讓我們通過構(gòu)建一個(gè)應(yīng)用程序來展示區(qū)塊鏈是如何工作的。根據(jù)維基百科的描述，區(qū)塊鏈?zhǔn)牵阂环N分布式數(shù)據(jù)庫，用于維護(hù)不斷增長的記錄列表，稱為塊。這聽起來似乎不錯(cuò)，但它到底是如何工作的？
為了說明區(qū)塊鏈如何工作，我們將使用名為 Blockchain CLI 的開源命令行界面。
我還在這里構(gòu)建了一個(gè) 基于瀏覽器的版本 。
安裝命令行界面版本
如果還沒有 Node.js ，先安裝一下。
然后在終端中運(yùn)行以下命令：
# 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
你應(yīng)該看到，歡迎使用Blockchain CLI！和區(qū)塊鏈提示準(zhǔn)備好了，可以接受命令。
區(qū)塊看起來像什么？
要查看當(dāng)前的區(qū)塊鏈，請(qǐng)?jiān)诿钐崾痉休斎隻lockchain或bc。你應(yīng)該看到如下圖所示的塊。
Block的索引：表示它是哪個(gè)塊，Genesis塊的索引為0。
哈希：表示塊是否有效。
上一個(gè)哈希：表示前一個(gè)塊是否有效。
時(shí)間戳：表示塊何時(shí)添加。
數(shù)據(jù)：塊上存儲(chǔ)了哪些信息。
Nonce：在找到有效塊之前，我們經(jīng)歷了多少次迭代？
Genesis Block
每個(gè)區(qū)塊鏈都將從Genesis Block開始。正如你稍后將看到的，區(qū)塊鏈上的每個(gè)塊都依賴于前一個(gè)塊。因此，需要Genesis塊來挖掘我們的第一個(gè)塊。
開采新區(qū)塊時(shí)會(huì)發(fā)生什么？
讓我們來看看我們的第一塊。輸入 mine freeCodeCamp 進(jìn)入提示。
區(qū)塊鏈查看區(qū)塊鏈上最新的索引和前一個(gè)哈希塊。在這種情況下，Genesis塊是最新的塊。
索引：o + 1 = 1
上一哈希：0000018035a828da0 ……
時(shí)間戳：添加塊時(shí)間。
數(shù)據(jù)：freeCodeCamp
哈希：??
Nonce：??
如何計(jì)算哈希值？
哈希值是唯一標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)的固定長度的數(shù)值。
通過將索引，先前塊哈希，時(shí)間戳，塊數(shù)據(jù)和隨機(jī)數(shù)作為輸入來計(jì)算哈希。
CryptoJS.SHA256(index + previousHash + timestamp + data + nonce)
在給定這些輸入的情況下，SHA256算法將計(jì)算唯一的哈希值。相同的輸入將始終返回相同的哈希值。
是否注意到塊哈希中的四個(gè)前導(dǎo)0？
四個(gè)前導(dǎo)0是有效hash的最低要求。所需的前導(dǎo)0的數(shù)量稱為難度。
function isValidHashDifficulty(hash, difficulty) {
for (var i = 0, b = hash.length; i < b; i ++) {
if (hash[i] !== '0') {
break;
}
}
return i >= difficulty;
}
這也稱為工作量證明系統(tǒng)。
什么是nonce？
隨機(jī)數(shù)是用于查找有效哈希的數(shù)字。
let nonce = 0;let hash;let input;
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。在我們的例子中，有效哈希至少有四個(gè)前導(dǎo)0。查找與有效哈希相對(duì)應(yīng)的隨機(jī)數(shù)的過程是挖掘。
隨著難度的增加，可能的有效哈希的數(shù)量減少。利用較少的有效哈希值，查找有效哈希需要更多處理能力。
為什么這很重要？
這很重要，因?yàn)樗箙^(qū)塊鏈不變。
如果我們有以下區(qū)塊鏈A→B→C，并且有人想要更改塊A上的數(shù)據(jù)。這是會(huì)發(fā)生的事情：
塊A上的數(shù)據(jù)更改。
塊A的哈希值發(fā)生變化，因?yàn)閿?shù)據(jù)用于計(jì)算哈希值。
塊A變?yōu)闊o效，因?yàn)槠涔２辉倬哂兴膫€(gè)前導(dǎo)0。
塊B的哈希值發(fā)生變化，因?yàn)閴KA的哈希值用于計(jì)算塊B的哈希值。
塊B變?yōu)闊o效，因?yàn)槠涔２辉倬哂兴膫€(gè)前導(dǎo)0。
塊C的哈希值發(fā)生變化，因?yàn)閴KB的哈希值用于計(jì)算塊C的哈希值。
塊C變?yōu)闊o效，因?yàn)槠涔２辉倬哂兴膫€(gè)前導(dǎo)0。
改變塊的唯一方法是再次挖掘塊，然后是所有塊。由于總是添加新塊，因此幾乎不可能改變區(qū)塊鏈。
我希望這個(gè)教程對(duì)你有所幫助！
如果想查看演示版的網(wǎng)絡(luò)版，請(qǐng)?jiān)L問http://blockchaindemo.io
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