区块链java代码实现
概述
MerkleTree被广泛的应用在比特币技术中,本文旨在通过代码实现一个简单的MerkleTree,并计算出Merkle tree的 TreeRoot。
Merkle Tree 是一种数据结构,用于验证在计算机之间和之间存储,处理和传输的任何类型的数据。
目前,Merkle树的主要用途是确保从对等网络中接收的数据块未受损和未改变,和检查其他对等网络没有撒谎发送假数据块。
Merkle Tree应用举例
比特币
GitA
mazon's Dynamo
Gassandra
比特币中的应用
比特币中每个块中都包含了所有交易的集合签名,这个签名就是用Merkle tree实现的,Merkle树用于比特币以汇总块中的所有事务,产生整个事务集合的整体数字指纹,提供非常有效的过程来验证事务是否包括在块中。
Merkle树一个很重要的用处是检查块中是否包含指定的交易,Merkle树是通过递归哈希节点对来构造的,直到只有一个哈希。
Merkle tree 代码实现
哈希树的跟节点称为Merkle根,Merkle树可以仅用log2(N)的时间复杂度检查任何一个数据元素是否包含在树中:
package test; import java.security.MessageDigest; import java.util.ArrayList; import java.util.List; public class MerkleTrees { // transaction List List<String> txList; // Merkle Root String root; /** * constructor * @param txList transaction List 交易List */ public MerkleTrees(List<String> txList) { this.txList = txList; root = ""; } /** * execute merkle_tree and set root. */ public void merkle_tree() { List<String> tempTxList = new ArrayList<String>(); for (int i = 0; i < this.txList.size(); i++) { tempTxList.add(this.txList.get(i)); } List<String> newTxList = getNewTxList(tempTxList); while (newTxList.size() != 1) { newTxList = getNewTxList(newTxList); } this.root = newTxList.get(0); } /** * return Node Hash List. * @param tempTxList * @return */ private List<String> getNewTxList(List<String> tempTxList) { List<String> newTxList = new ArrayList<String>(); int index = 0; while (index < tempTxList.size()) { // left String left = tempTxList.get(index); index++; // right String right = ""; if (index != tempTxList.size()) { right = tempTxList.get(index); } // sha2 hex value String sha2HexValue = getSHA2HexValue(left + right); newTxList.add(sha2HexValue); index++; } return newTxList; } /** * Return hex string * @param str * @return */ public String getSHA2HexValue(String str) { byte[] cipher_byte; try{ MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("SHA-256"); md.update(str.getBytes()); cipher_byte = md.digest(); StringBuilder sb = new StringBuilder(2 * cipher_byte.length); for(byte b: cipher_byte) { sb.append(String.format("%02x", b&0xff) ); } return sb.toString(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } return ""; } /** * Get Root * @return */ public String getRoot() { return this.root; } }
数据准备
我们将交易的数据,放入到List中:
List<String> tempTxList = new ArrayList<String>(); tempTxList.add("a"); tempTxList.add("b"); tempTxList.add("c"); tempTxList.add("d"); tempTxList.add("e");
实现过程
准备交易数据
计算出每个数据的hash值,从左到右逐步组成树的左右节点
执行循环知道最后只剩下一个数据
private List<String> getNewTxList(List<String> tempTxList) { List<String> newTxList = new ArrayList<String>(); int index = 0; while (index < tempTxList.size()) { // left String left = tempTxList.get(index); index++; // right String right = ""; if (index != tempTxList.size()) { right = tempTxList.get(index); } // sha2 hex value String sha2HexValue = getSHA2HexValue(left + right); newTxList.add(sha2HexValue); index++; }
测试
package test; import java.util.ArrayList; import java.util.List; public class App { public static void main(String [] args) { List<String> tempTxList = new ArrayList<String>(); tempTxList.add("a"); tempTxList.add("b"); tempTxList.add("c"); tempTxList.add("d"); tempTxList.add("e"); MerkleTrees merkleTrees = new MerkleTrees(tempTxList); merkleTrees.merkle_tree(); System.out.println("root : " + merkleTrees.getRoot()); } }
执行结果
本文从简单二叉树的形式实现了简单的MerkleTree,计算出TreeRoot,但是实际上的的MerkleTree不拘谨与二叉树还可能是多叉树。
本文90%来着于翻译,原文地址
以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持我们。
您可能感兴趣的文章:
- 14张图看懂什么是区块链技术
- 利用swoole+redis实现股票和区块链服务
- 你应该知道的区块链运作7个核心技术
赞 (0)