POW简介
Proof of Work，工作证明。
POW共识算法主要是通过计算难度值来决定谁来出块。POW的工作量是指方程式求解，谁先解出来，谁就有权利出块。方程式是通过前一个区块的哈希值和随机值nonce来计算下一个区块的哈希值，谁先找到nonce，谁就能最先计算出下一个区块的哈希值，这种方式之所以被称为计算难度值是因为方程式没有固定解法，只能不断的尝试，这种解方程式的方式称为哈希碰撞，是概率事件，碰撞的次数越多，方程式求解的难度就会越大。比特币就是采用POW共识算法
算法具体实现原理
这里涉及到两个重要的概念，一个是难度系数，一个是nonce，nonce可以理解为一个随机数，就是挖矿中要找到一个符合条件的nonce值。
这里假设难度系数是4(比特币初始难度系数就是4)，将一个区块中的数据加上nonce值打包，nonce值从0开始一直递增，将这打包的数据计算hash值，hash满足最前面有4个0，就是挖矿成功。难度系数为多少，hash最前面就需要满足多少个0。
代码简单实现其原理
package main
import (
"strconv"
"time"
"crypto/sha256"
"strings"
"encoding/hex"
"fmt"
)
//pow 挖矿算法
//定义难度系数
const difiiculty = 4
type Block struct {
Index int // 区块高度
TimeStamp int64
Data string //交易记录
Hash string
Prehash string
Nonce int
Difficulty int //难度系数
}
//创建区块链
var BlockChain []Block
//创世区块
func GenesisBlock() *Block {
var geneBlock = Block{0, time.Now().Unix(), "", "", "", 0, difiiculty}
geneBlock.Hash = hex.EncodeToString(BlockHash(geneBlock))
return &geneBlock
}
func BlockHash(block Block) []byte {
re := strconv.Itoa(block.Index) + strconv.Itoa(int(block.TimeStamp)) + block.Data + block.Prehash +
strconv.Itoa(block.Nonce) + strconv.Itoa(block.Difficulty)
h := sha256.New()
h.Write([]byte(re))
hashed := h.Sum(nil)
return hashed
}
func isBlockValid(block Block) bool {
prefix := strings.Repeat("0", block.Difficulty)
return strings.HasPrefix(block.Hash, prefix)
}
//创建新区块 pow挖矿
func CreateNewBlock(lastBlock *Block, data string) *Block {
var newBlock Block
newBlock.Index = lastBlock.Index + 1
newBlock.TimeStamp = time.Now().Unix()
newBlock.Data = data
newBlock.Prehash = lastBlock.Hash
newBlock.Difficulty = difiiculty
newBlock.Nonce = 0
//开挖-当前区块的hash值的前面的0的个数与难度系数值相同
for {
//计算hash
cuhash := hex.EncodeToString(BlockHash(newBlock))
fmt.Println("挖矿中",cuhash)
newBlock.Hash = cuhash
if isBlockValid(newBlock) {
//校验区块
if VerflyBlock(newBlock, *lastBlock) {
fmt.Println("挖矿成功")
return &newBlock
}
}
newBlock.Nonce ++
}
}
//校验新的区块是否合法
func VerflyBlock(newblock Block, lastBlock Block) bool {
if lastBlock.Index +1 !=newblock.Index {
return false
}
if newblock.Prehash !=lastBlock.Hash {
return false
}
return true
}
func main() {
var genBlock = GenesisBlock()
newBlock := CreateNewBlock(genBlock,"新区块")
fmt.Println(newBlock)
}
输出
挖矿中 ac6665903c0cd2f000e17483fbcf6e3e8fa365de2b55663e7c94167f816d1489
挖矿中 a46e18c7938ccb2d0554232f94c6e8db933fae509adafd4091f5f0b51951e6ae
挖矿中 3738b5eb5f8f956974fc767058a6d7c94da0fc406e86df2d508b9b87fc109171
挖矿中 0000694b1acaec754175f0a49a1aa190e122b58e9f58125bd18ceec898f8d811
挖矿成功
&{1 1530267247 新区块 0000694b1acaec754175f0a49a1aa190e122b58e9f58125bd18ceec898f8d811 a8df431924b17633bdf0303763661aa7a41c2608cd99f6527542e1326c718152 12167 4}
