英文原文:Lauri Hartikka
區(qū)塊鏈的基礎概念很簡單:一個分布式數(shù)據(jù)庫,存儲一個不斷加長的 list,list 中包含著許多有序的記錄。然而,在通常情況下,當我們談到區(qū)塊鏈的時候也會談起使用區(qū)塊鏈來解決的問題,這兩者很容易混淆。像流行的比特幣和以太坊這樣基于區(qū)塊鏈的項目就是這樣?!皡^(qū)塊鏈”這個術(shù)語通常和像交易、智能合約、加密貨幣這樣的概念緊緊聯(lián)系在一起。
這就令理解區(qū)塊鏈變得不必要得復雜起來,特別是當你想理解源碼的時候。下面我將通過 200 行 JS 實現(xiàn)的超級簡單的區(qū)塊鏈來幫助大家理解它,我給這段代碼起名為 NaiveChain。
塊結(jié)構(gòu)
第一個邏輯步驟是決定塊結(jié)構(gòu)。為了保證事情盡可能的簡單,我們只選擇最必要的部分:index(下標)、timestamp(時間戳)、data(數(shù)據(jù))、hash(哈希值)和 previous hash(前置哈希值)。
這個塊中必須能找到前一個塊的哈希值,以此來保證整條鏈的完整性。
class Block { constructor(index, previousHash, timestamp, data, hash) { this.index = index; this.previousHash = previousHash.toString(); this.timestamp = timest this.data = data; this.hash = hash.toString(); } }
塊哈希
為了保存完整的數(shù)據(jù),必須哈希區(qū)塊。SHA-256會對塊的內(nèi)容進行加密,記錄這個值應該和“挖礦”毫無關系,因為這里不需要解決工作量證明的問題。
var calculateHash = (index, previousHash, timestamp, data) => { return CryptoJS.SHA256(index + previousHash + timestamp + data).toString(); };
塊的生成
要生成一個塊,必須知道前一個塊的哈希值,然后創(chuàng)造其余所需的內(nèi)容(= index, hash, data and timestamp)。塊的data部分是由終端用戶所提供的。
var generateNextBlock = (blockData) => { var previousBlock = getLatestBlock(); var nextIndex = previousBlock.index + 1; var nextTimestamp = new Date().getTime() / 1000; var nextHash = calculateHash(nextIndex, previousBlock.hash, nextTimestamp, blockData); return new Block(nextIndex, previousBlock.hash, nextTimestamp, blockData, nextHash); };
塊的存儲
內(nèi)存中的Javascript數(shù)組被用于存儲區(qū)塊鏈。區(qū)塊鏈的第一個塊通常被稱為“起源塊”,是硬編碼的。
var getGenesisBlock = () => { return new Block(0, "0", 1465154705, "my genesis block!!", "816534932c2b7154836da6afc367695e6337db8a921823784c14378abed4f7d7"); }; var blockchain = [getGenesisBlock()];
確認塊的完整性
在任何時候都必須能確認一個區(qū)塊或者一整條鏈的區(qū)塊是否完整。在我們從其他節(jié)點接收到新的區(qū)塊,并需要決定接受或拒絕它們時,這一點尤為重要。
var isValidNewBlock = (newBlock, previousBlock) => { if (previousBlock.index + 1 !== newBlock.index) { console.log('invalid index'); return false; } else if (previousBlock.hash !== newBlock.previousHash) { console.log('invalid previoushash'); return false; } else if (calculateHashForBlock(newBlock) !== newBlock.hash) { console.log('invalid hash: ' + calculateHashForBlock(newBlock) + ' ' + newBlock.hash); return false; } return true; };
選擇最長的鏈
任何時候在鏈中都應該只有一組明確的塊。萬一沖突了(例如:兩個結(jié)點都生成了72號塊時),會選擇有最大數(shù)目的塊的鏈。
var replaceChain = (newBlocks) => { if (isValidChain(newBlocks) newBlocks.length > blockchain.length) { console.log('Received blockchain is valid. Replacing current blockchain with received blockchain'); blockchain = newBlocks; broadcast(responseLatestMsg()); } else { console.log('Received blockchain invalid'); } };
與其他結(jié)點的通信
結(jié)點的本質(zhì)是和其他結(jié)點共享和同步區(qū)塊鏈,下面的規(guī)則能保證網(wǎng)絡同步。
當一個結(jié)點生成一個新塊時,它會在網(wǎng)絡上散布這個塊。
當一個節(jié)點連接新peer時,它會查詢最新的block。
當一個結(jié)點遇到一個塊,其index大于當前所有塊的index時,它會添加這個塊到它當前的鏈中,或者到整個區(qū)塊鏈中查詢這個塊。
如圖為當節(jié)點遵循前文所述協(xié)議時會發(fā)生的一些典型通信場景
我沒有采用自動發(fā)現(xiàn)peer的工具。peers的位置(URL)必須是手動添加的。
結(jié)點控制
在某種程度上用戶必須能夠控制結(jié)點。這一點通過搭建一個HTTP服務器可以實現(xiàn)。
var initHttpServer = () => { var app = express(); app.use(bodyParser.json()); app.get('/blocks', (req, res) => res.send(JSON.stringify(blockchain))); app.post('/mineBlock', (req, res) => { var newBlock = generateNextBlock(req.body.data); addBlock(newBlock); broadcast(responseLatestMsg()); console.log('block added: ' + JSON.stringify(newBlock)); res.send(); }); app.get('/peers', (req, res) => { res.send(sockets.map(s => s._socket.remoteAddress + ':' + s._socket.remotePort)); }); app.post('/addPeer', (req, res) => { connectToPeers([req.body.peer]); res.send(); }); app.listen(http_port, () => console.log('Listening http on port: ' + http_port)); };
用戶可以用下面的方法和結(jié)點互動:
下面這個Curl的例子就是最直接的控制結(jié)點的方法:
#get all blocks from the node curl http://localhost:3001/blocks
體系結(jié)構(gòu)
需要指出的是,節(jié)點實際上展現(xiàn)了兩個web服務器:一個(HTTP服務器)是讓用戶控制節(jié)點,另一個(Websocket HTTP服務器)。
NaiveChain的主要組成部分
總結(jié)
創(chuàng)造 NaiveChain 的目的是為了示范和學習,因為它并沒有“挖礦”算法(PoS of PoW),不能被用于公用網(wǎng)絡,但是它實現(xiàn)了區(qū)塊鏈運作的基本特性。
你可以在 Github 庫中查看更多的技術(shù)細節(jié)。 https://github.com/lhartikk/naivechain
以上就是本文的全部內(nèi)容,希望對大家的學習有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。
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巨人網(wǎng)絡通訊聲明:本文標題《200行代碼輕松實現(xiàn)一個簡單的區(qū)塊鏈》,本文關鍵詞 200行,代碼,輕松,實現(xiàn),一個,;如發(fā)現(xiàn)本文內(nèi)容存在版權(quán)問題,煩請?zhí)峁┫嚓P信息告之我們,我們將及時溝通與處理。本站內(nèi)容系統(tǒng)采集于網(wǎng)絡,涉及言論、版權(quán)與本站無關。