Derek解讀Bytom源碼-創世區塊

做者：Derek

簡介

Github地址：https://github.com/Bytom/bytom

Gitee地址：https://gitee.com/BytomBlockchain/bytom

本章介紹Derek解讀-Bytom源碼分析-創世區塊

做者使用MacOS操做系統，其餘平臺也大同小異

Golang Version: 1.8

創世區塊介紹

區塊鏈裏的第一個區塊創被稱爲創世區塊。它是區塊鏈裏面全部區塊的共同祖先。

在比原鏈中創世區塊被硬編碼到bytomd中，每個比原節點都始於同一個創世區塊，這能確保創世區塊不會被改變。每一個節點都把創世區塊做爲區塊鏈的首區塊，從而構建了一個安全的、可信的區塊鏈。

獲取創世區塊

./bytomcli get-block 0
{
  "bits": 2161727821137910500,
  "difficulty": "15154807",
  "hash": "a75483474799ea1aa6bb910a1a5025b4372bf20bef20f246a2c2dc5e12e8a053",
  "height": 0,
  "nonce": 9253507043297,
  "previous_block_hash": "0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "size": 546,
  "timestamp": 1524549600,
  "transaction_merkle_root": "58e45ceb675a0b3d7ad3ab9d4288048789de8194e9766b26d8f42fdb624d4390",
  "transaction_status_hash": "c9c377e5192668bc0a367e4a4764f11e7c725ecced1d7b6a492974fab1b6d5bc",
  "transactions": [
    {
      "id": "158d7d7c6a8d2464725d508fafca76f0838d998eacaacb42ccc58cfb0c155352",
      "inputs": [
        {
          "amount": 0,
          "arbitrary": "496e666f726d6174696f6e20697320706f7765722e202d2d204a616e2f31312f323031332e20436f6d707574696e6720697320706f7765722e202d2d204170722f32342f323031382e",
          "asset_definition": {},
          "asset_id": "0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
          "type": "coinbase"
        }
      ],
      "outputs": [
        {
          "address": "bm1q3jwsv0lhfmndnlag3kp6avpcq6pkd3xy8e5r88",
          "amount": 140700041250000000,
          "asset_definition": {},
          "asset_id": "ffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff",
          "control_program": "00148c9d063ff74ee6d9ffa88d83aeb038068366c4c4",
          "id": "e3325bf07c4385af4b60ad6ecc682ee0773f9b96e1cfbbae9f0f12b86b5f1093",
          "position": 0,
          "type": "control"
        }
      ],
      "size": 151,
      "status_fail": false,
      "time_range": 0,
      "version": 1
    }
  ],
  "version": 1
}

使用bytomcli客戶端查詢高度爲0的區塊信息。咱們能夠看到以上輸出結果。

• bits: 目標值,挖礦時計算的hash以後要小於等於的目標值則新塊構建成功
• difficulty: 難度值，礦工找到下一個有效區塊的難度。該參數並不存儲在區塊鏈上，是由bits計算得出
• hash: 當前區塊hash
• height: 當前區塊高度
• nonce: 隨機數，挖礦時反覆使用不一樣的nonce來生成不一樣哈希值
• previous_block_hash: 當前區塊的父區塊hash值
• size: 當前區塊的字節數
• timestamp: 出塊時間
• transaction_merkle_root: 創世區塊的merkle樹根節點
• transactions: 當前塊中的utxo交易

因爲創世區塊是第一個塊，創世區塊的父區塊，也就是previous_block_hash參數，默認狀況下爲0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

時間戳timestamp爲1524549600，時間爲2018-04-24 14:00:00也就是比原鏈上主網的時間。

源碼分析

獲取區塊鏈狀態

** protocol/protocol.go **

func NewChain(store Store, txPool *TxPool) (*Chain, error) {
	// ...
	storeStatus := store.GetStoreStatus()
	if storeStatus == nil {
		if err := c.initChainStatus(); err != nil {
			return nil, err
		}
		storeStatus = store.GetStoreStatus()
	}
	// ...
}

當咱們第一次啓動比原鏈節點時，store.GetStoreStatus會從db中獲取存儲狀態，獲取存儲狀態的過程是從LevelDB中查詢key爲blockStore的數據，若是查詢出錯則認爲是第一次運行比原鏈節點，那麼就須要初始化比原主鏈。

初始化主鏈

** protocol/protocol.go **

func (c *Chain) initChainStatus() error {
	genesisBlock := config.GenesisBlock()
	txStatus := bc.NewTransactionStatus()
	for i := range genesisBlock.Transactions {
		txStatus.SetStatus(i, false)
	}

	if err := c.store.SaveBlock(genesisBlock, txStatus); err != nil {
		return err
	}

	utxoView := state.NewUtxoViewpoint()
	bcBlock := types.MapBlock(genesisBlock)
	if err := utxoView.ApplyBlock(bcBlock, txStatus); err != nil {
		return err
	}

	node, err := state.NewBlockNode(&genesisBlock.BlockHeader, nil)
	if err != nil {
		return err
	}
	return c.store.SaveChainStatus(node, utxoView)
}

初始化主鏈有幾步操做：

• config.GenesisBlock()獲取創世區塊
• 設置創世區塊中全部交易狀態
• 存儲創世區塊到LevelDB
• state.NewUtxoViewpoint()用於臨時小部分utxo狀態存儲集合
• 實例化BlockNode，BlockNode用於選擇最佳鏈做爲主鏈
• 保存最新主鏈狀態

被硬編碼的創世區塊

** config/genesis.go **

func genesisTx() *types.Tx {
	contract, err := hex.DecodeString("00148c9d063ff74ee6d9ffa88d83aeb038068366c4c4")
	if err != nil {
		log.Panicf("fail on decode genesis tx output control program")
	}

	txData := types.TxData{
		Version: 1,
		Inputs: []*types.TxInput{
			types.NewCoinbaseInput([]byte("Information is power. -- Jan/11/2013. Computing is power. -- Apr/24/2018.")),
		},
		Outputs: []*types.TxOutput{
			types.NewTxOutput(*consensus.BTMAssetID, consensus.InitialBlockSubsidy, contract),
		},
	}
	return types.NewTx(txData)
}

func mainNetGenesisBlock() *types.Block {
	tx := genesisTx()
	txStatus := bc.NewTransactionStatus()
	txStatus.SetStatus(0, false)
	txStatusHash, err := bc.TxStatusMerkleRoot(txStatus.VerifyStatus)
	if err != nil {
		log.Panicf("fail on calc genesis tx status merkle root")
	}

	merkleRoot, err := bc.TxMerkleRoot([]*bc.Tx{tx.Tx})
	if err != nil {
		log.Panicf("fail on calc genesis tx merkel root")
	}

	block := &types.Block{
		BlockHeader: types.BlockHeader{
			Version:   1,
			Height:    0,
			Nonce:     9253507043297,
			Timestamp: 1524549600,
			Bits:      2161727821137910632,
			BlockCommitment: types.BlockCommitment{
				TransactionsMerkleRoot: merkleRoot,
				TransactionStatusHash:  txStatusHash,
			},
		},
		Transactions: []*types.Tx{tx},
	}
	return block
}

mainNetGenesisBlock主要有以下操做：

• 生成創世區塊中的交易，默認就一筆交易
• 設置塊中的交易狀態爲false
• 將創世區塊設置爲merkle樹的根節點
• 實例化Block塊並返回

genesisTx函數生成創世區塊中的交易，默認就一筆交易，一筆交易中包含input輸入和output輸出。

input輸入： 輸入中有一句話"Information is power. -- Jan/11/2013. Computing is power. -- Apr/24/2018."這是爲了記念Aaron Swartz的精神

output輸出： 輸出中咱們看到consensus.InitialBlockSubsidy創世區塊的獎勵。總共140700041250000000/1e8 = 1407000412。也就是14億個BTM幣。

計算即權力

引用比原鏈創始人長鋏的話：

4月24號，咱們主網上線，信息即權力，2013年Jaruary11；計算即權力，2018年April24。這句話是爲了記念Aaron Swartz的精神，信息即權力能夠視爲互聯網宣言，致力於信息自由傳播，讓公民隱私獲得保護。計算即權力，致力於讓資產自由的交易，自由的流動，讓公民的財富獲得保護，我以爲這是很是好的記念。