Hogyan készítsünk egy Blockchain-ot a Scratchból a Go-val

Bevezetés

Mivel a Web 3.0 és a blockchain minden nap egyre inkább mainstream, tudod, mi az a blockchain? Tudja annak műszaki előnyeit és felhasználási eseteit?

Ennek az oktatóanyagnak a célja a blokklánc-technológia bevezetése technikai szempontból, a semmiből építve.

Felejts el mindent, amit a közösségi médiában hallottál a blokkláncról. Most építeni fog egy blokklánc-rendszert a nullától kezdve, hogy valóban megértse ennek a peer-to-peer, elosztott technológiának a csínját-bínját.

Ezután gondolkodjon el a jövőjéről és előnyeiről. Spoiler figyelmeztetés: beleszeret a blockchain szoftverek programozásába.

Hogyan?

Kövesse egy olyan szoftverfejlesztő történetét, aki forradalmasítani kívánja helyi bárját azáltal, hogy blokklánc technológiát vezet be fizetési rendszeréhez.

Bár a blockchain több tagadhatatlan felhasználási esettel rendelkezik, jelenleg az első számú alkalmazás a fizetések. Ennek oka, hogy a bankok továbbra is egy nem hatékony, 40 éves infrastruktúrát működtetnek, amelyet CSV fájlok és FTP működtetnek.

A történet nagyon szórakoztató és érdekes tényeket tartalmaz a teljes blockchain ökoszisztémáról és különböző protokollokról, mint például a Bitcoin, az Ethereum és az XRP.

Mit fog építeni, megtanulni és megtenni ebben az oktatóanyagban?

  • Beállít egy Go projektet a helyi gépen előzetes GoLang tapasztalat nélkül
  • Létrehozza és terjeszti az első blockchain tokeneket
  • Egy CLI által vezérelt adatbázist fejleszt ki a Go nulláról
  • Megtudhatja, hogy a felhasználók milyen kevés joggal rendelkeznek kedvenc alkalmazásukban
  • Felfedezi a blokklánc fő értékét
  • Biztonsági kriptográfiai kivonatoló funkcióval megváltoztathatja a DB-t

Kezdjük tehát, és ugorjunk bele a történetünkbe.

⭐ Találkozzon Andrej főhőssel.

Andrej éjjel egy bártulajdonos, nappal pedig szoftverfejlesztő egy szlovákiai Bardejov nevű kisvárosban.

Andrej belefáradt:

  • Szolid, régimódi PHP / Java / Javascript alkalmazások programozása
  • Felejtve, hogy barátai és ügyfelei mennyi pénzzel tartoznak neki az összes ki nem fizetett péntek esti vodkás lövésért
  • Idő eltöltése érmék gyűjtésével és számlálásával, pénzváltás visszaadásával és általában a COVID-19-nek kitett bankszámlák megérintésével
  • Különböző műanyag zsetonok fenntartása asztali focihoz, dartshoz, biliárdhoz és pókerhez

Andrej szívesen:

  • Tökéletes, ellenőrizhető előzményekkel kell rendelkeznie a bár tevékenységéről és értékesítéséről, hogy bárja megfeleljen az adóügyi előírásoknak
  • Alakítsa át bárját autonóm, fizetéshatékony, decentralizált és biztonságos közegbe, amelyben megbízói megbízhatnak és profitálhatnak belőle

Célja egy egyszerű program megírása, és az ügyfelek egyenlegének virtuális formában tartása.

Andrej itt osztja meg gondolatait:

"Minden új ügyfél készpénzt ad nekem, és jóváírok nekik egy egyenértékű digitális zsetont (érméket / kriptovalutát). A tokenek egy monetáris egységet képviselnek a bárban és azon kívül is.

A felhasználók a zsetonokat a bár minden funkciójához felhasználják, az italok kifizetésétől, kölcsönkértektől és kölcsönadásuktól barátaikhoz, valamint asztali teniszezéshez, pókerhez és kickerhez.

Ha egy blokkot blockchain tokenek működtetnek, rengeteg értéket termel az ügyfeleim számára. Ellentétben a versenyemmel és az ezen az utcán található bárokkal, ahol az ügyfelek csak pénzt költenek és másnaposságot kapnak cserébe, a bár zsetonjaival rendelkező bárvendégeimnek részvényesi jogok lesznek.

Hasonlóan a részvények nagy részének birtoklásához egy olyan vállalatnál, mint az Apple vagy a Microsoft, az ezen bárjelekkel rendelkező ügyfelek szavazással és a következőkről dönthetnek a bár működéséről:

  • italok ára
  • nyitvatartási idő
  • új funkciók (TV, Jukebox ...)
  • belső és külső kialakítás
  • nyereség felosztása
  • stb.

Ó, ez programozási álom lesz!

Felhívom a tokeneket: A Blockchain Bar tokenek, TBB! "

Most, hogy Andrej megosztotta álmát, elkezdjük.

Tartalomjegyzék

  • Követelmények
  • Állítsa be a projektet
  • 01 | Az MVP adatbázis
  • 02 | Megmutató globális DB állapot
  • 03 | Monolit esemény vs tranzakció
  • 04 | Az emberek kapzsiak
  • 05 | Miért van szükségünk Blockchainre
  • 06 | L'Hash de Megváltoztathatatlan
  • Következő lépések

Követelmények

Merüljünk el a bemutatónkban. 2+ éves programozási tapasztalatot ajánlok Java / PHP / Javascript nyelven, vagy a Go-hoz hasonló nyelven.

Ha jó gyors bevezetést szeretne kapni, itt van egy ingyenes tanfolyam, amely elindítja.

Az A Tour Of Go hivatalos 17 előadását is elvégezheti, hogy megismerkedjen a nyelv szintaxisával és az alapfogalmakkal (~ 20 perc).

Miért megy?

Mert a blokklánchoz hasonlóan ez is egy fantasztikus technológia az általános programozási karriered szempontjából. A Go divatos nyelv, és a Go fejlesztői jobban fizetnek, mint az átlagos Java / PHP / Javascript pozíciók.

Go is optimized for multi-core CPU architecture. You can spawn thousands of light-weight threads (Go-routines) without problems. It's extremely practical for highly parallel and concurrent software such as blockchain networks.

By writing your software in Go, you achieve nearly C++ level of performance out of the box without killing yourself for that one time you forgot to free up memory.

Go also compiles to binary which makes it very portable.

Setup the project

This article has a dedicated open-sourced Github repository with full source code so you can compile the code and run the program on your own local machine.

If you get stuck at any chapter or a particular line of code, create a Github Issue in this repository describing your problem and I will help you out ASAP!

↓ Visit the Github repository and follow the installation instructions ↓

web3coach / the-blockchain-bar-newsletter-edition A forráskód az első 7 fejezethez: „A blokklánc programozási módja” e-könyv. - web3coach / the-blockchain-bar-newsletter-edition web3coach GitHub

01 | Az MVP adatbázis

git checkout c1_genesis_json

Andrej a 90-es években sajátította el a relációs SQL adatbázisokat. Tudja, hogyan készítsen fejlett adatmodelleket, és hogyan optimalizálja az SQL lekérdezéseket.

Itt az ideje, hogy Andrej utolérje az innovációt, és elkezdje a Web 3.0 szoftver építését.

Szerencsére, miután a múlt héten elolvasta a "The Lean Startup" könyvet, Andrej úgy érzi, hogy egyelőre nem kellene túlságosan megterveznie a megoldást. Ezért egy egyszerű, de hatékony JSON fájlt választ a sáv MVP adatbázisához.

Kezdetben volt egy primitív központosított adatbázis.

? Összegzés

A Blockchain egy adatbázis.

1. felhasználó, Andrej

Március 18., hétfő.

Andrej 1 millió segédjelzőt generál.

In the blockchain world, tokens are units inside the blockchain database. Their real value in dollars or euro fluctuates based on their demand and popularity.

Every blockchain has a "Genesis" file. The Genesis file is used to distribute the first tokens to early blockchain participants.

It all starts with a simple, dummy genesis.json.

Andrej creates the file ./database/genesis.json where he defines that The Blockchain Bar's database will have 1M tokens and all of them will belong to Andrej:

{ "genesis_time": "2019-03-18T00:00:00.000000000Z", "chain_id": "the-blockchain-bar-ledger", "balances": { "andrej": 1000000 } } 

The tokens need to have a real "utility", that is a use case. Users should be able to pay with them from day 1!

Andrej must comply with law regulators (the SEC). It is illegal to issue unregistered security. On the other hand, utility tokens are fine, so right away he prints and sticks a new pricing white p̶a̶p̶e̶r̶ poster on the bar's door.

Andrej assigns a starting monetary value to his tokens so he can exchange them for euro, dollars, or other fiat currency.

1 TBB token = 1€ | Item | Price | | ------------------------- | ------- | | Vodka shot | 1 TBB | | Orange juice | 5 TBB | | Burger | 2 TBB | | Crystal Head Vodka Bottle | 950 TBB | 

Andrej also decides he should be getting 100 tokens per day for maintaining the database and having such a brilliant disruptive idea.

?Fun Facts

Az Ethereum blokklánc első genezisét (ETH) létrehozták és elosztották a korai befektetőknek és fejlesztőknek, ugyanúgy, mint Andrej segédeszközét. 2017-ben az Ethereum blokklánc hálózat ICO (kezdeti érmekínálat) fellendülése során a projekt alapítói írták és fehér könyveket mutatott be a befektetőknek. A whitepaper egy olyan technikai dokumentum, amely egy összetett kérdést és lehetséges megoldást vázol fel, egy adott kérdés oktatására és megvilágítására. A világon a blockchains, fehér papír szolgál, hogy felvázolja az előírásokat, hogy hogyan, hogy az adott blockchain fog kinézni és viselkedni, ha már developed.Blockchain projektek között emelt € 10M € 300M per whitepaperötlet.pénzért cserébe (az ICO "finanszírozása") a befektetők nevei szerepelnének a kezdeti "genetikai egyenlegekben", hasonlóan ahhoz, ahogy Andrej tette. A befektetők reményei az ICO-nál az, hogy a genezis érmék növekednek, és hogy a csapatok szállítják a vázolt blokkláncot. Természetesen nem minden fehér papír ötlet valósul meg. A homályos vagy hiányos ötletek miatt elvesztett hatalmas beruházások miatt a blokklánc negatív tudósítást kapott a médiában ezekben az ICO-kban, és miért tartják egyesek még mindig hype-nak. De az alapul szolgáló blockchain technológia fantasztikus és hasznos, amint ezt a könyvet tovább tanulja. Csak rossz színészek éltek vissza vele.

? Összegzés

A Blockchain egy adatbázis.

A token-ellátás, a kezdeti felhasználói egyenlegek és a globális blokklánc-beállítások, amelyeket egy Genesis fájlban definiál.

02 | Megmutató globális DB állapot

git checkout c2_db_changes_txt

Halott fél

Monday, March 25.

After a week of work, the bar facilities are ready to accept tokens. Unfortunately, no one shows up, so Andrej orders three shots of vodka for himself and writes the database changes on a piece of paper:

andrej-3; // 3 shots of vodka andrej+3; // technically purchasing from his own bar andrej+700; // Reward for a week of work (7x100 per day) 

To avoid recalculating the latest state of each customer's balance, Andrej creates a ./database/state.json file storing the balances in an aggregated format.

New DB state:

{ "balances": { "andrej": 1000700 } } 

Bonus for BabaYaga

Tuesday, March 26.

To bring traffic to his bar, Andrej announces an exclusive 100% bonus for everyone who purchases the TBB tokens in the next 24 hours.

Bing! He gets his first customer called BabaYaga. BabaYaga pre-purchases 1000€ worth of tokens, and to celebrate, she immediately spends 1 TBB for a vodka shot. She has a drinking problem.

DB transactions written on a piece of paper:

andrej-2000; // transfer to BabaYaga babayaga+2000; // pre-purchase with 100% bonus babayaga-1; andrej+1; andrej+100; // 1 day of sun coming up 

New DB state:

{ "balances": { "andrej": 998801, "babayaga": 1999 } } 

?Fun Facts

A Blockchain ICO (whitepapereken alapuló kezdeti érmekínálat) projektek gyakran különböző bónuszokkal osztják szét a genezis zsetonokat, attól függően, hogy hányat vásárol közülük, és milyen korán teszi meg. A csapatok átlagosan 10-40% -os bónuszt kínálnak a korai "résztvevőknek". A "befektető" szót kerülik, így a törvényi szabályozók nem tekintik a tokent biztonságnak. A projektek úgy ítélnék meg, hogy fő termékük, a blockchain tokenek "repülési, hűségpontként" működnek. A "résztvevők" később akár több hónap múlva tőzsdén keresztül akár 1000% -ot is elérhettek a lakosság számára.

? Összegzés

A Blockchain egy adatbázis.

A token-ellátás, a kezdeti felhasználói egyenlegek és a globális blokklánc-beállítások, amelyeket egy Genesis fájlban definiál.

A Genesis mérlegek jelzik, hogy mi volt az eredeti blokklánc állapot, és utána soha nem frissülnek.

The database state changes are called Transactions (TX).

03 | Monolithic Event vs Transaction

git checkout c3_state_blockchain_component

Developers used to event-sourcing architecture must have immediately recognized the familiar principles behind transactions. They are correct.

Blockchain transactions represent a series of events, and the database is a final aggregated, calculated state after replaying all the transactions in a specific sequence.

Andrej Programming

Tuesday evening, March 26.

It's a relaxing Tuesday evening for Andrej. Celebrating his first client, he decides to play some Starcraft and clean up his local development machine by removing some old pictures.

Unfortunately, he prematurely pressed enter when typing a removal command path in terminal sudo rm -rf /. Oops.

All his files, including the bar's genesis.json and state.json are gone.

Andrej, being a senior developer, repeatedly shouted some f* words very loudly for a few seconds, but he didn't panic!

While he didn't have a backup, he had something better — a piece of paper with all the database transactions. The only thing he needs to do is replay all the transactions one by one, and his database state will get recovered.

Impressed by the advantages of event-based architecture, he decides to extend his MVP database solution. Every bar's activity, such as individual drink purchases, MUST be recorded inside the blockchain database.

Each customer will be represented in DB using an Account Struct:

type Account string 

Each Transaction (TX - a database change) will have the following four attributes: from, to, value and data.

The data attribute with one possible value (reward) captures Andrej's bonus for inventing the blockchain and increases the initial TBB tokens total supply artificially (inflation).

type Tx struct { From Account `json:"from"` To Account `json:"to"` Value uint `json:"value"` Data string `json:"data"` } func (t Tx) IsReward() bool { return t.Data == "reward" } 

The Genesis DB will remain a JSON file:

{ "genesis_time": "2019-03-18T00:00:00.000000000Z", "chain_id": "the-blockchain-bar-ledger", "balances": { "andrej": 1000000 } } 

All the transactions, previously written on a piece of paper, will be stored in a local text-file database called tx.db, serialized in JSON format and separated by line-break character:

{"from":"andrej","to":"andrej","value":3,"data":""} {"from":"andrej","to":"andrej","value":700,"data":"reward"} {"from":"andrej","to":"babayaga","value":2000,"data":""} {"from":"andrej","to":"andrej","value":100,"data":"reward"} {"from":"babayaga","to":"andrej","value":1,"data":""} 

The most crucial database component encapsulating all the business logic will be State:

type State struct { Balances map[Account]uint txMempool []Tx dbFile *os.File } 

The State struct will know about all user balances and who transferred TBB tokens to whom, and how many were transferred.

It's constructed by reading the initial user balances from genesis.json file:

func NewStateFromDisk() (*State, error) { // get current working directory cwd, err := os.Getwd() if err != nil { return nil, err } genFilePath := filepath.Join(cwd, "database", "genesis.json") gen, err := loadGenesis(genFilePath) if err != nil { return nil, err } balances := make(map[Account]uint) for account, balance := range gen.Balances { balances[account] = balance } 

Afterwards, the genesis State balances are updated by sequentially replaying all the database events from tx.db:

 txDbFilePath := filepath.Join(cwd, "database", "tx.db") f, err := os.OpenFile(txDbFilePath, os.O_APPEND|os.O_RDWR, 0600) if err != nil { return nil, err } scanner := bufio.NewScanner(f) state := &State{balances, make([]Tx, 0), f} // Iterate over each the tx.db file's line for scanner.Scan() { if err := scanner.Err(); err != nil { return nil, err } // Convert JSON encoded TX into an object (struct) var tx Tx json.Unmarshal(scanner.Bytes(), &tx) // Rebuild the state (user balances), // as a series of events if err := state.apply(tx); err != nil { return nil, err } } return state, nil } 

The State component is responsible for:

  • Adding new transactions to Mempool
  • Validating transactions against the current State (sufficient sender balance)
  • Changing the state
  • Persisting transactions to disk
  • Calculating accounts balances by replaying all transactions since Genesis in a sequence

Adding new transactions to Mempool:

func (s *State) Add(tx Tx) error { if err := s.apply(tx); err != nil { return err } s.txMempool = append(s.txMempool, tx) return nil } 

Persisting the transactions to disk:

func (s *State) Persist() error { // Make a copy of mempool because the s.txMempool will be modified // in the loop below mempool := make([]Tx, len(s.txMempool)) copy(mempool, s.txMempool) for i := 0; i < len(mempool); i++ { txJson, err := json.Marshal(s.txMempool[i]) if err != nil { return err } if _, err = s.dbFile.Write(append(txJson, '\n')); err != nil { return err } // Remove the TX written to a file from the mempool // Yes... this particular Go syntax is a bit weird s.txMempool = append(s.txMempool[:i], s.txMempool[i+1:]...) } return nil }

Changing, Validating the state:

func (s *State) apply(tx Tx) error { if tx.IsReward() { s.Balances[tx.To] += tx.Value return nil } if tx.Value > s.Balances[tx.From] { return fmt.Errorf("insufficient balance") } s.Balances[tx.From] -= tx.Value s.Balances[tx.To] += tx.Value return nil } 

Building a Command-Line-Interface (CLI)

Tuesday evening, March 26.

Andrej wants to have a convenient way to add new transactions to his DB and list the latest balances of his customers. Because Go programs compile to binary, he builds a CLI for his program.

The easiest way to develop CLI based programs in Go is by using the third party github.com/spf13/cobra library.

Andrej initializes Go's built-in dependency manager for his project, called go modules:

cd $GOPATH/src/github.com/web3coach/the-blockchain-way-of-programming-newsletter-edition

go mod init github.com/web3coach/the-blockchain-way-of-programming-newsletter-edition

The Go modules command will automatically fetch any library you reference within your Go files.

Andrej creates a new directory called: cmd with a subdirectory tbb:

mkdir -p ./cmd/tbb

Inside he creates a main.go file, serving as the program's CLI entry point:

package main import ( "github.com/spf13/cobra" "os" "fmt" ) func main() { var tbbCmd = &cobra.Command{ Use: "tbb", Short: "The Blockchain Bar CLI", Run: func(cmd *cobra.Command, args []string) { }, } err := tbbCmd.Execute() if err != nil { fmt.Fprintln(os.Stderr, err) os.Exit(1) } } 

The Go programs are compiled using the install cmd:

go install ./cmd/tbb/...

go: finding github.com/spf13/cobra v1.0.0 go: downloading github.com/spf13/cobra v1.0.0 go: extracting github.com/spf13/cobra v1.0.0

Go will detect missing libraries and automatically fetch them before compiling the program. Depending on your $GOPATH the resulting program will be saved in the $GOPATH/bin folder.

echo $GOPATH

/home/web3coach/go

which tbb

/home/web3coach/go/bin/tbb

You can run tbb from your terminal now, but it will not do anything because the Run function inside the main.go file is empty.

The first thing Andrej needs is versioning support for his tbb CLI program.

Next to the main.go file, he creates a version.go command:

package main import ( "fmt" "github.com/spf13/cobra" ) const Major = "0" const Minor = "1" const Fix = "0" const Verbal = "TX Add && Balances List" var versionCmd = &cobra.Command{ Use: "version", Short: "Describes version.", Run: func(cmd *cobra.Command, args []string) { fmt.Printf("Version: %s.%s.%s-beta %s", Major, Minor, Fix, Verbal) }, } 

Compiles and runs it:

go install ./cmd/tbb/...

tbb version

Version: 0.1.0-beta TX Add && Balances List

Perfect.

Identically to the version.go file, he creates a balances.go file:

func balancesCmd() *cobra.Command { var balancesCmd = &cobra.Command{ Use: "balances", Short: "Interact with balances (list...).", PreRunE: func(cmd *cobra.Command, args []string) error { return incorrectUsageErr() }, Run: func(cmd *cobra.Command, args []string) { }, } balancesCmd.AddCommand(balancesListCmd) return balancesCmd } 

The balances command will be responsible for loading the latest DB State and printing it to the standard output:

var balancesListCmd = &cobra.Command{ Use: "list", Short: "Lists all balances.", Run: func(cmd *cobra.Command, args []string) { state, err := database.NewStateFromDisk() if err != nil { fmt.Fprintln(os.Stderr, err) os.Exit(1) } defer state.Close() fmt.Println("Accounts balances:") fmt.Println("__________________") fmt.Println("") for account, balance := range state.Balances { fmt.Println(fmt.Sprintf("%s: %d", account, balance)) } }, } 

Andrej verifies if the cmd works as expected. It should print the exact balances defined in the Genesis file because the tx.db file is still empty.

go install ./cmd/tbb/...

tbb balances list

Accounts balances: __________________ andrej: 1000000 

Works well! Now he only needs a cmd for recording the bar's activity.

Andrej creates ./cmd/tbb/tx.go cmd:

func txCmd() *cobra.Command { var txsCmd = &cobra.Command{ Use: "tx", Short: "Interact with txs (add...).", PreRunE: func(cmd *cobra.Command, args []string) error { return incorrectUsageErr() }, Run: func(cmd *cobra.Command, args []string) { }, } txsCmd.AddCommand(txAddCmd()) return txsCmd } 

The tbb tx add cmd uses State.Add(tx) function for persisting the bar's events into the file system:

func txAddCmd() *cobra.Command { var cmd = &cobra.Command{ Use: "add", Short: "Adds new TX to database.", Run: func(cmd *cobra.Command, args []string) { from, _ := cmd.Flags().GetString(flagFrom) to, _ := cmd.Flags().GetString(flagTo) value, _ := cmd.Flags().GetUint(flagValue) fromAcc := database.NewAccount(from) toAcc := database.NewAccount(to) tx := database.NewTx(fromAcc, toAcc, value, "") state, err := database.NewStateFromDisk() if err != nil { fmt.Fprintln(os.Stderr, err) os.Exit(1) } // defer means, at the end of this function execution, // execute the following statement (close DB file with all TXs) defer state.Close() // Add the TX to an in-memory array (pool) err = state.Add(tx) if err != nil { fmt.Fprintln(os.Stderr, err) os.Exit(1) } // Flush the mempool TXs to disk err = state.Persist() if err != nil { fmt.Fprintln(os.Stderr, err) os.Exit(1) } fmt.Println("TX successfully added to the ledger.") }, } 

The tbb tx add cmd has 3 mandatory flags: --from, --to and --value.

cmd.Flags().String(flagFrom, "", "From what account to send tokens") cmd.MarkFlagRequired(flagFrom) cmd.Flags().String(flagTo, "", "To what account to send tokens") cmd.MarkFlagRequired(flagTo) cmd.Flags().Uint(flagValue, 0, "How many tokens to send") cmd.MarkFlagRequired(flagValue) return cmd 

The CLI is done!

Andrej migrates all transactions from paper to his new DB:

tbb tx add --from=andrej --to=andrej --value=3

tbb tx add --from=andrej --to=andrej --value=700

tbb tx add --from=babayaga --to=andrej --value=2000

tbb tx add --from=andrej --to=andrej --value=100 --data=reward

tbb tx add --from=babayaga --to=andrej --value=1

Read all TXs from disk and calculate the latest state:

tbb balances list

Accounts balances: __________________ andrej: 998801 babayaga: 1999 

Bar data successfully restored! Phew, what a night!

About the Cobra CLI library

The good thing about the Cobra lib for CLI programming is the additional features it comes with. For example, you can now run: tbb help cmd and it will print out all TBB registered sub-commands with instructions on how to use them.

 tbb help The Blockchain Bar CLI Usage: tbb [flags] tbb [command] Available Commands: balances Interact with balances (list...). help Help about any command tx Interact with txs (add...). version Describes version. Flags: -h, --help help for tbb Use "tbb [command] --help" for more information about a command. 

?Fun Facts

Az ügyfelek adatainak véletlen elvesztése napjainkban a vállalati világ szokásos szombata. A Blockchain javítja ezt az adattárolás decentralizálásával. Andrej trükkje úgy süt be a programba, hogy kihagyja a jutalomként megjelölt TX-ek egyenleg-ellenőrzését. A Bitcoin és az Ethereum ugyanúgy működik. A blokkot bányászó számla egyenlege kékből nő, mivel a teljes tokenek ellátási inflációja befolyásolja az egész láncot. A bitcoinok teljes készletének felső határa 21M BTC. A "bányászatról" és a "blokkokról" többet megtudhat a 7. és 10. fejezetben. A State és a Mempool összetevők nem egyediek ebben a programban. Andrej a neveket és a terveket úgy választotta meg, hogy megfeleljenek az egyszerűsített go-Ethereum modellnek, így bepillanthat az Ethereum mag forráskódjába.

? Összegzés

A Blockchain egy adatbázis.

A token-ellátást, a kezdeti felhasználói egyenlegeket és a globális blokklánc-beállításokat egy Genesis fájl határozza meg.

A Genezis-mérlegek jelzik, hogy mi volt az eredeti blokklánc-állapot, és ezeket soha nem frissítik.

Az adatbázisállapot-változásokat tranzakcióknak (TX) nevezzük.

A tranzakciók régimódi események.

⚒ Tanulmányi kód

Vállalás: 5d4b0b

Beszéljünk a kapzsiságról.

04 | Az emberek kapzsiak

git checkout c4_caesar_transfer

Tipikus üzleti mohóság

Március 27., szerda.

A BabaYaga kissé túl sokat fektetett be. Elfelejtette, hogy a lakás bérleti díja a sarkon van, és nincs pénze. BabaYaga felhívja lakás tulajdonosát, Caesart.

BabaYaga: Hey Caesar, I am sorry, but I don't have the cash to pay you the rent this month…

Caesar: Why not?

BabaYaga: The Blockchain Bar ICO offered a massive bonus, and I purchased 2000€ worth of tokens for just 1000€. It was a great deal!

Caesar: What the heck are you talking about? What is an ICO? What on earth are tokens? Can you pay me in some other way?

BabaYaga: Oh, not again. I can give you 1000 TBB tokens worth 1000€, and you can use them in the bar to pay for your drinks! Let me call the bar owner, Andrej, and make the transfer!

Caesar: All right... I will take it.

Andrej performs the transfer, but decides to charge an extra 50 TBB tokens for his troubles. He doesn't want to, BUT the bar shareholders who invested in him a few years ago are forcing him to generate profit as soon as possible.

BabaYaga won't notice this relatively small fee most likely anyway, Andrej tells himself. In the end, only he has the DB access.

// Rent payment

tbb tx add --from=babayaga --to=caesar --value=1000

// hidden fee charge

tbb tx add --from=babayaga --to=andrej --value=50

// new reward for another day of maintaining the DB

tbb tx add --from=andrej --to=andrej --value=100 --data=reward

?Fun Facts

Az első számú blockchain felhasználási eset a banki tevékenység. Számos blokklánc-projekt célja a különböző valutaváltók (XRP) közötti belföldi és nemzetközi pénzváltás optimalizálása. Más projektek a szabadságra és az önálló szuverén identitásra (SSI) összpontosítanak - az egyént felismerő digitális mozgalomnak birtokolnia és ellenőriznie kell identitását és pénzét a beavatkozó közigazgatási hatóságok vagy más központosított közvetítők nélkül. Az SSI lehetővé teszi az emberek számára, hogy ugyanolyan szabadsággal és bizalmi képességgel lépjenek kapcsolatba a digitális világban, mint az offline világban. (Bitcoin / Ethereum) Íme néhány szórakoztató tény, amiért a blokklánc tökéletesen megfelel bankja jelenlegi banki infrastruktúrájának cseréjére. A virtuális tokenek jó tulajdonsága a helyettesíthetőségük - azaz a kereskedelem képessége, és minden egység ugyanolyan használható, mint a következő.A számláról a számlára történő átutalás egyszerűen elvégezhető az adatbázis állapotának megváltoztatásával. A kriptopénzek 24/7-ben forgalmazhatók. Közvetlenül nem kereskedhet részvényekkel. Keresztül kell mennie egy brókeren, aki a teljes tranzakció egy százalékát veszi részt díjaként (éves átlagos nyereség 1-3% -tól 7% -ig). A nemzetközi banki átutalás 3-10 munkanapot vesz igénybe, és akár 5% -ba is kerülhet. az átadott értékből! Ha 10 000 dollárt küld, akkor legfeljebb 500 dollárt kell fizetnie. Az elmúlt 40 év mögött álló technológia? FTP + CSV fájlok. Ön szerint igazságos a tőzsde? A bankokat, az indexeket és a részvényeket erősen központosítják és ellenőrzik a kormányok és a Wall Street privát csoportjai. Szabad piac? A Wall Street szabályozza, hogy egy nap alatt mennyit ugrhatnak / eshetnek az árak. Például a Wall Street leállította az "S&P 500 Index" kereskedését7% -os visszaesés után, hogy megvédjék befektetőiket és fedezeti alapjaikat a részvényeiket eladóktól származó pénz elvesztésétől a COVID hírek után 2020 márciusában. Utána a FED dollármilliárdokat nyomtatott ki maguknak a részvényárfolyam támogatására. Ha olyan fejlesztő vagy, aki szeret pénzt megtakarítani és elkerülni az adósságokat, akkor a megtakarításaid egy ismeretlen százalékkal egyik napról a másikra elvesztették az értéküket. Sok ország negatív hozamokba kerül, egy ismeretlen következményekkel nem rendelkező, feltáratlan területen. Mit is jelent ez? Hamarosan fizetnie kell a banknak a megtakarítások megőrzéséért. Az infláció a legjobb. Kénytelen elkölteni a pénzét egy olyan rendszer támogatására, amelyet nem Ön irányít.a FED dollármilliárdokat nyomtatott ki maguknak a részvényárfolyam támogatására. Ha olyan fejlesztő vagy, aki szeret pénzt megtakarítani és elkerülni az adósságokat, akkor a megtakarításaid egy ismeretlen százalékkal egyik napról a másikra elvesztették az értéküket. Sok ország negatív hozamokba kerül, egy ismeretlen következményekkel nem rendelkező, feltáratlan területen. Mit is jelent ez? Hamarosan fizetnie kell a banknak a megtakarítások megőrzéséért. Az infláció a legjobb. Kénytelen elkölteni a pénzét egy olyan rendszer támogatására, amelyet nem Ön irányít.a FED dollármilliárdokat nyomtatott ki maguknak a részvényárfolyam támogatására. Ha olyan fejlesztő vagy, aki szeret pénzt megtakarítani és elkerülni az adósságokat, akkor a megtakarításaid egy ismeretlen százalékkal egyik napról a másikra elvesztették az értéküket. Sok ország negatív hozamokba kerül, egy ismeretlen következményekkel nem rendelkező, feltáratlan területen. Mit is jelent ez? Hamarosan fizetnie kell a banknak a megtakarítások megőrzéséért. Az infláció a legjobb. Kénytelen elkölteni a pénzét egy olyan rendszer támogatására, amelyet nem Ön irányít.Kénytelen elkölteni a pénzét egy olyan rendszer támogatására, amelyet nem Ön irányít.Kénytelen elkölteni a pénzét egy olyan rendszer támogatására, amelyet nem Ön irányít.

⚒ Study Code

Commit: 00d6ed

05 | Why We Need Blockchain

git checkout c5_broken_trust

BabaYaga Seeks Justice

Thursday, March 28.

BabaYaga enters the bar for her birthday.

BabaYaga: Hey, Andrej! Today is my birthday! Get me your most expensive bottle!

Andrej: Happy birthday! Here you go: Crystal Head Vodka. But you need to purchase one additional TBB token. The bottle costs 950 tokens, and your balance is 949.

BabaYaga: What?! My balance is supposed to be 999 TBB!

Andrej: The funds transfer to Caesar you requested last week cost you 50 tokens.

BabaYaga: This is unacceptable! I would never agree to such a high fee. You can't do this, Andrej. I trusted your system, but you are as unreliable as every other business owner. Things must change!

Andrej: All right, look. You are my most loyal customer, and I didn't want to charge you, but my shareholders forced me.

Let me re-program my system and make it completely transparent and decentralized. After all, if everyone were able to interact with the bar without going through me, it would significantly improve the bar's efficiency and balance the level of trust!

  • Ordering drinks would take seconds instead of minutes
  • The customers who forgot their wallets at home could borrow or lend tokens to each other
  • I wouldn't have to worry about losing the clients data (again) as everyone would have a copy of it
  • The database would be immutable, so once everyone would agree on a specific state, no one else can change it or maliciously modify the history. Immutability would help with yearly tax audits as well!
  • If shareholders wanted to introduce new fees or raise the current ones, everyone involved in the blockchain system would notice and have to agree with it. The users and business owners would even have to engage in some decentralized governance system together, based on voting, probably. In case of a disagreement, the users walk away with all their data!

BabaYaga: Well, it certainly sounds good, but is this even possible?

Andrej: Yes, I think so. With a bit of hashing, linked lists, immutable data structure, distributed replication, and asymmetric cryptography!

BabaYaga: Fogalmam sincs, amit most mondtál, de menj és csináld a stréber dolgodat , Andrej!

?Érdekességek

A Bitcoin és az Ethereum bányászai ~ 15 percenként jutalmat is kapnak a blokklánc-szerverek (csomópontok) futtatásáért és a tranzakciók érvényesítéséért. Minden 15 percben egy Bitcoin-bányász 12,5 BTC-t kap (100 ezer dollár az oldal írásakor), hogy fedezze szervereinek költségeit + némi profitot termel. A Bitcoin hálózat annyi áramot fogyaszt, mint Ausztria teljes országa. Ez a világ éves villamosenergia-fogyasztásának 0,29% -át teszi ki. Évente 76,84 TWh-t fogyaszt, 36,50 Mt szén-dioxid-kibocsátással (Új-Zéland). Forrás. Miért? Később (11. fejezetben) többet megtudhat, ahol a semmiből programoz egy Bitcoin bányászati ​​algoritmust! PS: Algoritmusunk valamivel kevesebb áramot fog fogyasztani :)

? Összegzés

Closed software with centralized access to private data allows for just a handful of people to have a lot of power. Users don’t have a choice, and shareholders are in business to make money.

Blockchain developers aim to develop protocols where applications' entrepreneurs and users synergize in a transparent, auditable relationship. Specifications of the blockchain system should be well-defined from the beginning and only change if its users support it.

Blockchain is a database. The token supply, initial user balances, and global blockchain settings are defined in a Genesis file. The Genesis balances indicate what was the original blockchain state and are never updated afterwards.

The database state changes are called Transactions (TX). Transactions are old fashion Events representing actions within the system.

⚒ Study Code

Commit: 642045

06 | L'Hash de Immutable

git checkout c6_immutable_hash

The technical difficulty starts with this section! The concepts will only get more challenging but at the same time, very exciting. Buckle up :)

How to Program an Immutable Database?

Friday, March 29.

If Andrej wants to figure out how to program an immutable DB, he has to realize why other database systems are mutable by design.

He decides to analyze an all-mighty MySQL DB Table:

| id | name | balance | | -- | -------- | ------- | | 1 | Andrej | 998951 | | 2 | BabaYaga | 949 | | 3 | Caesar | 1000 |

In MySQL DB, anyone with access and a good enough reason can perform a table update such as:

UPDATE user_balance SET balance = balance + 100 WHERE id > 1 

Updating values across different rows is possible because the table rows are independent, mutable, and the latest state is not apparent.

Mi a legújabb DB változás? Az utolsó oszlop megváltozott? Utolsó sor beszúrva? Ha igen, honnan tudhatja Andrej, hogy melyik sort törölte a közelmúltban? Ha a sorok és a tábla állapota szorosan összekapcsolódott, függő, más néven, az 1. sor frissítése egy teljesen új, más táblázatot generálna, Andrej elérné változhatatlanságát.

Hogyan lehet megmondani, hogy megváltozott-e valamelyik bájt az adatbázisban?

A változtathatatlanság a hash függvényeken keresztül

A hashelés olyan folyamat, amely tetszőleges hosszúságú karakterlánc-bemenetet vesz fel, és rögzített hosszúságú hash-karakterláncot állít elő. Bármilyen változás a bemenetben új, más kivonatot eredményez.

package main import ( "crypto/sha256" "fmt" ) func main()  99896  

Próbálja ki: //play.golang.org/p/FTPUa7IhOCE

Andrejnek is szüksége van bizonyos szintű biztonságra az adatbázisához, ezért a következő tulajdonságokkal rendelkező kriptográfiai hasítási funkció mellett dönt :

  • determinista - ugyanaz az üzenet mindig ugyanazt a hash-t eredményezi
  • it is quick to compute the hash value for any given message
  • it is infeasible to generate a message from its hash value except by trying all possible messages
  • a small change to a message should change the hash value so extensively that the new hash value appears uncorrelated with the old hash value
  • it is infeasible to find two different messages with the same hash value

Implementing the DB Content Hashing

Saturday Evening, March 30.

Andrej modifies the Persist() function to return a new content hash, Snapshot, every time a new transaction is persisted.

type Snapshot [32]byte 

The Snapshot is produced by this new sha256 secure hashing function:

func (s *State) doSnapshot() error { // Re-read the whole file from the first byte _, err := s.dbFile.Seek(0, 0) if err != nil { return err } txsData, err := ioutil.ReadAll(s.dbFile) if err != nil { return err } s.snapshot = sha256.Sum256(txsData) return nil } 

The doSnapshot() is called by the modified Persist() function. When a new transaction is written into the tx.db file, the Persist() hashes the entire file content and returns its 32 bytes "fingerprint" hash.

From this moment, everyone can 100% confidently and securely refer to any particular database state (set of data) with a specific snapshot hash.

⚓Practice time

1/4 Run the tbb balances list cmd and check the balances are matching.

tbb balances list

Account balances at 7d4a360f465d... | id | name | balance | | -- | -------- | ------- | | 1 | Andrej | 999251 | | 2 | BabaYaga | 949 | | 3 | Caesar | 1000 |

2/4 Remove the last 2 rows from ./database/tx.db and check the balances again.

tbb balances list

Account balances at 841770dcd3... | id | name | balance | | -- | -------- | ------- | | 1 | Andrej | 999051 | | 2 | BabaYaga | 949 | | 3 | Caesar | 1000 | 

3/4 Reward Andrej for the last 2 days (from 28th to 30th of March):

Reward Transaction 1:

tbb tx add --from=andrej --to=andrej --value=100 --data=reward

Persisting new TX to disk: {"from":"andrej","to":"andrej","value":100,"data":"reward"} New DB Snapshot: ff2470c7043f5a34169b5dd38921ba6825b03b3facb83e426 TX successfully persisted to the ledger. 

Reward Transaction 2:

tbb tx add --from=andrej --to=andrej --value=100 --data=reward

Persisting new TX to disk: {"from":"andrej","to":"andrej","value":100,"data":"reward"} New DB Snapshot: 7d4a360f468b837b662816bcdc52c1869f99327d53ab4a9ca TX successfully persisted to the ledger. 

4/4 Run the tbb balances list cmd and ensure the balances and the snapshot hash is the same as at the beginning.

tbb balances list

Account balances at 7d4a360f465d... | id | name | balance | | -- | -------- | ------- | | 1 | Andrej | 999251 | | 2 | BabaYaga | 949 | | 3 | Caesar | 1000 | 

Done!

Because the cryptographic hash function sha256 produces the same output (given the same inputs (current tx.db and 2x tbb tx add)), if you follow the exact steps on your own computer, you will generate the exact same database state and hashes!

? Summary

Closed software with centralized access to private data puts only a few people to the position of power. Users don’t have a choice, and shareholders are in business to make money.

Blockchain developers aim to develop protocols where applications' entrepreneurs and users synergize in a transparent, auditable relation. Specifications of the blockchain system should be well defined from the beginning and only change if its users support it.

Blockchain is an immutable database. The token supply, initial user balances, and global blockchain settings you define in a Genesis file. The Genesis balances indicate what was the original blockchain state and are never updated afterwards.

The database state changes are called Transactions (TX). Transactions are old fashion Events representing actions within the system.

The database content is hashed by a secure cryptographic hash function. The blockchain participants use the resulted hash to reference a specific database state.

⚒ Study Code

Commit: b99e51

Next steps

You finished the first few chapters! Congratulations!

█▒▒▒▒▒▒▒▒▒ 10%

But this was just a quick warm-up. Blockchain is a very challenging and extensive technology, and you would need an entire book explaining how to build the full system and all of its components from scratch - so I wrote one.

You can continue reading in the next free chapter in my newsletter version of "The Blockchain Way of Programming" eBook.

07 | The Blockchain Programming Model

  • Improving Performance of an Immutable DB
  • Batch + Hash + Linked List ⇒ Blocks
  • Migrating from TX.db to BLOCKS.db

Learning: You redesign and refactor your MVP database into a blockchain architecture.

Continue in the tutorial: //web3.coach#book

Thanks for reading!