构建一个应用程序来展示区块链是如何工作的

让我们通过构建一个应用程序来展示区块链是如何工作的。根据维基百科的描述,区块链是:一种分布式数据库,用于维护不断增长的记录列表,称为块。这听起来似乎不错,但它到底是如何工作的?

为了说明区块链如何工作,我们将使用名为Blockchain CLI的开源命令行界面。

我还在这里构建了一个基于浏览器的版本

安装命令行界面版本

如果还没有Node.js,先安装一下。

然后在终端中运行以下命令:

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# Clone this repository
$ git clone https://github.com/seanseany/blockchain-cli
# Go into the repository
$ cd blockchain-cli
# Install dependencies
$ npm install
# Run the app
$ npm start

你应该看到,欢迎使用Blockchain CLI!和区块链提示准备好了,可以接受命令。

区块看起来像什么?

要查看当前的区块链,请在命令提示符中输入blockchain或bc。你应该看到如下图所示的块。

  • Block的索引:表示它是哪个块,Genesis块的索引为0。
  • 哈希:表示块是否有效。
  • 上一个哈希:表示前一个块是否有效。
  • 时间戳:表示块何时添加。
  • 数据:块上存储了哪些信息。
  • Nonce:在找到有效块之前,我们经历了多少次迭代?

Genesis Block

每个区块链都将从Genesis Block开始。正如你稍后将看到的,区块链上的每个块都依赖于前一个块。因此,需要Genesis块来挖掘我们的第一个块。

开采新区块时会发生什么?

让我们来看看我们的第一块。输入mine freeCodeCamp进入提示。

区块链查看区块链上最新的索引和前一个哈希块。在这种情况下,Genesis块是最新的块。

  • 索引:o + 1 = 1
  • 上一哈希:0000018035a828da0 ……
  • 时间戳:添加块时间。
  • 数据:freeCodeCamp
  • 哈希:??
  • Nonce:??

如何计算哈希值?

哈希值是唯一标识数据的固定长度的数值。

通过将索引,先前块哈希,时间戳,块数据和随机数作为输入来计算哈希。

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CryptoJS.SHA256(index + previousHash + timestamp + data + nonce)

在给定这些输入的情况下,SHA256算法将计算唯一的哈希值。相同的输入将始终返回相同的哈希值。

是否注意到块哈希中的四个前导0?

四个前导0是有效hash的最低要求。所需的前导0的数量称为难度。

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function isValidHashDifficulty(hash, difficulty) {
for (var i = 0, b = hash.length; i < b; i ++) {
if (hash[i] !== '0') {
break;
}
}
return i >= difficulty;
}

这也称为工作量证明系统。

什么是nonce?

随机数是用于查找有效哈希的数字。

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let nonce = 0;let hash;let input;
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while(!isValidHashDifficulty(hash)) {
nonce = nonce + 1;
input = index + previousHash + timestamp + data + nonce;
hash = CryptoJS.SHA256(input)
}

nonce迭代直到哈希有效。在我们的例子中,有效哈希至少有四个前导0。查找与有效哈希相对应的随机数的过程是挖掘。

随着难度的增加,可能的有效哈希的数量减少。利用较少的有效哈希值,查找有效哈希需要更多处理能力。

为什么这很重要?

这很重要,因为它使区块链不变。

如果我们有以下区块链A→B→C,并且有人想要更改块A上的数据。这是会发生的事情:

  • 块A上的数据更改。
  • 块A的哈希值发生变化,因为数据用于计算哈希值。
  • 块A变为无效,因为其哈希不再具有四个前导0。
  • 块B的哈希值发生变化,因为块A的哈希值用于计算块B的哈希值。
  • 块B变为无效,因为其哈希不再具有四个前导0。
  • 块C的哈希值发生变化,因为块B的哈希值用于计算块C的哈希值。
  • 块C变为无效,因为其哈希不再具有四个前导0。

改变块的唯一方法是再次挖掘块,然后是所有块。由于总是添加新块,因此几乎不可能改变区块链。

我希望这个教程对你有所帮助!

如果想查看演示版的网络版,请访问http://blockchaindemo.io

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