Как проектирах блокове и транзакции в моя Go blockchain

За да завършим в крайна сметка с блокчейн, а не само с база данни, трябва да добавим 3 важни елемента към нашия проект:

• Описание на структурата на блоковите данни и методите
• Описание на структурата на данните и методите на транзакция
• Блокчейн функции, които записват блокове в база данни и ги намират там по техния хеш или височина (или нещо друго).

Това е втората статия за блокчейн за индустрията, първата тук.

Спомняйки си въпросите, които читателите ми зададоха относно предишната статия от тази поредица, трябва да се отбележи: в този случай базата данни LevelDB се използва за съхраняване на блокчейн данни, но нищо не ви пречи да използвате всяка друга, да речем, MySQL. Сега нека да разгледаме структурата на тези данни.

Да започнем с транзакциите: github.com/Rusldv/bcstartup/blob/master/transaction/builder.go

Ето структурата на данните му:

type TX struct {
	DataType byte		
	TxHash string 
	TxType byte	
	Timestamp int64		
	INs []TxIn
	OUTs []TxOut
}

type TxIn struct {
	ThatTxHash string
	TxOutN int
	ByteCode string
}

type TxOut struct {
	Value int
	ByteCode string
}

TX съхранява типа данни (за транзакция 2), хеша на тази транзакция, типа на самата транзакция, клеймо за време и входове и изходи. TxIn входовете съхраняват хеша на транзакцията, чийто изход е препратен, номера на този изход и байт кода, а TxOut изходите съхраняват някаква стойност и също байт код.

Сега нека видим какви действия може да извърши една транзакция върху своите данни, т.е. Нека да разгледаме методите.

За да създадете транзакция, използвайте функцията transaction.NewTransaction(txtype byte) *TX.

Методът AddTxIn(thattxhash []byte, txoutn int, code []byte) (*TxIn, error) добавя вход към транзакцията.

Методът AddTxOut(value int, data []byte) (*TxOut, error) добавя изход към транзакцията.

Методът ToBytes() []byte превръща транзакцията в байтов срез.

Вътрешната функция preByteHash(bytes []byte) низ се използва в Build() и Check(), за да направи генерирания хеш на транзакция съвместим с хешове на транзакции, генерирани от приложения на JavaScript.

Методът Build() задава хеша на транзакцията, както следва: tx.TxHash = preByteHash(tx.ToBytes()).

Методът на низ ToJSON() преобразува транзакция в низ JSON.

Методът за грешка FromJSON(data []byte) зарежда транзакция от JSON формат, подаден като байтов срез.

Методът Check() bool сравнява получения хеш от полето за хеш на транзакцията с хеша, получен в резултат на хеширане на тази транзакция (пренебрегвайки полето за хеш).

Транзакциите се добавят към блока: github.com/Rusldv/bcstartup/blob/master/block/builder.go

Структурата на блоковите данни е по-обемна:

type Block struct {
	DataType byte				
	BlockHeight int					
        Timestamp int64				 
        HeaderSize int					
        PrevBlockHash string				 
        SelfBlockHash string			
	TxsHash string			
	MerkleRoot string
	CreatorPublicKey string			
	CreatorSig string
	Version int
	TxsN int
	Txs []transaction.TX
}

DataType съхранява типа данни, възелът го използва и разграничава блока от транзакция или други данни. За блок тази стойност е 1.

BlockHeight съхранява височината на блока.
Времево клеймо времево клеймо.
HeaderSize е размерът на блока в байтове.
PrevBlockHash е хешът на предишния блок, а SelfBlockHash е хешът на текущия.
TxsHash е общ хеш на транзакциите.
MerkleRoot е коренът на дървото Merkle.

По-нататък в полетата има публичен ключ на създателя на блока, подпис на създателя, версия на блока, брой транзакции в блока и самите тези транзакции.

Нека да разгледаме неговите методи:
За да създадете блок, използвайте функцията block.NewBlock(): NewBlock(prevBlockHash string, height int) *Блок, който взема хеша на предишния блок и зададената височина за създадения блок в блокчейна. Типът блок също се задава от константата на пакета типове:

b.DataType = types.BLOCK_TYPE.

Методът AddTx(tx *transaction.TX) добавя транзакция към блок.

Методът Build() зарежда стойности в полетата на блока и генерира и задава текущия му хеш.

Методът ToBytesHeader() []byte преобразува заглавката на блока (без транзакции) в байтов срез.

Методът на низ ToJSON() преобразува блока във формат JSON в низово представяне на данните.

Методът за грешка FromJSON(data []byte) зарежда данни от JSON в блокова структура.

Методът Check() bool генерира хеш на блок и го сравнява с този, посочен в полето за хеш на блока.

Методът на низ GetTxsHash() връща общия хеш на всички транзакции в блока.

Методът GetMerkleRoot() указва корена на дървото Merkle за транзакции в блок.

Методът Sign(privk string) подписва блок с частния ключ на създателя на блока.

Методът SetHeight(height int) записва височината на блока в полето за структура на блока.

Методът GetHeight() int връща височината на блока, както е посочено в съответното поле на структурата на блока.

Методът ToGOBBytes() []byte кодира блок във формат GOB и го връща като байтов срез.

Методът за грешка FromGOBBytes(data []byte) записва блокови данни в блоковата структура от предадения байтов срез във формат GOB.

Стринговият метод GetHash() връща хеша на дадения блок.

Методът на низ GetPrevHash() връща хеша на предишния блок.

Методът SetPublicKey(pubk string) записва публичния ключ на създателя на блока в блока.

Така, използвайки методите на обекта Block, можем лесно да го конвертираме във формат за предаване по мрежата и запис в базата данни LevelDB.

Функциите на блокчейн пакета отговарят за записа в блокчейн: github.com/Rusldv/bcstartup/tree/master/blockchain

За да направите това, блокът трябва да реализира интерфейса IBlock:

type IGOBBytes interface {
	ToGOBBytes() []byte
	FromGOBBytes(data []byte) error
}

type IBlock interface {
	IGOBBytes
	GetHash() string
	GetPrevHash() string
	GetHeight() int
	Check() bool

}

Връзката с базата данни се създава веднъж, когато пакетът се инициализира във функцията init():

db, err = leveldb.OpenFile(BLOCKCHAIN_DB_DEBUG, nil).

CloseDB() е обвивка за db.Cloce() - извиква се след работа с функциите на пакета за затваряне на връзката към базата данни.

Функцията за грешка SetTargetBlockHash(hash string) записва в базата данни хеша на текущия блок с ключа, определен от константата BLOCK_HASH.

Функцията GetTargetBlockHash() (низ, грешка) връща хеша на текущия блок, съхранен в базата данни.

Функцията за грешка SetTargetBlockHeight(height int) записва в базата данни стойността на височината на блокчейна за възела с ключа, определен от константата BLOCK_HEIGHT.

Функцията GetTargetBlockHeight() (int, error) връща височината на блокчейна за даден възел, съхранен в базата данни.

Функцията CheckBlock(block IBlock) bool проверява блок за коректност, преди да добави този блок към блокчейна.

Функцията за грешка AddBlock(block IBlock) добавя блок към блокчейна.

Функциите за извличане и преглед на блокове са във файла explore.go на блокчейн пакета:

Функцията GetBlockByHash(hash string) (*block.Block, error) създава празен блоков обект, зарежда блок в него от базата данни, чийто хеш е предаден към него, и връща указател към него.

Създаването на генезис блок се извършва от функцията за грешка Genesis() от файла genesis.go на блокчейн пакета.

Следващата статия ще говори за свързване на клиенти към възел чрез механизма WebSocket.

Източник: www.habr.com