块是否正确,如果正确就加入区块链中。

十、处理异常

func responseWithJSON(writer http.ResponseWriter, request *http.Request,

code int, inter interface{}) {

   

writer.Header().Set("Content-Type", "application/json")

response, err := json.MarshalIndent(inter, "", "\t")

if err != nil {

writer.WriteHeader(http.StatusInternalServerError)

writer.Write([]byte("HTTP 500:Server Error"))

return

}

writer.WriteHeader(code)

writer.Write(response)

}

如果将传入的inter转换为json格式的数据没有出现错误就往响应头写入响应码,并将数据写入。

十一、校验区块是否正确

func isBlockValid(newBlock, oldBlock Block) bool {

if oldBlock.Index+1 != newBlock.Index {

return false

}

if oldBlock.HashCode != newBlock.PreHash {

return false

}

if calculateHash(newBlock) != newBlock.HashCode {

return false

}

return true

}

这里校验了新区块的index是否等于原来最后一个区块的index加一,新区块的PreHash应该等于之前区块链最后一个区块的HashCode。然后还需要再一次计算区块的哈希值,进行比对。

十二、主逻辑

然后我们现在用Go实现通过http请求来完成区块链。

func main() {

err := godotenv.Load()

if err != nil {

log.Fatal(err)

}


go func() {

t := time.Now()

genessisBlock := Block{}

genessisBlock = Block{0, t.String(),

  0, calculateHash(genessisBlock),

  "", difficulty, 0}

mutex.Lock()

Blockchain = append(Blockchain, genessisBlock)

mutex.Unlock()

spew.Dump(genessisBlock)

}()


//创建http服务器的启动函数

log.Fatal(run())

}

godotenv.Load()加载一个文件,如果不填写参数,就默认是加载.env文件。

这个.env文件我们这里就只需要填写一个端口号。

image.png

这里我们先将创世区块加入区块链。然后用spew.Dump()将其格式化输出到命令行。

最后我们会要用run来启动http服务器。

十三、运行结果

我们可以使用curl来进行get和post请求。

image.png

这是get请求,得到区块链。

image.png

这是进行post请求,新建一个区块加到了区块链。

image.png

可以看到再次get请求,已经有新的区块在区块链中了。


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