blockchain-ex1

实验一：Go语言基础&区块链中的典型密码算法

实验概述

Go（又称golang）是Google开发的一种静态强类型、编译型、并发型，并具有垃圾回收功能的编程语言。由于实验环境是在go环境下开发，因此需要预先对go的语法规则有一个基本的了解。

实验准备

实验系统：

• Mac OS （Apple M1 PRO）

环境配置

• 在Mac OS系统下使用homebrew安装go语言环境，并安装goLand

实验内容

实验1-1 入门练习

使用Go语言编写一段程序实现以下功能：给定三个不同的正整数，求它们的最小公倍数。

• 先使用辗转相除法设计最大公因数函数$gcd(a,b)$，再根据$lcm(a,b)=\frac{a*b}{gcd(a,b)}$的性质，可以计算出两数的最小公倍数，重复使用上述流程即可求的三个正整数的最小公倍数。

• 完整代码和参数、结果如下图：

实验1-2 比特币测试网地址的生成

参考以下比特币地址生成流程，用Go语言实现如下操作：

1. 实现HASH160：先用一次sha256，再用一次ripemd160。

   

2. 实现HASH256：连续使用两次sha256。

   

3. 计算比特币地址：先对公钥使用hash160生成fingerprint，然后版本号与fingerprint拼接，二者再与其校验和拼接，拼接结果通过base58进行编码得到比特币地址

   

4. 比特币地址生成结果如下图；

   

实验1-3 Merkle Tree

请用Go语言实现一棵叶子节点数为16的Merkle Tree（，并在叶子节点存储任意字符串，并在所有非叶节点计算相应Hash值。请将上一步生成的Merkle Tree任一叶子节点数据进行更改，并重新生成其余Hash值。利用Merkle Tree的特点对该修改位置进行快速定位。

1. 根据数据初始化叶子结点，编写计算节点hash的函数

   

   

2. 根据叶子结点构建Merkle Tree1

   

3. 中序遍历输出叶子结点内容

   

4. 构建一颗初始状态与Merkle Tree1完全一样的Merkle Tree2，修改Merkle Tree2上部分叶子结点的内容（e.g. 修改node2为new2，node16为new16）

   

5. 通过Merkle Tree的特点，对修改位置进行快速定位，并输出错误节点的路径。其中最重要的定位函数如下图：

   

6. 其他的一些工具函数如下（函数功能见注释）

   

   

拓展实验 实验1-4

使用Go语言编写一段程序（将ex1-4文件夹下的main.go补充完毕），程序的输出为 一个合法的比特币测试网地址（version byte为0x6f），且要求：

1. 地址中包含3个连续的小写字母c。

2. 生成公钥时，使用自己的学号作为seed。

 

1. 使用seed=21371445生成随机数，为增强随机性，使用（时间源+seed）作为随机数生成器的熵源。

   

2. 使用随机数，借用ESDCA生成私钥，其中曲线为secp256k1，从私钥中取出公钥（X，Y）

   

3. 处理公钥：将坐标形式的公钥，转换为压缩形式的公钥（从完整公钥之中取出x坐标，如果y坐标的最后一个字节是偶数，那么在x坐标的开头添加 0x02。如果y坐标的最后一个字节是奇数，则在x坐标的开头添加 0x03）。为保证能够使用ex1-2的函数，对其接口参数格式，将压缩形式的公钥转换为HEX字符串。

   

4. 使用ex1-2的GetAddress函数生成比特币地址

   

5. 循环判断含有“ccc”的“靓号”比特币地址，其中判断函数如下

   

6. 输出生成结果。

   

7. 由于指导书给出的测试网无法连接or无法使用，另行寻找了测试网（https://coinfaucet.eu/en/btc-testnet/）进行测试。领取比特币如下图：

   

8. 实验结束后，已归还测试比特币。