L'article Guide étape par étape pour créer une blockchain avec Go (Golang) est apparu en premier sur Coinpedia Fintech News
Introduction
La blockchain a fondamentalement transformé notre façon de voir les données et la sécurité. À la base, la blockchain est un registre distribué qui enregistre les transactions sur plusieurs nœuds, ce qui rend presque impossible la modification de ces enregistrements une fois qu'ils sont confirmés. Cette innovation révolutionnaire a révolutionné le secteur financier, donnant naissance au marché des cryptomonnaies.
Mais l’influence de la blockchain ne s’arrête pas là : elle transforme des secteurs comme la santé, la gestion de la chaîne d’approvisionnement et bien d’autres.
Go (Golang) : la solution idéale pour le développement de la blockchain
Go, également connu sous le nom de Golang, est un langage de programmation développé par Google, reconnu pour son efficacité et son évolutivité dans le développement de logiciels. En tant que langage compilé et typé statiquement, Go traduit le code directement en langage machine, ce qui permet une exécution plus rapide, ce dont les réseaux blockchain ont cruellement besoin.
Les systèmes Blockchain exigent de la vitesse et un débit élevé, c'est là que Go excelle.
L’une des caractéristiques les plus remarquables de Go est sa capacité à prendre en charge la concurrence. Cela signifie que Go peut gérer plusieurs opérations simultanément, maximisant ainsi l’utilisation du système. Dans la blockchain, où plusieurs blocs et transactions se produisent simultanément, le modèle de concurrence de Go gère ces tâches efficacement sans compliquer la gestion multithread.
Bibliothèque pour les besoins de la blockchain
Go est fourni avec une bibliothèque standard complète qui fournit des packages essentiels pour la mise en réseau, la cryptographie et la gestion des données, des fonctionnalités clés pour tout système de blockchain. De plus, la simplicité et la lisibilité de Go réduisent la courbe d'apprentissage, ce qui permet aux développeurs de comprendre plus facilement le langage et sa syntaxe plus rapidement.
Un soutien communautaire fort
Avec une communauté importante et active et un soutien croissant de l'industrie, résoudre les problèmes qui surviennent lors du développement de la blockchain devient plus facile. Go offre une base solide aux développeurs qui cherchent à créer des solutions blockchain évolutives et performantes.
Un guide pratique pour le développement de la blockchain avec Go
Cet article est conçu pour les débutants qui se lancent dans les mondes de Go et de la blockchain. Vous apprendrez tout, de la configuration de votre environnement à la configuration des prérequis, en passant par la compilation et le test de vos propres applications blockchain. Alors, êtes-vous prêt à explorer la blockchain avec Go ? Commençons !
Comprendre les concepts de la blockchain avec Go
Avant de nous plonger dans la syntaxe et les fonctions, il est essentiel de comprendre les concepts de base de la blockchain. La compréhension de ces fondamentaux facilitera le suivi des étapes techniques à venir.
Notions de base sur la blockchain en Go
La blockchain comporte trois composants : les blocs, les transactions et les chaînes.
Blocs : un bloc est une unité primitive de la blockchain, il stocke de manière permanente les données des transactions. Chaque bloc possède ses propres métadonnées, telles que l'index, l'horodatage, le hachage et les informations de transaction réelles. Ces blocs sont enchaînés ensemble, formant un registre séquentiel et immuable.
Transaction : Les transactions sont la force motrice du système. Elles représentent toutes les informations nécessaires concernant l'échange de devises, le transfert d'informations, etc. sur le réseau. Chaque bloc contient une série de transactions qui sont traitées et vérifiées par le réseau blockchain.
Chaîne : Chaque bloc possède un pointeur vers le bloc précédent qui agit comme une référence et ce lien continu de blocs entre eux est appelé une chaîne de blocs, d'où le nom Blockchain.
Principes fondamentaux de la blockchain
Décentralisation : Contrairement aux bases de données traditionnelles gérées par une autorité centrale, la blockchain répartit le contrôle sur plusieurs nœuds. Chaque nœud conserve une copie de la blockchain, ce qui garantit la transparence et réduit le risque de corruption ou de défaillance centralisée.
Immuabilité : une fois les données enregistrées sur la blockchain, elles ne peuvent plus être modifiées. Cela est possible en reliant chaque bloc au précédent à l'aide d'un hachage cryptographique. Toute tentative de falsification d'un bloc altère son hachage, brisant la chaîne et alertant le réseau.
Mécanisme de consensus : les mécanismes de consensus sont des protocoles que tous les participants utilisent pour valider les transactions et l'état du grand livre. Les mécanismes courants incluent la preuve de travail (PoW), la preuve d'enjeu (PoS) et la tolérance pratique aux pannes byzantines (PBFT).
Prêt à construire une blockchain avec Go ?
À présent, vous devriez avoir une solide maîtrise des principes fondamentaux de la blockchain. Vient maintenant la partie passionnante ! Dans les sections suivantes, nous vous guiderons étape par étape dans la création de vos propres applications blockchain à l'aide de Go.
Préparez-vous à passer à l’action ! Plongeons-nous dans le côté pratique du développement blockchain avec Go.
Chapitre 1 : Configuration de l'environnement de développement
Avant de vous lancer dans l'écriture de code et de contrats, il est nécessaire de disposer d'un environnement de développement adapté. Cela implique quelques étapes. Vous trouverez ci-dessous un guide détaillé pour commencer. C'est parti !
Installation de Go
Téléchargez et installez la dernière version de Go depuis le site officiel
Assurez-vous de télécharger la version spécifique au système (Windows, Mac Os, Linux)
Configurer les variables d’environnement :
Windows : le programme d’installation de Go ajoute automatiquement Go au PATH de votre système, mais vous pouvez l’ajouter manuellement via Propriétés système > Variables d’environnement si nécessaire
MacOS/Linux : export PATH=$PATH:/usr/local/go/bin (dans le bash ou le zshrc)
Vérifiez l'installation à l'aide de la commande : go version
Cela vous donnera une sortie pour, par exemple : go version go1.19.0 linux/amd64
Choisir un IDE
Un environnement de développement intégré est l'élément le plus nécessaire pour tout type de programmation. En d'autres termes, il s'agit d'un autre éditeur de code. Lorsque vous choisissez, vous avez le choix entre de nombreuses options, mais les deux choix les plus populaires sont VSCode et GoLand.
Visual Studio Code : VSCode – développé par Microsoft est une plateforme open source, polyvalente et légère, utilisée pour divers langages de programmation. Il offre des fonctionnalités puissantes comme la saisie semi-automatique du code, le débogage et le contrôle des versions.
Téléchargez VSCode depuis le site officiel
Suivez les instructions à l’écran et terminez l’installation en fonction de votre système.
Configurez le VSCode à partir du panneau des extensions (Ctrl + Shift + X) et téléchargez tous les éléments nécessaires comme l'extension Go, le partage en direct, Gitlens, etc.
GoLand : GoLand, développé par JetBrains, est un IDE spécialement conçu pour le développement Go. Il comprend de puissants outils de débogage, de test et de refactorisation, ainsi qu'une prise en charge intégrée des bases de données, ce qui en fait un choix solide pour les projets de plus grande envergure.
Téléchargez GoLand depuis le site officiel de JetBrains
Configurez et installez GoLAnd, puis configurez correctement les variables de chemin Fichier →Paramètres →Go →GOROOT
Vous voilà prêt à créer des projets blockchain Go !!
Installation des bibliothèques requises
Utilisez go get pour installer les bibliothèques essentielles.
Chapitre 2 : Construire une blockchain simple avec Go
Les blocs sont les unités de base de la blockchain. Le bloc contient toutes les informations de transaction, les identifiants uniques et les liens vers les blocs précédents. Dans ce chapitre, nous explorerons plus en détail la structure du bloc dans Golang.
1. Création de la structure de blocs
Le bloc est représenté sous la forme d'un type de données appelé struct, il peut s'agir d'un type de données défini par l'utilisateur. Le bloc struct contient des attributs tels que :
Index : L'index est utile pour indiquer la position de n'importe quel bloc dans la blockchain.
Horodatage : il s'agit de l'heure à laquelle le bloc a été créé
Données : Elles contiennent tout type d’informations liées à la transaction ou à l’état du bloc.
Hash précédent : Il s'agit du hachage du bloc précédent connecté au bloc actuel.
Hash : identifiant de clé unique de chaque bloc déterminé par des méthodes cryptographiques
Dans l'extrait de code suivant, nous avons implémenté la structure de bloc.
type Bloc struct { Index int Timestamp chaîne Données chaîne Hash précédent chaîne Hash chaîne}
Implémentez des méthodes pour calculer le hachage du bloc en utilisant la syntaxe Go :
importer ( “crypto/sha256” “fmt”)func (b *Block) calculateHash() chaîne { données := fmt.Sprintf(“%d%s%s%s”, b.Index, b.Timestamp, b.Data, b.PreviousHash) hash := sha256.Sum256([]byte(data)) retourner fmt.Sprintf(“%x”, hachage)}
La fonction calculateHash() est utilisée pour calculer le hachage du bloc actuel
2. Création de la structure de la blockchain
Une fois que vous avez terminé de définir la classe de blocs et ses attributs, vous pouvez continuer et créer le bloc Genesis. Le bloc Genesis est le premier bloc de la blockchain qui doit être initialisé et a un index de zéro. Après avoir défini le bloc Genesis, vous pouvez continuer et ajouter de nouveaux blocs à votre blockchain en utilisant la méthode addblock(). Après avoir ajouté le nouveau bloc, calculez également le hachage de ce bloc. Voici le code :
func createGenesisBlock() Bloc { retour Bloc{Index : 0, Horodatage : « 2024-09-16 », Données : « Bloc Genesis », Hash précédent : « 0 »}}func createGenesisBlock() Bloc { retour Bloc{Index : 0, Horodatage : « 2024-09-16 », Données : « Bloc Genesis », Hash précédent : « 0 »}}func (bc *Blockchain) addBlock(chaîne de données) { prevBlock := bc.getLatestBlock() newBlock := Bloc{ Index : prevBlock.Index + 1, Horodatage : « 2024-09-16 », Données : données, PreviousHash : prevBlock.Hash, } newBlock.Hash = newBlock.calculateHash() bc.Blocks = append(bc.Blocks, newBlock)}
Chapitre 3 : Implémentation des mécanismes de consensus dans Go
Preuve de travail
Nous avons déjà eu un aperçu des mécanismes de consensus dans cet article, explorons-les maintenant plus en détail dans ce chapitre. Les mécanismes de consensus sont essentiels pour sécuriser et valider les transactions et l'état de la base de données.
Le mécanisme de consensus le plus utilisé est la preuve de travail. Dans la preuve de travail, les mineurs sont en compétition les uns avec les autres dans une situation limitée dans le temps pour résoudre le difficile casse-tête cryptographique. Par conséquent, ce n'est que lorsque vous trouvez le nonce le plus approprié et que vous le faites vérifier que le nouveau bloc est ajouté. Cet effort aggravé garantit que personne ne peut contrôler ou introduire les blocs sans dépenser ces efforts de calcul.
Dans la première étape, nous devons ajouter un attribut de preuve à la structure :
}type Block struct { Index int Timestamp string Transactions []Transaction Preuve int PrécédentHash string}
Dans la deuxième étape, implémentez la méthode de preuve de travail pour générer la preuve qui satisfait le niveau de difficulté.
type Block struct { Index int Timestamp string Transactions []Transaction Preuve int PreviousHash string}func (b *Block) proofOfWork(lastProof int) int { preuve := 0 pour !isValidProof(lastProof, preuve) { preuve++ } retour preuve }func isValidProof(lastProof, preuve int) bool { guess := strconv.Itoa(lastProof) + strconv.Itoa(preuve) guessHash := sha256.New() guessHash.Write([]byte(guess)) guessHashString := fmt.Sprintf(“%x”, guessHash.Sum(nil)) retourne guessHashString[:4] == “0000” }
Mettez à jour la structure de la blockchain pour valider la preuve avant d'ajouter de nouveaux blocs. Cette étape permet de s'assurer que seuls les blocs valides sont ajoutés à la blockchain.
type Blockchain struct { Chaîne []Bloc CurrentTransactions []Transaction }func (bc *Blockchain) addBlock(preuve int, previousHash string) { bloc := Bloc{ Index : len(bc.Chain) + 1, Horodatage : time.Now().String(), Transactions : bc.CurrentTransactions, Preuve : preuve, Hash précédent : previousHash, } bc.Chain = append(bc.Chain, block) bc.CurrentTransactions = nil }func (bc *Blockchain) validProof(lastProof, preuve int) bool { guess := strconv.Itoa(lastProof) + strconv.Itoa(preuve) guessHash := sha256.New() guessHash.Write([]byte(guess)) guessHashString := fmt.Sprintf(“%x”, guessHash.Sum(nil)) return guessHashString[:4] == “0000”}
Chapitre 4 : Créer une API Blockchain simple avec Go
L'interface de programmation d'application, également connue sous le nom d'API, est le cœur et l'âme de toute application. L'API permet à différents logiciels/plateformes d'interagir les uns avec les autres. Cela apporte la nature cohésive et l'intégration transparente des réseaux et des systèmes externes à la blockchain. Les API différencient la partie front-end et la partie back-end et simplifient encore plus l'interaction. Les API facilitent l'intégration facile des fonctionnalités de la blockchain dans les systèmes existants
Configuration de l'environnement API
Étant donné que Go est déjà installé et configuré sur votre système, vous pouvez continuer et configurer l'environnement API. Go dispose d'une bibliothèque standard qui est largement suffisante pour les API, mais vous pouvez toujours utiliser Gin et Swagger pour créer et documenter votre API.
Installez et configurez les outils nécessaires à la création d'API avec Go.
allez chercher -u github.com/gin-gonic/gin //Gingo get -u github.com/swaggo/swag/cmd/swag //Swagger pour la documentation
Création de l'API
La création d'API offre une approche modulaire, permettant une intégration évolutive et maintenable des fonctionnalités de la blockchain dans divers systèmes.
Créez une API pour définir des points de terminaison pour l'ajout de blocs et l'affichage de la blockchain à l'aide de Go.
// Configuration du package serveur mainimport ( “github.com/gin-gonic/gin” “net/http”)func main() { r := gin.Default() r.POST(“/mine”, mineBlock) r.GET(“/chain”, getChain) r.Run(“:8080”) } // ajouter un gestionnaire de blocsfunc addBlockHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) { var newBlock Block 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) }//Définir les points de terminaison de l'API func mineBlock(c *gin.Context) { // Logique pour extraire un nouveau bloc c.JSON(http.StatusOK, gin.H{“message”: “Bloc extrait avec succès”}) }func getChain(c *gin.Context) { // Logique pour renvoyer la blockchain c.JSON(http.StatusOK, gin.H{“chain”: blockchain}) }
Dans l'extrait de code ci-dessus, les gestionnaires de blocs API sont des fonctions qui traitent les requêtes liées aux opérations de blockchain, telles que l'ajout de nouveaux blocs ou la récupération de données de bloc. Les points de terminaison API sont des URL ou des itinéraires spécifiques dans une API qui correspondent à différentes opérations ou ressources.
Chapitre 5 : Exécution et test de l'application
La dernière étape de tout processus de développement consiste à tester l'application. Cela nous en dit beaucoup sur les fonctionnalités de l'application que nous avons créée. Il existe plusieurs méthodes de test : les tests unitaires, les tests intégrés et les tests d'assurance qualité. Il est important de tester l'application avant de la déployer et de la rendre entièrement fonctionnelle.
Exécution de l'application
Compilez et exécutez l'application blockchain Go.
va courir main.go
Cette commande compile et exécute votre code. Par conséquent, vous aurez des requêtes entrantes sur le port 8080 comme spécifié.
Test avec Postman
Testez les points de terminaison de l'API à l'aide de Postman ou curl.
curl -X POST -d ‘{“Données”:”Nouveau bloc”}’ http://localhost:8080/block
Cliquez sur Envoyer pour soumettre la demande. Vous devriez recevoir une réponse indiquant si le bloc a été ajouté avec succès.
Chapitre 6 : Exemple concret de création d'une application blockchain avec Go
Triomphe ! Vous avez atteint la fin du parcours de développement. Avant de conclure, combinons tout ce que nous avons étudié jusqu'à présent et implémentons-le dans un seul code étape par étape.
Exécution étape par étape
Étape 1 : créez la structure Block avec les attributs nécessaires à l’aide de la syntaxe Go.
Étape 2 : implémentez la méthode calculate_hash.
Étape 3 : définissez et initialisez la structure Blockchain avec un bloc de genèse.
Étape 4 : implémentez des méthodes pour ajouter de nouveaux blocs et récupérer le dernier bloc à l’aide de Go.
Étape 5 : ajoutez la fonctionnalité de preuve de travail à la structure Block et mettez à jour la structure Blockchain.
Étape 6 : configurez l’environnement API pour gérer les requêtes à l’aide de Go.
Étape 7 : Testez l’application en extrayant un nouveau bloc et en vérifiant la blockchain à l’aide de Postman ou de curl.
package mainimport ( “crypto/sha256” “encoding/hex” “encoding/json” “fmt” “log” “net/http” “strconv” “strings” “time” “github.com/gorilla/mux”)// Le bloc représente chaque « élément » dans le type de blockchain Block struct { Index int // Position du bloc dans la chaîne Timestamp string // Horodatage de la création du bloc Data string // Données stockées dans le bloc PreviousHash string // Hachage du bloc précédent Hash string // Hachage du bloc actuel Preuve int // Preuve de travail}// La blockchain représente la chaîne entière de blocstype Blockchain struct { Blocks []Block }// Créer le bloc de genèse (le premier bloc de la chaîne)func createGenesisBlock() Block { return Block{ Index : 0, Timestamp : time.Now().String(), Data : “Genesis Block”, PreviousHash : “0”, Preuve : 0, Hash : calculateHash(0, time.Now().String(), “Genesis Block”, “0”, 0), }}// Calculer le hachage du blocfunc calculateHash(index int, timestamp, data, previousHash string, proof int) string { record := strconv.Itoa(index) + timestamp + data + previousHash + strconv.Itoa(proof) hash := sha256.New() hash.Write([]byte(record)) hashed := hash.Sum(nil) return hex.EncodeToString(hashed) }// Algorithme de preuve de travail – une implémentation simple de preuve de travail où nous trouvons un hachage avec un certain nombre de zéros non significatifsfunc (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++ }}// Ajouter un nouveau bloc à la blockchainfunc (bc *Blockchain) addBlock(data string, difficulty int) { prevBlock := bc.getLatestBlock() newBlock := Block{ Index : prevBlock.Index + 1, Timestamp : time.Now().String(), Data : data, PreviousHash : prevBlock.Hash, Preuve : 0, } newBlock.proofOfWork(difficulté) bc.Blocks = append(bc.Blocks, newBlock) }// Récupère le dernier bloc de la chaînefunc (bc *Blockchain) getLatestBlock() Block { return bc.Blocks[len(bc.Blocks)-1] }// Initialise la blockchain avec le genesis blockfunc initializeBlockchain() *Blockchain { genesisBlock := createGenesisBlock() return &Blockchain{[]Block{genesisBlock}}}// Gestionnaires d'API// Obtenir l'intégralité de la blockchainfunc getBlockchainHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) { json.NewEncoder(w).Encode(blockchain.Blocks)}// Ajouter un nouveau bloc à la blockchainfunc 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()) }// Initialiser la blockchain et le niveau de difficulté pour la preuve de travailvar blockchain = initializeBlockchain()var difficulty = 3 // Niveau de difficulté de la preuve de travail// Configurer l'API serverfunc main() { router := mux.NewRouter() router.HandleFunc(“/blockchain”, getBlockchainHandler).Methods(“GET”) router.HandleFunc(“/block”, addBlockHandler).Methods(“POST”) log.Println(“Écoute sur le port 8080…”) log.Fatal(http.ListenAndServe(“:8080”, router))}
Conclusion et orientations futures
Félicitations ! Vous avez réussi à créer une application blockchain fonctionnelle à l’aide de Go ! Grâce à ce guide, vous avez acquis des compétences de base, notamment la création d’une blockchain à partir de zéro, la mise en œuvre de la preuve de travail et la configuration d’une API REST pour interagir avec votre blockchain. Les principaux points à retenir de ce voyage sont les suivants :
Définir et structurer des blocs
Mise en œuvre des mécanismes de consensus
Intégration d'API pour l'interaction avec la blockchain
Mais ce n'est que le début. À mesure que vous poursuivez votre parcours dans le développement de la blockchain avec Go, vous découvrirez des domaines passionnants à explorer et à améliorer.
L'avenir de Go dans le développement d'applications décentralisées (dApp) recèle un potentiel immense. Voici quelques sujets avancés qui méritent d'être approfondis :
Exploration des mécanismes de consensus avancés
Améliorations de l'évolutivité
Interopérabilité
Applications concrètes
Au fur et à mesure que vous avancez, n’hésitez pas à expérimenter, à peaufiner et à innover. Le monde de la blockchain évolue rapidement et vos compétences avec Go vous permettront de rester à la pointe.
Merci d'avoir suivi ce guide et bon codage pendant que vous continuez votre parcours de développement de blockchain !
Consultez également : Comment créer votre première blockchain avec Plutus : un tutoriel étape par étape