JavaScript开发区块链只需200行代码
< 返回列表时间: 2020-02-03来源:OSCHINA
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用JavaScript开发实现一个简单区块链。通过这一开发过程,你将理解区块链技术是什么:区块链就是一个分布式数据库,存储结构是一个不断增长的链表,链表中包含着许多有序的记录。
然而,在通常情况下,当我们谈到区块链的时候也会谈起使用区块链来解决的问题,这两者很容易混淆。像流行的比特币和以太坊这样基于区块链的项目就是这样。“区块链”这个术语通常和像交易、智能合约、加密货币这样的概念紧紧联系在一起。
这就令理解区块链变得不必要得复杂起来,特别是当你想理解源码的时候。下面我将通过 200 行 JS 实现的超级简单的区块链来帮助大家理解它,我给这段代码起名为 NaiveChain。你可以在 Github
查看更多的技术细节。
块结构
第一个逻辑步骤是决定块结构。为了保证事情尽可能的简单,我们只选择最必要的部分:index(下标)、timestamp(时间戳)、data(数据)、hash(哈希值)和 previous hash(前置哈希值)。

这个块中必须能找到前一个块的哈希值,以此来保证整条链的完整性。 class Block { constructor (index, previousHash, timestamp, data, hash) { this .index = index; this .previousHash = previousHash.toString(); this .timestamp = timestamp; this .data = data; this .hash = hash.toString(); } }
块哈希
为了保存完整的数据,必须哈希区块。SHA-256会对块的内容进行加密,记录这个值应该和“挖矿”毫无关系,因为这里不需要解决工作量证明的问题。 var calculateHash = (index, previousHash, timestamp, data ) => { return CryptoJS . SHA256 ( index + previousHash + timestamp + data ). toString (); };
块的生成
要生成一个块,必须知道前一个块的哈希值,然后创造其余所需的内容(= index, hash, data and timestamp)。块的data部分是由终端用户所提供的。 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); };
块的存储
内存中的Javascript数组被用于存储区块链。区块链的第一个块通常被称为“起源块”,是硬编码的。 var getGenesisBlock = () => { return new Block( 0 , "0" , 1465154705 , "my genesis block!!" , "816534932c2b7154836da6afc367695e6337db8a921823784c14378abed4f7d7" ); }; var blockchain = [getGenesisBlock()];
确认块的完整性
在任何时候都必须能确认一个区块或者一整条链的区块是否完整。在我们从其他节点接收到新的区块,并需要决定接受或拒绝它们时,这一点尤为重要。 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 ; };
选择最长的链
任何时候在链中都应该只有一组明确的块。万一冲突了(例如:两个结点都生成了72号块时),会选择有最大数目的块的链。
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' ); } };
与其他结点的通信
结点的本质是和其他结点共享和同步区块链,下面的规则能保证网络同步。 当一个结点生成一个新块时,它会在网络上散布这个块。 当一个节点连接新peer时,它会查询最新的block。 当一个结点遇到一个块,其index大于当前所有块的index时,它会添加这个块到它当前的链中,
或者到整个区块链中查询这个块。

我没有采用自动发现peer的工具。peers的位置(URL)必须是手动添加的。
节点控制
在某种程度上用户必须能够控制节点。这一点通过搭建一个HTTP服务器可以实现。 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)); };
用户可以用下面的方法和节点互动: 列出所有的块 用用户提供的内容创建一个新的块 列出或者新增peers
下面这个Curl的例子就是最直接的控制节点的方法: #get all blocks from the node curl http : //localhost:3001/blocks
系统架构
需要指出的是,节点实际上展现了两个web服务器:一个(HTTP服务器)是让用户控制节点,另一个(Websocket HTTP服务器)。

总结
创造 NaiveChain 的目的是为了示范和学习,因为它并没有“挖矿”算法(PoS或PoW),
不能被用于公用网络,但是它实现了区块链运作的基本特性。
另外安利两个教程:1. 以太坊DApp开发入门实战 2. 以太坊区块链电商DApp实战
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