用 Go 亲手打造你的第一条区块链加密货币

数字货币已从实体硬币演进为分布式账本上的加密通证。本教程带你用 Go 语言从零创建一条最小可运行的区块链硬币（Coin），并配套命令行钱包。读完即可拥有自己的 加密货币、区块链 与 钱包 CLI，为后续扩展智能合约、共识算法打下坚实基础。

1. 区块链中的硬币 vs 代币

术语	定义	示例
硬币 Coin	独立区块链的原生资产	`BTC`、`ETH`
代币 Token	依托现有链的智能合约资产	`USDC`、`AAVE`、`NFT`

只要记住一句话：硬币自带主权链，代币依赖他人链。本篇文章专注前者，教你 发行一条专属区块链硬币。

2. 环境准备与项目初始化

安装 Go

访问官方安装指南，根据系统一键安装。
设置 GOPATH 与 PATH，确保终端可运行 go version。

克隆示例代码

git clone https://github.com/smartcontractkit/smart-contract-examples
cd smart-contract-examples/my-crypto-coin

若首次接触 Go Modules，可直接在项目根目录运行：

go mod init my-crypto-coin

3. 用创世区块启动区块链

每个区块链必须定义“起源”——genesis.json。在文件夹 ledger 内创建：

{
  "genesis_time": "2024-04-12T00:00:00Z",
  "chain_id": "my-first-chain",
  "balances": {
    "alice": 1000000
  }
}

上述内容为 创世状态：链启动时，alice 拥有 100 万枚新币。

数据存放约定

ledger/genesis.json: 初始余额快照
ledger/ledger.db: 追加写入的交易日志（纯文本 JSON-Line）

4. 设计账户、交易与全局状态机

4.1 交易模型

type Account string
type Tx struct {
    From  Account `json:"from"`
    To    Account `json:"to"`
    Value uint    `json:"value"`
}

一条交易仅需 发送方、接收方、金额。

4.2 全局状态 State

State 结构持有两类数据：

Balances map[Account]uint —— 实时账户余额
dbFile *os.File —— 可供追加写入的交易日志文件

顺序执行流程：
genesis.json → replay ledger.db 中的所有交易 → 最新世界状态

4.3 核心方法

loadGenesis：解析 JSON 创世纪
writeTransaction：扣减 & 增加余额（含余额不足检查）
SyncState：启动节点时一次性重放交易，返回最新状态

关键代码片段 (state.go)：

func (s *State) writeTransaction(tx Tx) error {
    if s.Balances[tx.From] < tx.Value {
        return fmt.Errorf("insufficient balance")
    }
    s.Balances[tx.From] -= tx.Value
    s.Balances[tx.To]   += tx.Value
    return nil
}

5. 开发命令行 CLI

5.1 选择库

使用 cobra 构建优雅 CLI。

5.2 子命令设计

命令	含义
`mcc version`	显示当前版本
`mcc balances list`	打印所有账户余额
`mcc tx new`	新建交易

5.3 构建 & 安装

go install ./cli/mcc/...
which mcc   # 验证输出：/.../bin/mcc

示例操作：

mcc balances list

输出：

Accounts balances:
alice: 1000000

再发起一笔转账：

mcc tx new --from alice --to bob --value 100

再次查询：

alice: 999900
bob: 100

至此，原生区块链硬币已成功发行并投入使用 🎉

6. 测试链上转账

👉 点击体验地址簿可寻址的交互式节点监控面板

链上可见

每笔交易均在 ledger.db 追加一行 JSON：

{"from":"alice","to":"carol","value":50}

任何节点重启后，重放此日志即可恢复至最新余额，实现 去中心化记账 雏形。

7. 下一步升级方向

账户抽象：使用 secp256k1 公钥/私钥取代明文昵称。
共识算法：引入 PoW 或 PoS 防止女巫攻击。
P2P 网络：节点发现、消息广播、数据同步。
手续费市场：防止垃圾交易。
DeFi 扩展：桥接 加密货币 到其他生态 👉 查找最新的开发资源

8. FAQ（常见问题与解答）

Q1：初学 Go 能跟上流程吗？
A：能。本教程无需深入 Go，仅需能理解结构体及基础文件操作。

Q2：为什么用文件存交易而不是数据库？
A：低耦合易调试，适合原型阶段。正式网络应采用 LevelDB/BadgerDB 等嵌入 KV 存储。

Q3：如何让更多节点加入网络？
A：需实现 P2P 层，例如基于 libp2p；同时引入共识规则，保证所有节点账本最终一致。

Q4：硬币总量有限吗？
A：目前仅在创世文件写死 100 万枚。未来可在协议层面设计增发或减半机制。

Q5：如何保证资金安全？
A：下一版将引入数字签名。每笔交易必须由私钥签名，其他节点用公钥验证，防止冒领。

Q6：如果想发行代币而非独立硬币该怎么办？
A：直接在以太坊、Polygon 等链上部署 ERC-20 合约即可，无需自建区块链；可参考相关智能合约教程。

恭喜！你已亲手跑通整条链，创造了真正意义上的区块链加密货币。下一步，给它起个响亮的名字，然后继续向主网、跨链、DeFi 进军吧！