javascript实现小型区块链功能

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。

一、挖矿(产生新区块)

首先,区块链是由每一个区块联系而形成的,在产生新区块之前必须先有一个最初始的区块,这个区块也叫创世区块。通过这个创世区块,不停地通过变化随机数(nonce)来计算出符合条件的区块。以下是创世区块基本信息:

const initBlock = {
 index: 0,
 data: 'hey,this is a block chain',
 previousHash: '0',
 timestamp: '1551806536961',
 nonce: 80490,
 hash: '0000352fb27dd1141fa7265833190a53e5776b1111e275db0d9a77bf840081e6'
};
  1. index:是指每个区块的序号
  2. data: 这里存放着区块中所有的信息,例如转账,余额等数据
  3. previousHash: 指的是上一个区块的hash值,创世区块没有上一个,显示0即可
  4. timestamp:指的是创建这个区块的时间
  5. nonce:这个是随机数,挖矿就是通过不停变换这个nonce来计算出符合条件的哈希。
  6. hash: 本区块的hash值,通过前面5个字段的信息进行hash运算得出的值。

接着,通过不停的hash运算计算出符合条件的哈希,即挖矿。挖矿也可以调节难度的大小,例如算出的哈希值必须前3位数必须为1或者末3位数必须为1等等,这个可以自行的去定义,只要最后留一个控制的开关,方便控制即可。可以在定义一个变量

哈希的计算:

.createHash('sha256')
 .update(index + data + previousHash + timestamp + nonce)
 .digest('hex')
_that.difficulty = 3 // 即前3位或者末3位数必须为1,数量越多难度越大

生成了符合条件的hash之后,则产生了新的区块,但是还要对这个区块进行校验看看是否有效,因为可能这是一个被篡改的非法的区块,也有可能和这个链没有任何关系的区块而仅仅只是符合上述哈希的规则而已。所以,需要进行一下校验,,前后区块的有效性。

isValidaBlock(newBlock,lastBlock) {
  if (newBlock.index !== lastBlock.index+1) return false
  if (newBlock.previousHash !== lastBlock.hash) return false
  if (newBlock.timestamp <= lastBlock.timestamp) return false
  if (newBlock.hash.slice(1 ,_that.difficulty) !== '1'.repeat(_that.difficulty)) return false
  if (newBlock.hash !== this.computeHashForBlock(newBlock)) return false //确保随机数正确
  // 都满足则返回true
  return true
 }

除了上面的校验之外,还需要使用上面这个函数对整一个chain进行一个每一个块的校验,以保证每一个块的信息是正确的,是没有被篡改过的是合法的。

二、构建P2P网络

区块链的网络是去中心化的,即没有中心服务器的网络,客户端不需要依赖中心服务器来获取或者处理数据。区块链网络中,有这许许多多的节点,每个节点都是一个独立的成员,他们既是客户端也是服务器,节点与节点直接都是点对点进行连接(peer-to-peer),不需要通过某一个中心服务器进行中转,所以,信息安全的角度来说,点对点的连接方式对信息私密性是非常可靠的。

虽然,区块链是通过点对点的连接方式进行数据传输,但是,在这之前还需要一个东西作为引导,这个就是种子节点。因为,两个节点之间他们可能不是处在同一个域下,他们之间想要联系,必须有一方知道对方的ip和端口,这样才能和对方联系上。节点ip和端口号,在这个节点创建出来之后,种子节点就会发给它在这个区块链中所有节点的ip和端口号同时记录下这个新伙伴的ip和端口号。

那么,新的节点拿到了这一份"通讯录"之后,就会给这个"通讯录"中的所有小伙伴发个消息,告诉他们有一位新的小伙伴加入,之后,其他节点收到了这个信息,也会在自己的"通讯录"中加上新伙伴的ip和端口号,相当于加入了白名单。这样新的节点接下来就可以和任意的的节点进行通信了。

下面用代码演示一下:

(res)=>{
 _that.remotePeerInfo = res.data.data //1
 _that.addPeersList(res.peersList)    //2
 _that.boardCast(_that.remotePeerInfo) //3
 _that.blockChainUpdate(blockChain,blockData)  //4
}

addPeersList(peers) {
 peers.forEach(peer => {
  if (!_that.peers.find(v => _that.isEqualPeer(peer, v))) {
   _that.peers.push(peer)
  }
 })
}

boardCast(remotePeerInfo) {
 this.peers.forEach(v => {
  this.send(action, v.port, v.address)
 })
}

blockChainUpdate(blockChain,blockData){
 if(newChain.length === 1 ){
 return
 }

 if(_that.isValidaChain(newChain) && newChain.length>_that.blockchain.length){
 _that.blockchain = Object.assign({}, newChain)
 }else{
 console.log('error')
 return
 }

 if (trans.every(v => _that.isValidTransfer(v))) {
 _that.data = trans
 }
}

1.保存种子节点传来的此新节点的信息包括ip和端口号,因为,新节点的ip和端口号是会有改变的情况。

2.接受种子节点传来的节点列表,将列表的节点遍历检查一下,没有相同的就写进列表中。

3.将新节点的信息广播到所有的节点上,同时接受到信息的节点更新一下节点列表

4.将区块链上信息同步一份都本地,同时对种子节点传来的blockchain进行每个区块的信息

三、转账交易

BTC的交易模型是使用的是UTXO

而这个小型区块链的交易模型使用的是最简单的方法。

区块链中"现金”,它是一个虚拟的东西就是一个字符串,来源于挖矿。每次挖矿成功都会有一定的奖励,得到的这些“钱”就可以在区块链网络中自由的转账交易。

在区块链中,进行记录转账交易的时候是需要一个加密的算法,把所有的信息进行加密之后再push到新区块中的data中,从而完成一笔新交易的记录。以BTC为例,BTC的加密算法是使用elliptic这个加密算法,elliptic是一个非对称性的加密算法,非对称的加密算法的特点就是,私钥是惟一的,只有拥有者才可以和他私钥对应的公钥进行校验 。 nodejs也有对应的库在github上搜索elliptic即可。

{
 "privateKey": "34a425df3eb1f22fb6cb74b0e7298b16ffd7f3fb",
 "publicKey": "ac208623a38d2906b090dbcf3a09378dfe79b77bf39c2b753ef98ea94fe08dc3995a1bd05c917"
}

上面是一个生成好的密钥对格式,仅作为展示,我删减了一部分长度。

使用银行卡进行转账交易的时候,会有一个转出的账号和一个转入的账号,在区块链中的记账也会有这个账号,这个账号就是上面使用生成的密钥对中的公钥,公钥就是地址,或者说公钥代表的就是自己的钱包。

校验的方法,首先使用字段“from”,“to”,“amount”的参数进行sign签名,然后在每次挖矿(记账)的时候,则使用verify(),通过前面的三个参数,和sig进行校验

verify(type,data){
 swtich(type){
  case 'sign':
   const bufferMsg = Buffer.from(`${data.from}-${data.to}-${data.amount}`)
   let signature = Buffer.from(keypair.sign(bufferMsg).toDER()).toString('hex')
    this.signature = signature
  break;
  case 'verify':
    const keypairTemp = ec.keyFromPublic(pub, 'hex')
    const bufferMsg = Buffer.from(`${data.from}-${data.to}-${data.amount}`)
    this.keypair = keypairTemp.verify(bufferMsg, sig)
  break;
  default;
 }
}

转帐的时候需要3步,分别是校验转出账户是否有足够的金额,转出账户就是本地公钥。如有则进行记账并且使用两个地址、金额、时间,还有签名加密打包,之后进行全节点广播。其他节点收到这个信息之后第一件事也是对新区块的有效性做一个校验,通过校验之后就会写入data中。

transfer(data) {
 const timestamp = new Date().getTime()
 const sig = rsa.sign({data.from, data.to, data.amount , timestamp})
 const sigTrans = {data.from, data.to, data.amount ,timestamp, sig }

  // 非创世区块
 if (trans.from !== '0') {
   // 检验余额
  if (!(_that.blance < amount)) { //_that.blance 当前账户余额
   //全节点广播
   _that.send('trans', sigTrans)
  }else{
   console.log('not enough blance')
   return
  }
 }
 this.data.push(sigTrans)
 return sigTrans
}

其他节点收到消息之后,先进行去重校验,然后再更新数据。

四、查询余额

这个链的查询方法比较简单,就是将区块中的每一条交易的信息进行校验和匹配,满足条件的就进行增减,同时忽略精度上的问题。

this.blance = blance(address)
 blance(address) {
  let blance = 0;
  this.blockchain.forEach(block => {
   block.data.forEach(trans => {
    if (address == trans.from) {
     blance -= trans.amount
    }

    if (address == trans.to) {
     blance += trans.amount
    }

   })

  });
  return blance
 }

至此,区块链的最简单的功能就实现完毕。

总结

以上就是这篇文章的全部内容了,希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,谢谢大家对我们的支持。

(0)

相关推荐

  • JavaScript实现区块链

    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.在这篇文中,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.我将会称之为SavjeeCoin! 全文分为三个部分: part1:实现一个基本的区块链 part2:实现POW part3:交易与挖矿奖励 Part1:实现一个基本的区块链 区块链 区块链是由一个个任何人都可以访问的区块构成的公共数据库.这好像没什么特别的,不过它们有一个有趣的属性:它们是不可变的.一旦一个区

  • javascript实现小型区块链功能

    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. 一.挖矿(产生新区块) 首先,区块链是由每一个区块联系而形成的,在产生新区块之前必须先有一个最初始的区块,这个区块也叫创世区块.通过这个创世区块,不停地通过变化随机数(nonce)来计算出符合条件的区块.以下是创世区块基本信息: const initBlock = { index: 0, data: 'hey,this is a block chain

  • Spring Boot 整合 Fisco Bcos的案例分析(区块链)

    目录 简介 本地环境 主要流程: 1.Fisco Bcos环境搭建与验证 1.1.搭建单群组4节点联盟链: 1.2.检查证书 1.3.使用证书验证节点正确性 2.创建SpringBoot工程并配置依赖 2.1.创建SpringBoot工程: 2.2.配置pom.xml 3.2.配置节点证书: 3.3.编写controller 3.4.DemoBcosApplication默认不做修改 3.5.application.properties什么也没配置 4.生成jar包.部署服务器验证 4.1.本地

  • 使用go实现简易比特币区块链公链功能

    使用go语言实现具备以下功能的简易区块链 区块与区块链 共识机制 数据库 Cli命令行操作 交易管理 密码学 数字签名 交易缓存池 P2P网络管理 由于平时还要进行论文工作,项目不定时更新 2021.1.1实现了区块结构.区块链结构.工作量证明pow,剩下部分陆续更新 1.实现区块结构 package BLC import ( "bytes" "crypto/sha256" "time" ) //实现一个最基本的区块结构 type Block s

  • 200行代码实现blockchain 区块链实例详解

    了解blockchain的概念很简单(区块链,交易链块):它是分布式的(即不是放置在同一台机器上,不同的网络设备上的)数据库支持主办记录日益增长的名单.但是,这也是容易混淆blockchain与我们试图帮他解决了目标 - 在人们心中的那一刻,这个词是相当强烈的交易,合同或智能cryptocurrency的概念有关. 只有在这里blockchain - 是不是一回事比特币,并理解链块的基本知识比它似乎更容易,尤其是在,它是基于源代码的情况下.在本文中,我们提出了建立与在JavaScript中200

  • go语言区块链学习调用以太坊

    目录 1. geth 简介 1.1 下载地址: 1.2 安装: 1.3 查看是否安装成功 2. geth命令介绍 3. geth常用命令 3.1 指定数据目录 --datadir 3.2 账户相关 3.3 控制台console: 3.4 删除数据: 3.5 help 3.6 常见错误 4. Go语言调用合约 4.1 启动rpc端口 4.2 Go调用以太坊 4.3 调用接口 eth接口 personal接口 db接口 geth 以太坊智能合约开发中最常用的命令行工具. Geth是由以太坊基金会提供

  • 用不到50行的Python代码构建最小的区块链

    译者注:随着比特币的不断发展,它的底层技术区块链也逐步走进公众视野,引起大众注意.本文用不到50行的Python代码构建最小的数据区块链,简单介绍了区块链去中心化的结构与其实现原理. 尽管一些人认为区块链是一个等待问题的解决方案,但毫无疑问,这种新技术是计算机的奇迹.但是,区块链到底是什么呢? 区块链 它是比特币或其他加密货币进行交易的数字账本,账本按时间顺序记录并对外公开. 在更一般的术语中,它是一个公共数据库,新数据存储在一个名为块的容器中,并被添加到一个不可变链(后来的区块链)中添加了过去

  • 200行代码轻松实现一个简单的区块链

    英文原文:Lauri Hartikka 区块链的基础概念很简单:一个分布式数据库,存储一个不断加长的 list,list 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

  • Python实现类似比特币的加密货币区块链的创建与交易实例

    虽然有些人认为区块链是一个早晚会出现问题的解决方案,但是毫无疑问,这个创新技术是一个计算机技术上的奇迹.那么,究竟什么是区块链呢? 区块链 以比特币(Bitcoin)或其它加密货币按时间顺序公开地记录交易的数字账本. 更通俗的说,它是一个公开的数据库,新的数据存储在被称之为区块(block)的容器中,并被添加到一个不可变的链(chain)中(因此被称为区块链(blockchain)),之前添加的数据也在该链中.对于比特币或其它加密货币来说,这些数据就是一组组交易,不过,也可以是其它任何类型的数据

  • 如何用120行Java代码写一个自己的区块链

    区块链是目前最热门的话题,广大读者都听说过比特币,或许还有智能合约,相信大家都非常想了解这一切是如何工作的.这篇文章就是帮助你使用 Java 语言来实现一个简单的区块链,用不到 120 行代码来揭示区块链的原理! "用不到120行 Java 代码就能实现一个自己的区块链!" 听起来不可思议吧?有什么能比开发一个自己的区块链更好的学习实践方法呢?那我们就一起来实践下! 因为我们是一家从事互联网金融的科技公司,所以我们采用虚拟资产金额作为这篇文章中的示例数据.大家可以先为自己想一个数字,后

随机推荐