用C++从零构建区块链（小白也能看懂的C++区块链开发实战教程）

什么是区块链？

区块链本质上是一个按时间顺序链接的数据块链表，每个区块包含交易数据、时间戳、前一个区块的哈希值以及自身的哈希值。这种结构使得数据一旦写入就难以篡改，具有高度的安全性和去中心化特性。

准备工作

在开始之前，请确保你已安装以下工具：

• 支持 C++11 或更高版本的编译器（如 GCC、Clang 或 MSVC）
• 基本的 C++ 编程知识
• 可选：OpenSSL 库（用于生成 SHA256 哈希）

第一步：定义区块结构

我们首先创建一个 Block 类，它将包含区块的基本属性。

#include <iostream>#include <string>#include <ctime>#include <sstream>#include <openssl/sha.h> // 需要安装 OpenSSLclass Block {public:    int index;               // 区块索引    std::time_t timestamp;   // 时间戳    std::string data;        // 交易数据    std::string previousHash;// 前一个区块的哈希    std::string hash;        // 当前区块的哈希    Block(int idx, std::string prevHash, std::string txData)        : index(idx), previousHash(prevHash), data(txData) {        timestamp = std::time(nullptr);        hash = calculateHash();    }private:    std::string calculateHash() {        unsigned char hash[SHA256_DIGEST_LENGTH];        std::stringstream ss;        ss << index << timestamp << data << previousHash;        std::string input = ss.str();        SHA256(reinterpret_cast(input.c_str()),                input.length(), hash);        std::stringstream hashStream;        for (int i = 0; i < SHA256_DIGEST_LENGTH; ++i) {            hashStream << std::hex << static_cast(hash[i]);        }        return hashStream.str();    }};

第二步：创建区块链类

接下来，我们构建一个 Blockchain 类来管理所有区块。

class Blockchain {private:    std::vector<Block> chain;public:    Blockchain() {        // 创建创世区块（Genesis Block）        chain.push_back(Block(0, "0", "Genesis Block"));    }    Block getLastBlock() const {        return chain.back();    }    void addBlock(std::string data) {        Block newBlock(chain.size(), getLastBlock().hash, data);        chain.push_back(newBlock);    }    bool isChainValid() const {        for (size_t i = 1; i < chain.size(); ++i) {            const Block& current = chain[i];            const Block& previous = chain[i - 1];            // 检查当前区块的哈希是否匹配            if (current.hash != current.calculateHash()) {                return false;            }            // 检查前一个区块的哈希是否一致            if (current.previousHash != previous.hash) {                return false;            }        }        return true;    }    void printChain() const {        for (const auto& block : chain) {            std::cout << "Index: " << block.index << "\n"                      << "Timestamp: " << std::ctime(&block.timestamp)                      << "Data: " << block.data << "\n"                      << "Previous Hash: " << block.previousHash << "\n"                      << "Hash: " << block.hash << "\n\n";        }    }};

第三步：主函数测试

现在我们将所有代码整合，并运行一个简单的测试。

int main() {    Blockchain myChain;    std::cout << "正在添加新区块...\n";    myChain.addBlock("Alice 向 Bob 转账 5 BTC");    myChain.addBlock("Bob 向 Charlie 转账 2 BTC");    std::cout << "\n区块链内容：\n";    myChain.printChain();    std::cout << "区块链是否有效？ "               << (myChain.isChainValid() ? "是" : "否") << "\n";    return 0;}

编译与运行

如果你使用的是 Linux 或 macOS，可以使用以下命令编译（需先安装 OpenSSL）：

g++ -std=c++11 blockchain.cpp -lssl -lcrypto -o blockchain./blockchain

运行后，你将看到三个区块（包括创世区块）被成功创建并验证。

总结

通过这个简单的项目，你已经掌握了使用 C++实现区块链 的核心概念：区块结构、哈希计算、链式连接和有效性验证。虽然这只是一个教学示例，但它为你深入学习 区块链编程教程 打下了坚实基础。未来你可以在此基础上加入工作量证明（PoW）、P2P 网络、交易签名等高级功能。

无论你是想从事 从零开始学区块链 的开发者，还是对底层技术充满好奇的学习者，动手实践永远是最好的老师。赶快尝试修改代码，看看能否让区块链更安全、更高效吧！