之前由于课程要求,基于Nodejs做了一个实现简易区块链。要求非常简单,结构体记录区块结构,顺便能向链中插入新的区块即可。
但是如果要支持多用户使用,就需要考虑“可信度”的问题。那么按照区块链要求,链上的数据不能被篡改,除非算力超过除了攻击者本身之外其余所以机器的算力。
想了想,就动手做试试咯。
在google上搜了搜,发现有个项目不错: https://github.com/lhartikk/naivechain 。大概只有200行,但是其中几十行都是关于搭建ws和http服务器,美中不足的是没有实现批量插入区块链和计算可信度。结合这个项目,基本上可以确定每个区块会封装成一个class(结构化表示),区块链也封装成一个class,再对外暴露接口。
为了方便表示区块,将其封装为一个class,它没有任何方法:
/**
* 区块信息的结构化定义
*/
class Block {
/**
* 构造函数
* @param {Number} index
* @param {String} previousHash
* @param {Number} timestamp
* @param {*} data
* @param {String} hash
*/
constructor(index, previousHash, timestamp, data, hash) {
this.index = index // 区块的位置
this.previousHash = previousHash + '' // 前一个区块的hash
this.timestamp = timestamp // 生成区块时候的时间戳
this.data = data // 区块本身携带的数据
this.hash = hash + '' // 区块根据自身信息和规则生成的hash
}
}
至于怎么生成hash,这里采用的规则比较简单:
为了方便,会引入一个加密库:
const CryptoJS = require('crypto-js')
很多区块链接在一起,就组成了一条链。这条链,也用class来表示。并且其中实现了很多方法:
起源块是“硬编码”,因为它前面没数据呀。并且规定它不能被篡改,即不能强制覆盖。我们在构造函数中,直接将生成的起源块放入链中。
class BlockChain {
constructor() {
this.blocks = [this.getGenesisBlock()]
}
/**
* 创建区块链起源块, 此块是硬编码
*/
getGenesisBlock() {
return new Block(0, '0', 1552801194452, 'genesis block', '810f9e854ade9bb8730d776ea02622b65c02b82ffa163ecfe4cb151a14412ed4')
}
}
BlockChain对象可以根据当前链,自动计算下一个区块。并且与用户传来的区块信息比较,如果一样,说明合法,可以插入;否则,用户的区块就是非法的,不允许插入。
// 方法都是BlockChain对象方法
/**
* 根据信息计算hash值
*/
calcuteHash(index, previousHash, timestamp, data) {
return CryptoJS.SHA256(index + previousHash + timestamp + data) + ''
}
/**
* 得到区块链中最后一个块节点
*/
getLatestBlock() {
return this.blocks[this.blocks.length - 1]
}
/**
* 计算当前链表的下一个区块
* @param {*} blockData
*/
generateNextBlock(blockData) {
const previousBlock = this.getLatestBlock()
const nextIndex = previousBlock.index + 1
const nextTimeStamp = new Date().getTime()
const nextHash = this.calcuteHash(nextIndex, previousBlock.hash, nextTimeStamp, blockData)
return new Block(nextIndex, previousBlock.hash, nextTimeStamp, blockData, nextHash)
}
插入区块的时候,需要检查当前块是否合法,如果合法,那么插入并且返回true;否则返回false。
/**
* 向区块链添加新节点
* @param {Block} newBlock
*/
addBlock(newBlock) {
// 合法区块
if(this.isValidNewBlock(newBlock, this.getLatestBlock())) {
this.blocks.push(newBlock)
return true
}
return false
}
检查的逻辑就就放在了 isValidNewBlock 方法中, 它主要完成3件事情:
/**
* 判断新加入的块是否合法
* @param {Block} newBlock
* @param {Block} previousBlock
*/
isValidNewBlock(newBlock, previousBlock) {
if(
!(newBlock instanceof Block) ||
!(previousBlock instanceof Block)
) {
return false
}
// 判断index
if(newBlock.index !== previousBlock.index + 1) {
return false
}
// 判断hash值
if(newBlock.previousHash !== previousBlock.hash) {
return false
}
// 计算新块的hash值是否符合规则
if(this.calcuteHash(newBlock.index, newBlock.previousHash, newBlock.timestamp, newBlock.data) !== newBlock.hash) {
return false
}
return true
}
批量插入的逻辑比较复杂,比如当前链上有4个区块的下标是:0->1->2->3。除了起源块0不能被覆盖,当插入一条新的下标为“1->2->3->4”的链时候,就可以替换原来的区块。最终结果是:0->1->2->3->4。
在下标index的处理上,假设还是上面的情况,如果传入的链的下标是从大于4的整数开始,显然无法拼接原来的区块链的下标,直接扔掉。
但是如何保证可信度呢?就是当新链(B链)替换原来的链(A链)后,生成新的链(C链)。如果 length(C) > length(A),那么即可覆盖要替换的部分。 这就保证了,只有在算力超过所有算力50%的时候,才能篡改这条链 。
插入新链的方法如下:
/**
* 插入新链表
* @param {Array} newChain
*/
addChain(newChain) {
if(this.isValidNewChain(newChain)) {
const index = newChain[0].index
this.blocks.splice(index)
this.blocks = this.blocks.concat(newChain)
return true
}
return false
}
实现上面所述逻辑的方法如下:
/**
* 判断新插入的区块链是否合法而且可以覆盖原来的节点
* @param {Array} newChain
*/
isValidNewChain(newChain) {
if(Array.isArray(newChain) === false || newChain.length === 0) {
return false
}
let newChainLength = newChain.length,
firstBlock = newChain[0]
// 硬编码的起源块不能改变
if(firstBlock.index === 0) {
return false
}
// 移植新的链的长度 <= 现有链的长度
// 新的链不可信
if(newChainLength + firstBlock.index <= this.blocks.length) {
return false
}
// 下面检查新的链能否移植
// 以及新的链的每个节点是否符合规则
if(!this.isValidNewBlock(firstBlock, this.blocks[firstBlock.index - 1])) {
return false
}
for(let i = 1; i < newChainLength; ++i) {
if(!this.isValidNewBlock(newChain[i], newChain[i - 1])) {
return false
}
}
return true
}
我当时很奇怪,为什么需要“批量插入”这个方法。后来想明白了(希望没想错)。假设服务器S,以及两个用户A与B。
A与B同时拉取到已知链的数据,然后各自生成。A网速较快,但是算力低,就生成了1个区块,放入了S上。注意:此时S上的区块已经更新。
而B比较惨了,它在本地生成了2个区块,但是受限于网速,只能等网速恢复了传入区块。这时候,按照规则,它是可以覆盖的(算力高嘛)。所以这种情况下,服务器S接受到B的2个区块,更新后的链长度是3(算上起源块),并且A的那个区块已经被覆盖了。
虽然没有写服务器,但是还是模拟了上面讲述的第5种情况。代码在 test.js 文件中,直接run即可。看下效果截图吧:
红线上面就是先算出来的,红线下面就是被算力更高的客户端篡改后的区块链。具体模拟过程可以看代码,这里不再冗赘了。
全部代码在都放在: https://github.com/dongyuanxin/node-blockchain
原文链接:https://godbmw.com/passages/2019-05-02-node-block-chain/
区块链作为一种架构设计的实现,与基础语言或平台等差别较大。区块链是加密货币背后的技术,是当下与VR虚拟现实等比肩的热门技术之一,本身不是新技术,类似Ajax,可以说它是一种技术架构,所以我们从架构设计的角度谈谈区块链的技术实现。
本文通过JavaScript源码实现一个简单的区块链框架,带你入门区块链的相关知识。区块链的基本概念非常简单:一个分布式数据库维持不断增长的有序记录列表。
几乎每个人都听说过像比特币和以太币这样的加密货币,但是只有极少数人懂得隐藏在它们背后的技术。在这篇博客中,我将会用JavaScript来创建一个简单的区块链来演示它们的内部究竟是如何工作的
区块链太复杂,那我们就讲点简单的。用JS来构建你自己的区块链系统,寥寥几行代码就可以说明区块链的底层数据结构、POW挖矿思想和交易过程等。当然了,真实的场景远远远比这复杂。本文的目的仅限于让大家初步了解、初步认识区块链。
区块链有很多的定义,大家的说法都不一样,业界都还没有统一。每个人心中都有自己的哈姆雷特。所以此处就不做定义了。那么我主要推荐一些关于区块链概念的学习资料,看完我所推荐的资料,你应该对这门技术有一个自己的了解
有关注区块链的,肯定会经常看到这两个名词 -- PoW 与 PoS。但是很多人对他们的含义的理解存在很多偏差。那么他们的含义与区别是什么呢?简单而言,PoW 和 PoS 是 2 种不同的对记账权利的分配方式。
区块链概念狭义:区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构,并以密码方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。
我们目前正处于一个新兴的区块链开发行业中。区块链技术处于初期阶段,然而这种颠覆性技术已经成功地风靡全球,并且最近经历了一场与众不同的繁荣。由于许多资金充足的项目现在急于建立区块链网络并在其上部署分散的应用程序
之前经常听别人说,挖矿、比特币、区块链之类的东西,听起来好高大上呀,后来在网上了解相关知识,但是网上大部分都是转载,没一个能讲明白的,后来不知不觉接触到了一些易懂的点
为什么要使用区块链技术? 虽然分布式账本肯定有很多优点,但它可能不适用于每个人或所有公司,至少目前还不适用。人们在听到区块链时,通常会产生疑问:区块链是什么?
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