一个基于PoS共识算法的区块链案例

本文首发与华为云博客

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。