Goを使用した産業向けブロックチェーン開発。 パート1

ここ 4 か月間、私は「ブロックチェーンに基づく政府および産業部門におけるデータ保護および管理ツールの開発」というプロジェクトに取り組んでいます。
ここで私がこのプロジェクトを始めた経緯をお話したいと思います。次に、プログラムコードについて詳しく説明します。

これは一連の記事の最初の記事です。ここではサーバーとプロトコルについて説明します。実際、読者はこれらのブロックチェーン要素の独自のバージョンを作成することもできます。

そして、ここからが第二部です — ブロックチェーンとトランザクションのデータ構造、およびデータベースとの対話を実装するパッケージについて。

昨年のデジタル・ブレークスルー・ハッカソンでは、分散台帳技術を使って産業やデジタル経済に役立つシステムを作るというアイデアが出され、その開発に対してイノベーション支援基金からも助成金が交付されました（別途書きたいと思います）助成金に関する記事、スタートアップを始めたばかりの人向け）、現在順番に掲載されています。

開発は Go 言語で行われ、ブロックが保存されるデータベースは LevelDB です。
主要な部分はプロトコルとサーバー (TCP と WebSocket を実行します。最初の部分はブロックチェーンの同期用で、2 番目の部分はクライアントの接続、JavaScript からのトランザクションとコマンドの送信用です。

前述したように、このブロックチェーンは主に、サプライヤーと顧客の間、またはその両方の間の製品の交換を 1 人で自動化および保護するために必要です。これらの人々はお互いを信頼することを急いでいません。しかし、その仕事は、計算機が組み込まれた「小切手帳」を作成するだけではなく、製品のライフサイクルを扱う際に発生する日常業務のほとんどを自動化するシステムを作成することです。この問題を担当するバイトコードは、ブロックチェーンの慣例のように、トランザクションの入力と出力に保存されます (トランザクション自体はブロックに保存され、LevelDB のブロックは GOB 形式で事前にエンコードされます)。まず、プロトコルとサーバー (別名ノード) について説明します。

このプロトコルは複雑ではありません。その要点は、特別なコマンド ラインに応答して、一部のデータ (通常はブロックまたはトランザクション) をロードするモードに切り替えることです。また、ノードが誰を認識しているのかを認識できるように、インベントリを交換するためにも必要です。に接続されており、どのようにビジネスを行っているか (同期セッションのために接続されているノードは、IP が既知であり、状態データがメモリに保存されているため、「隣接」とも呼ばれます)。

Go プログラマの理解では、フォルダー (Linux ではディレクトリと呼ばれます) はパッケージと呼ばれます。そのため、このディレクトリからの Go コードを含む各ファイルの先頭に、パッケージ フォルダー名_このファイルが配置されている場所 と書きます。そうしないと、パッケージをコンパイラーにフィードできなくなります。まあ、これはこの言語を知っている人にとっては秘密ではありません。パッケージは次のとおりです。

• ネットワーク通信（サーバー、クライアント、プロトコル）
• 保存および送信されるデータの構造 (ブロック、トランザクション)
• データベース（ブロックチェーン）
• コンセンサス
• スタック仮想マシン (xvm)
• 補助 (暗号、タイプ) 今のところはこれですべてです。

ここにgithubへのリンクがあります

これは教育用バージョンであり、プロセス間の相互作用やいくつかの実験的なコンポーネントが欠けていますが、構造は開発が実行されているものに対応しています。コメントでご提案があれば、今後の開発に喜んで考慮させていただきます。さて、サーバーの説明と .

まずサーバーを見てみましょう。

サーバー サブルーチンは、プロトコル パッケージのデータ構造を使用して TCP プロトコル上で実行されるデータ サーバーとして機能します。

このルーチンは次のパッケージを使用します。 , , 。パッケージ自体に tcp_server.go データ構造が含まれています サーブ.

type Serve struct {
	Port string
	BufSize int
	ST *types.Settings
}

次のパラメータを受け入れることができます。

• データ交換に使用されるネットワーク ポート
• JSON形式のサーバー設定ファイル
• デバッグモードで実行するためのフラグ (プライベートブロックチェーン)

進捗：

• JSONファイルから設定を読み取ります
• デバッグ モード フラグがチェックされます。これが設定されている場合、ネットワーク同期スケジューラは起動されず、ブロックチェーンはロードされません。
• 構成データ構造の初期化とサーバーの起動

サーバー

• TCP サーバーの起動とプロトコルに従ってネットワーク対話を実行します。
• これには、ポート番号、バッファー サイズ、および構造体へのポインターで構成される Serve データ構造体があります。 タイプ.設定
• Run メソッドはネットワーク インタラクションを開始します (特定のポートで受信接続をリッスンし、新しい接続を受信すると、その処理が新しいスレッドのプライベート ハンドル メソッドに転送されます)。
• В ハンドル 接続からのデータはバッファに読み込まれ、文字列表現に変換されて、 プロトコルの選択
• プロトコルの選択 戻る 結果 またはエラーが発生します。 結果 その後に転送されました プロトコルの解釈返すもの 内部 - タイプのオブジェクト データの解釈、または選択結果の処理中にエラーが発生する
• その後、スイッチが実行されます intrpr.コマンド[0] 次のいずれかをチェックします。 結果、反転、エラー そしてセクションがあります デフォルト
• セクションで 結果 スイッチは値によって検出されます intrpr.コマンド[1] 値をチェックします バッファ長 и バージョン (それぞれの場合において、対応する関数が呼び出されます)

機能 バージョンの取得 и バッファ長 ファイルの中にあります srvlib.go サーバーパッケージ

GetVersion(conn net.Conn, version string)

単純にコンソールに出力し、パラメータで渡されたバージョンをクライアントに送信します。

conn.Write([]byte("result:" + version))

.
機能

BufferLength(conn net.Conn, intrpr *protocol.InterpreteData)

次のように、ブロック、トランザクション、またはその他の特定のデータをロードします。

• 受け入れる必要があるプロトコルで指定されたデータのタイプをコンソールに出力します。

  fmt.Println("DataType:", intrpr.Commands[2])

• 値を読み取ります intrpr.Body 数値変数に buf_len
• バッファを作成します 新しいバフ 指定されたサイズ:

  make([]byte, buf_len)

• OK 応答を送信します。

  conn.Write([]byte("result:ok"))

• 読み取りストリームからバッファーを完全に埋めます。

  io.ReadFull(conn, newbuf)

  .

• バッファの内容をコンソールに出力します。

  fmt.Println(string(newbuf))

  と読み取られたバイト数

  fmt.Println("Bytes length:", n)

• OK 応答を送信します。

  conn.Write([]byte("result:ok"))

サーバー パッケージのメソッドは、パッケージの関数を使用して受信データを処理するように構成されています .

プロトコール

プロトコルは、ネットワーク交換においてデータを表す手段として機能します。

Choice(str string) (文字列、エラー) サーバーが受信したデータの一次処理を実行し、データの文字列表現を入力として受け取り、準備された文字列を返します。 通訳:

• 入力文字列は、次のようにヘッドとボディに分割されます。 ReqParseN2(str)
• head は要素に分割され、ReqParseHead(head) を使用してコマンド スライスに配置されます。
• В スイッチ(コマンド[0]) 受信したコマンドを選択 (cmd、キー、アドレス またはセクションがトリガーされる デフォルト)
• cmdで2つのコマンドがチェックされています switch(commands[1]) — 長さ и バージョンを取得.
• 長さ データ型をチェックします コマンド[2] そしてそれを保存します データ・タイプ
• それをチェックします ボディ 文字列値が含まれています

  len(body) < 1

• 応答文字列を返します。

  "result:bufferlength:" + datatype + "/" + body

• バージョンを取得 文字列を返します

  return "result:version/auto"

通訳

InterpreteData 構造体が含まれており、から返されたデータの二次処理を実行します。 選択 文字列とオブジェクトの形成 データの解釈.

type InterpreteData struct {
	Head string
	Commands []string
	Body string
	IsErr bool
	ErrCode int 
	ErrMessage string
}

機能

Interprete(str string) (*InterpreteData, error)

文字列を受け入れます 結果 オブジェクトへの参照を作成して返します データの解釈.

進捗：

• 同様に 選択 頭と胴体は次を使用して抽出されます ReqParseN2(str)
• head は次を使用して要素に分割されます ReqParseHead(ヘッド)
• オブジェクトが初期化されます データの解釈 そしてそれへのポインタが返されます。

res := &InterpreteData{
	Head: head,
	Commands: commands,
	Body: body,
}
return res, nil

このオブジェクトは以下で使用されます サーバー.ゴー パッケージメイン。

クライアント

クライアントパッケージには次の機能が含まれています TCP接続 и TCP応答データ.

機能

TCPConnect(s *types.Settings, data []byte, payload []byte)

このように動作します：

• 渡された設定オブジェクトで指定された接続への接続が確立されます。

  net.Dial("tcp", s.Host + ":" + s.Port)

• data パラメータで渡されたデータが送信されます。

  conn.Write(data)

• 答えが読まれます

  resp, n, _ := TCPResponseData(conn, s.BufSize)

  そしてコンソールに印刷されました

  fmt.Println(string(resp[:n]))

• 譲渡された場合 ペイロード それからそれを渡します

  conn.Write(payload)

  また、サーバーの応答を読み取り、コンソールに出力します。

機能

 TCPResponseData(conn net.Conn, bufsiz int) ([]byte, int, error)

指定されたサイズのバッファを作成し、そこからサーバー応答を読み取り、このバッファと読み取ったバイト数、およびエラー オブジェクトを返します。

クライアントサブルーチン

ノードサーバーにコマンドを送信したり、簡単な統計やテストを取得したりする役割を果たします。

次のパラメータを受け入れることができます: JSON 形式の設定ファイル、文字列としてサーバーに送信されるデータ、ペイロードに送信されるファイルへのパス、ノード スケジューラ エミュレーション フラグ、数値として転送されるデータの種類。

• 構成の取得

  st := types.ParseConfig(*config)

• エミュフラグを渡すと起動 シェデューラー
• ファイルへのパスを示す f フラグが指定されている場合は、そのデータを FDB そしてコンテンツがサーバーに送信されます

  client.TCPConnect(st, []byte(CMD_BUFFER_LENGTH + ":" + strconv.Itoa(*t) + "/" + strconv.Itoa(fdblen)), fdb)

• ファイルが指定されていない場合は、フラグのデータが単に送信されます。 -d:

  client.TCPConnect(st, []byte(*data), nil)

これはすべて、プロトコルの構造を示す簡略化された表現です。開発中に、必要な機能がその構造に追加されます。

第 3 部では、ブロックとトランザクションのデータ構造について説明します。第 4 部では、JavaScript から接続するための WebSocket サーバーについて説明します。第 XNUMX 部では、同期スケジューラ、次に入出力からのバイトコード、暗号化、および暗号化を処理するスタック マシンについて説明します。出力用のプール。

出所： habr.com