La publicación Guía paso a paso para construir una cadena de bloques con Go (Golang) apareció primero en Coinpedia Fintech News
Introducción
La tecnología blockchain ha transformado radicalmente la forma en que vemos los datos y la seguridad. En esencia, la tecnología blockchain es un libro de contabilidad distribuido que registra transacciones en múltiples nodos, lo que hace que sea casi imposible alterar estos registros una vez que se confirman. Esta innovación revolucionaria ha revolucionado el sector financiero y ha dado origen al mercado de las criptomonedas.
Pero la influencia de blockchain no termina allí: está transformando industrias como la atención médica, la gestión de la cadena de suministro y más.
Go (Golang): la combinación perfecta para el desarrollo de blockchain
Go, también conocido como Golang, es un lenguaje de programación desarrollado por Google, reconocido por su eficiencia y escalabilidad en el desarrollo de software. Como lenguaje compilado y tipado estáticamente, Go traduce el código directamente al lenguaje de máquina, lo que da como resultado una ejecución más rápida, algo que las redes blockchain necesitan de manera crítica.
Los sistemas blockchain exigen velocidad y alto rendimiento, y es ahí donde Go destaca.
Una de las características más destacadas de Go es su capacidad de soportar concurrencia. Esto significa que Go puede manejar múltiples operaciones simultáneamente, maximizando la utilización del sistema. En blockchain, donde múltiples bloques y transacciones ocurren a la vez, el modelo de concurrencia de Go administra estas tareas de manera eficiente sin complicar la administración de múltiples subprocesos.
Biblioteca para las necesidades de blockchain
Go incluye una biblioteca estándar completa que ofrece paquetes esenciales para redes, criptografía y manejo de datos, funciones clave para cualquier sistema de cadena de bloques. Además, la simplicidad y legibilidad de Go reducen la curva de aprendizaje, lo que facilita que los desarrolladores comprendan el lenguaje y su sintaxis rápidamente.
Fuerte apoyo comunitario
Con una comunidad grande y activa y un creciente apoyo de la industria, resolver cualquier problema que surja durante el desarrollo de blockchain se vuelve más fácil. Go ofrece una base sólida para los desarrolladores que buscan crear soluciones de blockchain escalables y de alto rendimiento.
Una guía práctica para el desarrollo de blockchain con Go
Este artículo está diseñado para principiantes que se adentran en el mundo de Go y blockchain. Aprenderá todo, desde cómo configurar su entorno hasta cómo configurar los requisitos previos, y cómo compilar y probar sus propias aplicaciones blockchain. Entonces, ¿está listo para explorar blockchain con Go? ¡Comencemos!
Comprender los conceptos de blockchain con Go
Antes de profundizar en la sintaxis y las funciones, es esencial comprender los conceptos básicos de la cadena de bloques. Comprender estos conceptos básicos facilitará el seguimiento de los pasos técnicos que se describen a continuación.
Conceptos básicos de blockchain en Go
Blockchain tiene tres componentes: bloques, transacciones y cadenas.
Bloques: Un bloque es una unidad primitiva de la cadena de bloques, que almacena de forma permanente los datos de las transacciones. Cada bloque tiene sus propios metadatos, como el índice, la marca de tiempo, el hash y la información real de la transacción. Estos bloques están encadenados entre sí, formando un libro de contabilidad secuencial e inmutable.
Transacción: Las transacciones son la fuerza motriz del sistema. Representan toda la información necesaria sobre el intercambio de moneda, transferencia de información, etc. en la red. Cada bloque contiene una serie de transacciones que son procesadas y verificadas por la red blockchain.
Cadena: Cada bloque tiene un puntero al bloque anterior que actúa como referencia y este enlace continuo de bloques entre sí se llama cadena de bloques, de ahí Blockchain.
Principios básicos de la cadena de bloques
Descentralización: a diferencia de las bases de datos tradicionales administradas por una autoridad central, la cadena de bloques distribuye el control entre múltiples nodos. Cada nodo mantiene una copia de la cadena de bloques, lo que garantiza la transparencia y reduce el riesgo de corrupción o falla centralizada.
Inmutabilidad: Una vez que los datos se registran en la cadena de bloques, no se pueden alterar. Esto se logra vinculando cada bloque al anterior mediante un hash criptográfico. Cualquier intento de manipulación de un bloque altera su hash, rompiendo la cadena y alertando a la red.
Mecanismo de consenso: los mecanismos de consenso son protocolos que todos los participantes utilizan para validar las transacciones y el estado del libro contable. Los mecanismos comunes incluyen la prueba de trabajo (PoW), la prueba de participación (PoS) y la tolerancia práctica a fallas bizantinas (PBFT).
¿Listo para construir Blockchain con Go?
A esta altura, ya deberías tener una sólida comprensión de los fundamentos de la cadena de bloques. ¡Ahora viene la parte emocionante! En las siguientes secciones, te guiaremos paso a paso en la creación de tus propias aplicaciones de cadena de bloques con Go.
¡Prepárate para poner manos a la obra! Profundicemos en el aspecto práctico del desarrollo de blockchain con Go.
Capítulo 1: Configuración del entorno de desarrollo
Antes de comenzar a escribir código y contratos, es necesario contar con el entorno de desarrollo adecuado. Esto implica un par de pasos. A continuación, se incluye una guía detallada para comenzar. ¡Prepárate, ya!
Instalación de Go
Descargue e instale la última versión de Go desde el sitio web oficial
Asegúrese de descargar la versión específica del sistema (Windows, Mac Os, Linux)
Configurar las variables de entorno:
Windows: El instalador de Go agrega Go a la RUTA de su sistema automáticamente, pero puede agregarlo manualmente a través de Propiedades del sistema > Variables de entorno si es necesario
MacOS/Linux: export PATH=$PATH:/usr/local/go/bin (en bash o zshrc)
Verifique la instalación usando el comando: go version
Esto le dará como resultado, por ejemplo: go version go1.19.0 linux/amd64
Elección de un IDE
Un entorno de desarrollo integrado es el elemento más necesario para cualquier tipo de programación. En otras palabras, es otro editor de código. Cuando vas a elegir, hay un montón de opciones, pero las dos opciones más populares son VSCode y GoLand.
Visual Studio Code: VSCode, desarrollado por Microsoft, es una plataforma de código abierto, versátil y liviana, que se utiliza para varios lenguajes de programación. Ofrece funciones potentes como finalización de código, depuración y control de versiones.
Descargar VSCode desde el sitio oficial
Siga las instrucciones en pantalla y complete la instalación según su sistema.
Configura VSCode desde el panel de extensiones (Ctrl + Shift + X) y descarga todas las necesarias como: extensión Go, live share, Gitlens, etc.
GoLand: GoLand, desarrollado por JetBrains, es un IDE diseñado específicamente para el desarrollo de Go. Incluye potentes herramientas de depuración, prueba y refactorización, así como compatibilidad con bases de datos integradas, lo que lo convierte en una opción sólida para proyectos más grandes.
Descargue GoLand desde el sitio web oficial de JetBrains
Configure e instale GoLAnd y luego configure las variables de ruta correctamente Archivo →Configuración →Go →GOROOT
¡Aquí estás listo para crear proyectos de blockchain Go!
Instalación de las bibliotecas necesarias
Utilice go get para instalar bibliotecas esenciales.
Capítulo 2: Construyendo una cadena de bloques simple con Go
Los bloques son las unidades fundamentales de la cadena de bloques. Contienen toda la información de las transacciones, identificadores únicos y enlaces a bloques anteriores. En este capítulo, exploraremos la estructura del bloque en Golang con más detalle.
1. Creación de la estructura de bloques
El bloque se representa en forma de un tipo de datos llamado estructura, que puede ser un tipo de datos definido por el usuario. La estructura del bloque contiene atributos como:
Índice: El índice es útil para indicar la posición de cualquier bloque en la cadena de bloques.
Marca de tiempo: es el momento en el que se creó el bloque.
Datos: Contiene cualquier tipo de información relacionada con la transacción o el estado del bloque.
Hash anterior: Es el hash del bloque anterior conectado al actual.
Hash: Identificador de clave único de cada bloque decidido mediante métodos criptográficos
En el siguiente fragmento de código, hemos implementado la estructura de bloque.
tipo Bloque estructura { Índice int Marca de tiempo cadena Datos cadena AnteriorHash cadena Hash cadena}
Implementar métodos para calcular el hash del bloque usando la sintaxis Go:
importar ( “crypto/sha256” “fmt”)func (b *Bloque) calculateHash() cadena { datos := fmt.Sprintf(“%d%s%s%s”, b.Índice, b.Marca de tiempo, b.Datos, b.Hash anterior) hash := sha256.Sum256([]byte(datos)) devolver fmt.Sprintf(“%x”, hash)}
La función calculateHash() se utiliza para calcular el hash del bloque actual
2. Creación de la estructura de la cadena de bloques
Una vez que hayas terminado de definir la clase de bloque y sus atributos, puedes continuar y crear el bloque Génesis. El bloque Génesis es el primer bloque de la cadena de bloques que debe inicializarse y tiene un índice de cero. Después de definir el bloque Génesis, puedes continuar y agregar nuevos bloques a tu cadena de bloques utilizando el método addblock(). Después de agregar el nuevo bloque, calcula también el hash de ese bloque. Aquí está el código:
func createGenesisBlock() Bloque { devolver Bloque{Índice: 0, Marca de tiempo: “2024-09-16”, Datos: “Bloque Génesis”, Hash anterior: “0”}}func createGenesisBlock() Bloque { devolver Bloque{Índice: 0, Marca de tiempo: “2024-09-16”, Datos: “Bloque Génesis”, Hash anterior: “0”}}func (bc *Blockchain) addBlock(cadena de datos) { prevBlock := bc.getLatestBlock() newBlock := Bloque{ Índice: prevBlock.Index + 1, Marca de tiempo: “2024-09-16”, Datos: datos, Hash anterior: prevBlock.Hash, } newBlock.Hash = newBlock.calculateHash() bc.Blocks = append(bc.Blocks, newBlock)}
Capítulo 3: Implementación de mecanismos de consenso en Go
Prueba de trabajo
En este artículo, ya hemos presentado una descripción general de los mecanismos de consenso. Ahora, en este capítulo, analizaremos más sobre ellos. Los mecanismos de consenso son cruciales para proteger y validar las transacciones y el estado de la base de datos.
El mecanismo de consenso más utilizado es la prueba de trabajo. En PoW, los mineros compiten entre sí en una situación limitada en el tiempo para resolver el difícil rompecabezas criptográfico. Por lo tanto, solo cuando se encuentra el nonce más apropiado y se verifica, se agregará el nuevo bloque. Este esfuerzo agravado garantiza que nadie pueda controlar o introducir los bloques sin gastar esos esfuerzos computacionales.
En el primer paso necesitamos agregar un atributo de prueba a la estructura:
}tipo Bloque estructura { Índice int Marca de tiempo cadena Transacciones []Transacción Prueba int AnteriorHash cadena}
En el segundo paso, implemente el método de prueba de trabajo para generar la prueba que satisfaga el nivel de dificultad.
tipo Bloque estructura { Índice int Marca de tiempo cadena Transacciones []Transacción Prueba int Hash anterior cadena}func (b *Bloque) proofOfWork(lastProof int) int { prueba := 0 para !isValidProof(lastProof, prueba) { prueba++ } devolver prueba }func isValidProof(lastProof, prueba int) bool { adivinar := strconv.Itoa(lastProof) + strconv.Itoa(proof) guessHash := sha256.New() guessHash.Write([]byte(guess)) guessHashString := fmt.Sprintf(“%x”, guessHash.Sum(nil)) devuelve guessHashString[:4] == “0000” }
Actualizar la estructura de la cadena de bloques para validar la prueba antes de agregar nuevos bloques. Este paso garantiza que solo se agreguen bloques válidos a la cadena de bloques.
tipo Blockchain struct { Cadena []Bloque Transacciones actuales []Transacción }func (bc *Blockchain) addBlock(prueba int, previousHash string) { bloque := Bloque{ Índice: len(bc.Cadena) + 1, Marca de tiempo: tiempo.Ahora().Cadena(), Transacciones: bc.Transacciones actuales, Prueba: prueba, HashAnterior: HashAnterior, } bc.Chain = append(bc.Chain, block) bc.CurrentTransactions = nil }func (bc *Blockchain) validProof(lastProof, proof int) bool { adivinar := strconv.Itoa(lastProof) + strconv.Itoa(proof) adivinarHash := sha256.New() adivinarHash.Write([]byte(adivinar)) adivinarHashString := fmt.Sprintf(“%x”, guessHash.Sum(nil)) devolver guessHashString[:4] == “0000”}
Capítulo 4: Creación de una API de blockchain sencilla con Go
La interfaz de programación de aplicaciones, también conocida como API, es el corazón y el alma de cualquier aplicación. La API ayuda a que diferentes programas y plataformas interactúen entre sí. Esto aporta la naturaleza cohesiva y la integración perfecta de redes y sistemas externos a la cadena de bloques. Las API diferencian la parte frontal y la parte posterior y simplifican aún más la interacción. Las API facilitan la integración sencilla de las funciones de la cadena de bloques en los sistemas existentes.
Configuración del entorno API
Dado que Go ya está instalado y configurado en su sistema, puede continuar y configurar el entorno de API. Go tiene una biblioteca estándar que es suficiente para las API, pero puede optar por Gin y Swagger para crear y documentar su API.
Instalar y configurar las herramientas necesarias para crear API con Go.
go get -u github.com/gin-gonic/gin //Gingo get -u github.com/swaggo/swag/cmd/swag //Swagger para la documentación
Construyendo la API
La creación de API proporciona un enfoque modular que permite una integración escalable y mantenible de las funciones de blockchain en varios sistemas.
Cree una API para definir puntos finales para agregar bloques y ver la cadena de bloques usando Go.
//Configuración del paquete del servidor mainimport ( “github.com/gin-gonic/gin” “net/http”)func main() { r := gin.Default() r.POST(“/mine”, mineBlock) r.GET(“/chain”, getChain) r.Run(“:8080”) } //agregar un controlador de bloquefunc addBlockHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) { var newBlock Bloque json.NewDecoder(r.Body).Decode(&newBlock) blockchain.addBlock(newBlock.Data) json.NewEncoder(w).Encode(newBlock) }func getBlockchainHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) { json.NewEncoder(w).Encode(blockchain) }//Definir puntos finales de API func mineBlock(c *gin.Context) { // Lógica para minar un nuevo bloque c.JSON(http.StatusOK, gin.H{“mensaje”: “Bloque minado correctamente”}) }func getChain(c *gin.Context) { // Lógica para devuelve la cadena de bloques c.JSON(http.StatusOK, gin.H{“chain”: blockchain}) }
En el fragmento de código anterior, los controladores de bloques de API son funciones que procesan solicitudes relacionadas con operaciones de blockchain, como agregar nuevos bloques o recuperar datos de bloques. Los puntos finales de API son URL o rutas específicas en una API que corresponden a diferentes operaciones o recursos.
Capítulo 5: Ejecución y prueba de la aplicación
El paso final de cualquier proceso de desarrollo es probar la aplicación. Esto nos dice mucho sobre las funcionalidades de la aplicación que hemos creado. Existen varios métodos de prueba: pruebas unitarias, pruebas integradas y pruebas de control de calidad. Es importante probar la aplicación antes de implementarla y comprobar que esté completamente funcional.
Ejecutar la aplicación
Compilar y ejecutar la aplicación blockchain Go.
Vaya a ejecutar main.go
Este comando compila y ejecuta el código. Como resultado, recibirá solicitudes entrantes en el puerto 8080 según lo especificado.
Pruebas con Postman
Pruebe los puntos finales de la API utilizando Postman o curl.
curl -X POST -d ‘{“Datos”:”Nuevo bloque”}’ http://localhost:8080/block
Haga clic en Enviar para enviar la solicitud. Debería recibir una respuesta que indique si el bloque se agregó correctamente.
Capítulo 6: Ejemplo en vivo de creación de una aplicación blockchain con Go
¡Triunfo! Has llegado al final del proceso de desarrollo. Antes de concluir, combinemos todo lo que hemos estudiado hasta ahora e implementémoslo en un solo código paso a paso.
Ejecución paso a paso
Paso 1: Cree la estructura de bloque con los atributos necesarios utilizando la sintaxis Go.
Paso 2: Implementar el método calculate_hash.
Paso 3: Definir e inicializar la estructura Blockchain con un bloque de génesis.
Paso 4: Implementar métodos para agregar nuevos bloques y recuperar el último bloque usando Go.
Paso 5: Agregue la funcionalidad de Prueba de trabajo a la estructura de bloque y actualice la estructura de Blockchain.
Paso 6: Configure el entorno API para manejar solicitudes mediante Go.
Paso 7: Pruebe la aplicación extrayendo un nuevo bloque y verificando la cadena de bloques utilizando Postman o curl.
paquete mainimport ( “crypto/sha256” “encoding/hex” “encoding/json” “fmt” “log” “net/http” “strconv” “strings” “time” “github.com/gorilla/mux”)// El bloque representa cada ‘elemento’ en la cadena de bloques. tipo Bloque struct { Índice int // Posición del bloque en la cadena Marca de tiempo string // Marca de tiempo de la creación del bloque Datos string // Datos que se almacenan en el bloque PreviousHash string // Hash del bloque anterior Hash string // Hash del bloque actual Proof int // Prueba de trabajo}// Blockchain representa la cadena completa de bloquestype Blockchain struct { Blocks []Block }// Crea el bloque génesis (el primer bloque de la cadena)func createGenesisBlock() Block { return Block{ Índice: 0, Timestamp: time.Now().String(), Data: “Bloque Génesis”, PreviousHash: “0”, Prueba: 0, Hash: calculateHash(0, time.Now().String(), “Bloque Génesis”, “0”, 0), }}// Calcular el hash del bloquefunc calculateHash(índice int, marca de tiempo, datos, previousHash string, prueba int) string { record := strconv.Itoa(índice) + marca de tiempo + datos + previousHash + strconv.Itoa(proof) hash := sha256.New() hash.Write([]byte(record)) hashed := hash.Sum(nil) return hex.EncodeToString(hashed) }// Algoritmo de prueba de trabajo: una implementación de PoW simple donde encontramos un hash con una cierta cantidad de ceros inicialesfunc (b *Block) proofOfWork(difficulty int) { for { b.Hash = calculateHash(b.Index, b.Timestamp, b.Data, b.PreviousHash, b.Proof) if strings.HasPrefix(b.Hash, strings.Repeat(“0”, difficulty)) { break } b.Proof++ }}// Agrega un nuevo bloque a la cadena de bloquesfunc (bc *Blockchain) addBlock(data string, difficulty int) { prevBlock := bc.getLatestBlock() newBlock := Block{ Índice: prevBlock.Index + 1, Marca de tiempo: tiempo.Now().String(), Datos: datos, Hash anterior: prevBlock.Hash, Prueba: 0, } newBlock.proofOfWork(dificultad) bc.Blocks = append(bc.Blocks, newBlock) }// Obtener el último bloque en la cadenafunc (bc *Blockchain) getLatestBlock() Block { return bc.Blocks[len(bc.Blocks)-1] }// Inicializar la cadena de bloques con el bloque génesisfunc initializeBlockchain() *Blockchain { genesisBlock := createGenesisBlock() return &Blockchain{[]Block{genesisBlock}}}// Controladores de API// Obtener la cadena de bloques completafunc getBlockchainHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) { json.NewEncoder(w).Encode(blockchain.Blocks)}// Agregar un nuevo bloque a la cadena de bloquesfunc addBlockHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) { var newBlockData struct { Data string `json:”data”` } _ = json.NewDecoder(r.Body).Decode(&newBlockData) blockchain.addBlock(newBlockData.Data, difficulty) json.NewEncoder(w).Encode(blockchain.getLatestBlock()) }// Inicializar la cadena de bloques y el nivel de dificultad para la Prueba de trabajovar blockchain = initializeBlockchain()var difficulty = 3 // Nivel de dificultad de la Prueba de trabajo// Configurar la API serverfunc main() { router := mux.NewRouter() router.HandleFunc(“/blockchain”, getBlockchainHandler).Methods(“GET”) router.HandleFunc(“/block”, addBlockHandler).Methods(“POST”) log.Println(“Escuchando en el puerto 8080…”) log.Fatal(http.ListenAndServe(“:8080”, router))}
Conclusión y direcciones futuras
¡Felicitaciones! ¡Ha creado con éxito una aplicación de cadena de bloques funcional con Go! A través de esta guía, ha adquirido habilidades fundamentales, incluida la creación de una cadena de bloques desde cero, la implementación de Proof of Work y la configuración de una API REST para interactuar con su cadena de bloques. Las principales conclusiones de este recorrido incluyen:
Definición y estructuración de bloques
Implementación de mecanismos de consenso
Integración de API para la interacción con blockchain
Pero esto es solo el comienzo. A medida que continúe su viaje hacia el desarrollo de blockchain con Go, hay áreas interesantes para explorar y mejorar.
El futuro de Go en el desarrollo de aplicaciones descentralizadas (dApp) tiene un potencial inmenso. Algunos temas avanzados que vale la pena abordar son:
Explorando mecanismos avanzados de consenso
Mejoras de escalabilidad
Interoperabilidad
Aplicaciones en el mundo real
A medida que avanza, no dude en experimentar, perfeccionar e innovar. El mundo de la cadena de bloques está evolucionando rápidamente y sus habilidades con Go le permitirán mantenerse a la vanguardia.
Gracias por seguir esta guía y ¡feliz codificación mientras continúas tu viaje de desarrollo de blockchain!
Consulte también: Cómo crear su primera cadena de bloques con Plutus: un tutorial paso a paso
