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用JavaScript写一个区块链

Cocoa开发者社区  · 公众号  · ios  · 2018-03-16 09:36

正文

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  • getLatestBlock()返回我们区块链上最新的区块。

  • addBlock()负责将新的区块添加到我们的链上。为此,我们将前一个区块的hash添


加到我们新的区块中。这样我们就可以保持整个链的完整性。因为只要我们变更了最新区块的内容,我们就需要重新计算它的hash。当计算完成后,我将把这个区块推进链里(一个数组)。


最后,我创建一个isChainValid()来确保没有人篡改过区块链。它会遍历所有的区块来检查每个区块的hash是否正确。它会通过比较previousHash来检查每个区块是否指向正确的上一个区块。如果一切都没有问题它会返回true否则会返回false。


使用区块链


我们的区块链类已经写完啦,可以真正的开始使用它了!


let savjeeCoin = new Blockchain();

savjeeCoin.addBlock(new Block(1, "20/07/2017", { amount: 4 }));

savjeeCoin.addBlock(new Block(2, "20/07/2017", { amount: 8 }));


在这里我仅仅是创建了一个区块链的实例,并且命名它为SavjeeCoin!之后我在链上添加了一些区块。区块里可以包含任何你想要放的数据,不过在上面的代码里,我选择添加了一个带有amount属性的对象。


试着操作吧!


在介绍里我曾说过区块链是不可变的。一旦添加,区块就不可能再变更了。让我们试一下!


// 检查是否有效(将会返回true)

console.log('Blockchain valid? ' + savjeeCoin.isChainValid());


// 现在尝试操作变更数据

savjeeCoin.chain[1].data = { amount: 100 };


// 再次检查是否有效 (将会返回false)

console.log("Blockchain valid? " + savjeeCoin.isChainValid());


我会在一开始通过运行isChainValid()来验证整个链的完整性。我们操作过任何区块,所以它会返回true。


之后我将链上的第一个(索引为1)区块的数据进行了变更。之后我再次检查整个链的完整性,发现它返回了false。我们的整个链不再有效了。


结论


这个小栗子还远未达到完成的程度。它还没有实现POW(工作量证明机制)或P2P网络来与其它矿工来进行交流。


但他确实证明了区块链的工作原理。许多人认为原理会非常复杂,但这篇文章证明了区块链的基本概念是非常容易理解和实现的。


Part2:实现POW(proof-of-work:工作量证明)


在part1中我们用JavaScript创建了一个简单的区块链来演示区块链的工作原理。不过这个实现并不完整,很多人发现依旧可以篡改该系统。没错!我们的区块链需要另一种机制来抵御攻击。那么让我们来看看我们该如何做到这一点!


问题


现在我们可以很快的创造区块然后非常迅速的将它们添加进我们的区块链中。不过这导致了三个问题:


  • 第一:人们可以快速创建区块然后在我们的链里塞满垃圾。大量的区块会导致我们区块链过载并让其无法使用。

  • 第二:因为创建一个有效的区块太容易了,人们可以篡改链中的某一个区块,然后重新计算所有区块的hash。即使它们已经篡改了区块,他们仍然可以以有效的区块来作为结束。

  • 第三:你可以通过结合上述两个破绽来有效控制区块链。区块链由p2p网络驱动, 其中节点会将区块添加到可用的最长链中。所以你可以篡改区块,然后计算所有其他的区块,最后添加多任意你想要添加的区块。你最后会得到一个最长的链,所有的其它节点都会接受它然后往上添加自己的区块。


显然我们需要一个方案来解决这些问题:POW。


什么是POW


POW是在第一个区块链被创造之前就已经存在的一种机制。这是一项简单的技术,通过一定数量的计算来防止滥用。工作量是防止垃圾填充和篡改的关键。如果它需要大量的算力,那么填充垃圾就不再值得。


比特币通过要求hash以特定0的数目来实现POW。这也被称之为难度, 不过等一下!一个区块的hash怎么可以改变呢?在比特币的场景下,一个区块包含有各种金融交易信息。我们肯定不希望为了获取正确的hash而混淆了那些数据。


为了解决这个问题,区块链添加了一个nonce值。Nonce是用来查找一个有效Hash的次数。而且,因为无法预测hash函数的输出,因此在获得满足难度条件的hash之前,只能大量组合尝试。寻找到一个有效的hash(创建一个新的区块)在圈内称之为挖矿。


在比特币的场景下,POW确保每10分钟只能添加一个区块。你可以想象垃圾填充者需要多大的算力来创造一个新区块,他们很难欺骗网络,更不要说篡改整个链。


实现POW


我们该如何实现呢?我们先来修改我们区块类并在其构造函数中添加Nonce变量。我会初始化它并将其值设置为0。







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