用C++从零构建区块链（小白也能学会的C++区块链算法开发教程）

准备工作

在开始编码前，请确保你已安装以下工具：

• C++编译器（如 g++ 或 Visual Studio）
• 支持 C++11 或更高标准
• SHA256 哈希函数库（我们将使用 OpenSSL）

提示：如果你尚未安装 OpenSSL，可在 Linux 上运行 sudo apt-get install libssl-dev，Windows 用户可下载预编译库。

第一步：定义区块结构

我们首先用 C++ 定义一个 Block 类，它将包含区块所需的所有字段。

#include <iostream>#include <string>#include <ctime>#include <sstream>#include <openssl/sha.h>std::string sha256(const std::string str) {    unsigned char hash[SHA256_DIGEST_LENGTH];    SHA256_CTX sha256;    SHA256_Init(&sha256);    SHA256_Update(&sha256, str.c_str(), str.size());    SHA256_Final(hash, &sha256);    std::stringstream ss;    for (int i = 0; i < SHA256_DIGEST_LENGTH; i++) {        ss << std::hex << std::setw(2) << std::setfill('0')            << (int)hash[i];    }    return ss.str();}class Block {public:    int index;    std::string data;    std::string previousHash;    std::string hash;    time_t timestamp;    Block(int idx, const std::string& d, const std::string& prevHash)        : index(idx), data(d), previousHash(prevHash) {        timestamp = time(nullptr);        hash = calculateHash();    }    std::string calculateHash() {        std::stringstream ss;        ss << index << timestamp << data << previousHash;        return sha256(ss.str());    }};

第二步：构建区块链类

现在我们创建一个 Blockchain 类来管理所有区块，并自动创建创世区块（Genesis Block）。

#include <vector>class Blockchain {private:    std::vector<Block> chain;public:    Blockchain() {        // 创建创世区块        chain.push_back(Block(0, "Genesis Block", "0"));    }    Block getLatestBlock() {        return chain.back();    }    void addBlock(const std::string& data) {        int index = chain.size();        std::string prevHash = getLatestBlock().hash;        chain.push_back(Block(index, data, prevHash));    }    bool isChainValid() {        for (size_t i = 1; i < chain.size(); i++) {            Block current = chain[i];            Block previous = chain[i - 1];            if (current.hash != current.calculateHash()) {                return false;            }            if (current.previousHash != previous.hash) {                return false;            }        }        return true;    }};

第三步：测试你的区块链

最后，我们在 main 函数中测试整个系统：

int main() {    Blockchain myChain;    std::cout << "正在添加区块...\n";    myChain.addBlock("Alice 向 Bob 转账 10 BTC");    myChain.addBlock("Bob 向 Charlie 转账 5 BTC");    std::cout << "区块链是否有效？ "               << (myChain.isChainValid() ? "是" : "否") << std::endl;    // 打印所有区块哈希    for (const auto& block : myChain.chain) {        std::cout << "区块 " << block.index                   << " 哈希: " << block.hash << std::endl;    }    return 0;}

编译与运行

将上述代码保存为 blockchain.cpp，然后使用以下命令编译（需链接 OpenSSL）：

g++ -o blockchain blockchain.cpp -lssl -lcrypto

运行程序后，你将看到类似如下输出：

正在添加区块...区块链是否有效？ 是区块 0 哈希: ...区块 1 哈希: ...区块 2 哈希: ...

总结

恭喜！你已经用 C++ 实现了一个基础但功能完整的区块链系统。这个项目涵盖了C++区块链算法的核心思想：区块结构、哈希链接、链验证等。虽然它还不具备共识机制或网络功能，但这是迈向真正区块链开发教程的重要一步。

接下来，你可以尝试添加工作量证明（PoW）、P2P 网络通信等功能，进一步深入C++实现区块链的世界。无论你是学生还是开发者，掌握这些基础知识都将为你打开区块链入门指南的大门。

动手试试吧，你的第一个区块链就在指尖！