Golang语言和区块链理论学习完毕后,快速入门方法无疑是项目实战。本文将参考https://jeiwan.cc/tags/blockchain/教程,学习如何基于Go语言构建区块链。
本文为原文第5部分学习笔记,该部分主要是实现blockchain的地址概念。一个比特币地址的例子:1A1zP1eP5QGefi2DMPTfTL5SLmv7DivfNa。这是世界上首个比特币地址,据说属于比特币发明人中本聪。比特币地址是公开的,如果你想转给某人一些BTC,那么就需要知道其地址。这些地址并不代表钱包,仅仅是具备可读格式的公钥。在比特币世界中,你的ID是一个密钥对(公/私钥) ,该密钥对需要保存在你的电脑或者其他你可以直接存取到它的设备。比特币通过密码学算法来创建密钥对,从而保证在不能直接存取该密钥情况下,没人可以动你的钱。 本质上,比特币钱包就是一个密钥对。当你安装钱包客户端或者比特币客户端创建一个新地址时,一个密钥对将会被创建。在比特币世界,谁拥有密钥,谁就可以掌控属于该密钥的钱。
2、Blockchain地址背景知识
在数学和密码学中,数字签名算法保证: 1. 当数据从发送者传给接受者时,数据不会被篡改 2. 数据被某个发送者创建 3. 该发送者不能拒绝发送数据
通过签名算法对数据进行处理后得到一个签名,该签名用于后续验证数据使用。数字签名使用私钥签名,公钥验证。 数据签名需要以下信息: 1. 要签名的数据 2. 私钥
数据签名过程生成一个签名,签名存储于TXI中。为了校验签名,需要如下信息: 1. 已经被签名的数据 2. 签名信息 3. 公钥
认证过程简而言之就是:核查用私钥加密数据后生成的签名,是否可以用来生成公钥。
让我们回顾一个交易的整个声明周期: 1. 伊始,仅仅有genesis block,该block包含一个coinbase交易。Coinbase交易不包含真是的TXI,因此不需要签名。Coinbase交易中的TXO包含哈希后的公钥(使用RIPEMD160(SHA256(PubKey)算法)。 2. 当有人消费时,新的交易被创建。该交易的TXI引用之前交易的TXO。每个TXI存储一个未哈希的公钥,和整个交易的签名。 3. 比特币中收到此交易的其他节点将进行验证,将核查:TXI中公钥的hash值是否和其引用的TXO的公钥匹配(这保证发送者只能使用属于其拥有的货币) ;签名是否正确(这保证该交易是被一个真实的货币所有者创建的) 。 4. 当一个矿工准备好要挖一个新block时,该交易将放入到block中并开始挖矿。 5. 当挖到一个新block后,网络中的其它节点会收到一个消息:该block被挖到了,同时将该block添加到blockchain中。 6. 在block被添加到blockchain之后,交易完成,其TXO可以被新的交易所引用了。
比特币使用椭圆曲线算法生成私钥。椭圆曲线是一个复杂的数学概念,在这不对其进行详述(如果非常感兴趣,可以参考this gentle introduction to elliptic curves,再次提醒:一大堆数学公式!) 我们所需要知道的就是这些曲线可以生成非常大的随机数。比特币所使用的曲线算法将从0到2256随机选择一个数(这意味着有大概1077个随机数可供挑选,而宇宙可见范围内存在大约1078到1082个原子) ,这使得同一私钥被生成两次的可能为0。 此外,比特币使用ECDSA算法(Elliptic Curve Digital Signature Algorithm) 对交易进行签名。比特币使用Base58算法将公钥编码成可读格式的字符串。该算法与著名的Base64算法类似,但为了避免利用相似性进行攻击,Base58算法将一些字符移除了,因此没有0(数值0) 、O(o的大写形式) 、I(i的大写形式) 、l(L的小写形式) 。此外也没有+和/。
比特币地址由三部分组成: Version Public key hash Checksum 00 62E907B15CBF27D5425399EBF6F0FB50EBB88F18 C29B7D93 3
3、EIPEMD160第三方扩展包安装
按照教程实现代码后,编译运行提示如下错误信息:
D:\go\src\Blockchain5>Blockchain5 createwallet
panic: crypto: requested hash function #9 is unavailable
goroutine 1 [running]:
crypto.Hash.New(0x9, 0x40, 0x40)
C:/Go/src/crypto/crypto.go:89 +0x117
main.HashPubKey(0xc042096100, 0x40, 0x40, 0xc0420491c0, 0xc0420491e0, 0xc042049180)
D:/go/src/Blockchain5/wallet.go:49 +0x91
main.Wallet.GetAddress(0x637da0, 0xc04204f540, 0xc0420491c0, 0xc0420491e0, 0xc042049180, 0xc042096100, 0x40, 0x40, 0x0, 0x0, ...)
D:/go/src/Blockchain5/wallet.go:34 +0x61
main.(*Wallets).CreateWallet(0xc0420724e8, 0x6365e0, 0xc042066a80)
D:/go/src/Blockchain5/wallets.go:31 +0x5f
main.(*CLI).createWallet(0xc04206ff70)
D:/go/src/Blockchain5/cli_createwallet.go:7 +0x3e
main.(*CLI).Run(0xc04206ff70)
D:/go/src/Blockchain5/cli.go:100 +0x5a8
main.main()
D:/go/src/Blockchain5/main.go:5 +0x32
该信息提示加密算法ripemd160找不到,这说明标准包中不含该算法的实现,需要手动安装扩展包。
浏览器输入该安装包路径:“golang.org/x/crypto/ripemd160”,提示无法访问,说明该网站在国内被禁了,需要先利用VPN等方式连接到外网,解决网络问题。
到Go 语言包管理网站 输入完整包名,如:“golang.org/x/crypto/ripemd160” ,回车或点击【Go!】。如果包名输入正确的话,下面会有提示下载过程,如果服务器上 `go get` 正确完成,下载地址列表会列出所有相关的包,点击下载即可。
接下来,复制 golang.org.x.crypto.tar.gz 到 $GOPATH 目录的 src 目录下,解压缩。接下来安装这个包:
$ go install golang.org/x/crypto/ripemd160
安装完成后,在wallet.go中 import “golang.org/x/crypto/ripemd160”
// HashPubKey hashes public key
func HashPubKey(pubKey []byte) []byte {
publicSHA256 := sha256.Sum256(pubKey)
RIPEMD160Hasher := ripemd160.New()
_, err := RIPEMD160Hasher.Write(publicSHA256[:])
if err != nil {
log.Panic(err)
}
publicRIPEMD160 := RIPEMD160Hasher.Sum(nil)
return publicRIPEMD160
}
重新编译运行,即可,结果如下:
D:\go\src\Blockchain5>Blockchain5 createwallet
Your new address: 12CNMc5CcitvdwUdy6gN4KUCUZLxNfu18x
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