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blockchain 区块链200行代码:在JavaScript实现的一个简单的例子

时间:2017-04-16 11:59来源:http://blog.csdn.net/sergeycao 作者:曹纪乾 点击:
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

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行代码的简单模型。这个项目,我们称之为NaiveChain的源代码,可以在GitHub上找到。
第1部分和第2部分:如果您需要刷上它的功能,使用我们的备忘单,我们将使用标准的ECMAScript 6。


块结构

第一步 - 确定应包含块的元素。为简单起见,我们只包括最必要的:先前块的指数(指数),时间标记(时间戳),数据(数据),散列和散列,要录制,以保持电路的结构完整性。



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  1. class Block {  

  2.     constructor(index, previousHash, timestamp, data, hash) {  

  3.         this.index = index;  

  4.         this.previousHash = previousHash.toString();  

  5.         this.timestamp = timestamp;  

  6.         this.data = data;  

  7.         this.hash = hash.toString();  

  8.     }  

  9. }  



散列单元


哈希块需要保持数据的完整性。在我们的例子,这适用于算法SHA-256。这种类型的散列是不相关的开采,因为在这种情况下,我们并没有用表现证明实施保护。

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  1. var calculateHash = (index, previousHash, timestamp, data) => {  

  2.     return CryptoJS.SHA256(index + previousHash + timestamp + data).toString();  

  3. };  


产生单元

要生成块,我们需要知道前一个块的哈希,使我们在结构已经确定了元素的其余部分。数据由最终用户提供。


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  1. var generateNextBlock = (blockData) => {  

  2.     var previousBlock = getLatestBlock();  

  3.     var nextIndex = previousBlock.index + 1;  

  4.     var nextTimestamp = new Date().getTime() / 1000;  

  5.     var nextHash = calculateHash(nextIndex, previousBlock.hash, nextTimestamp, blockData);  

  6.     return new Block(nextIndex, previousBlock.hash, nextTimestamp, blockData, nextHash);  

  7. };  


存储单元

使用blockchain 存储阵列。第一个块总是硬编码“创世纪块”。


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  1. var getGenesisBlock = () => {  

  2.     return new Block(0, "0", 1465154705, "my genesis block!!", "816534932c2b7154836da6afc367695e6337db8a921823784c14378abed4f7d7");  

  3. };  

  4.    

  5. var blockchain = [getGenesisBlock()];  



确认块的完整性

我们必须始终能够确认单元或电路的完整性。尤其是当你从其他单位新的单位,必须决定是否接受它们。

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  1. var isValidNewBlock = (newBlock, previousBlock) => {  

  2.     if (previousBlock.index + 1 !== newBlock.index) {  

  3.         console.log('invalid index');  

  4.         return false;  

  5.     } else if (previousBlock.hash !== newBlock.previousHash) {  

  6.         console.log('invalid previoushash');  

  7.         return false;  

  8.     } else if (calculateHashForBlock(newBlock) !== newBlock.hash) {  

  9.         console.log(typeof (newBlock.hash) + ' ' + typeof calculateHashForBlock(newBlock));  

  10.         console.log('invalid hash: ' + calculateHashForBlock(newBlock) + ' ' + newBlock.hash);  

  11.         return false;  

  12.     }  

  13.     return true;  

  14. };  

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  1. <h2><a name="t5">a>  

  2. h2>  



选择链最长的

在电路块的顺序必须被明确指定,但是在发生冲突的情况下(例如,两个节点同时在同一生成的块和相同数量),我们选择电路,其中包含的块的数量较多。


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  1. var replaceChain = (newBlocks) => {  

  2.     if (isValidChain(newBlocks) && newBlocks.length > blockchain.length) {  

  3.         console.log('Received blockchain is valid. Replacing current blockchain with received blockchain');  

  4.         blockchain = newBlocks;  

  5.         broadcast(responseLatestMsg());  

  6.     } else {  

  7.         console.log('Received blockchain invalid');  

  8.     }  

  9. };  

消息到其它网络节点

该网站的一个组成部分 - 与其他节点的数据交换。下列规则用于维护网络同步:
当一个节点产生新的单元,它会报告给网络;
当本机连接到新的盛宴,他要求有关最后生成的块信息;
当一个节点正面临着一个块,其中有一个指标比他还大,他增加了一个块到电路或请求的完整链条的信息。
自动搜索同龄人不执行,所有环节都手动添加。

单元的控制

用户应该能够以某种方式控制节点,通过将HTTP服务器解决。当与节点相互作用有以下功能:
打印所有单元的列表;
创建用户生成内容的新单元;
打印列表,或添加的节日。
互动的最直接的方式 - 通过卷曲:



一个节点上的所有块#名单
curl http://localhost:3001/blocks



架构


值得注意的是,该网站是指两个Web服务器:HTTP进行用户控制的装置和向所述的WebSocket HTTP来安装节点之间的P2P连接。



如下为js 200行代码

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  1. <pre code_snippet_id="2287822" snippet_file_name="blog_20170324_5_8303999" name="code" class="html"><span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">'use strict';span>pre><pre code_snippet_id="2287822" snippet_file_name="blog_20170324_7_5337613" name="code" class="html">var CryptoJS = require("crypto-js");  

  2. var express = require("express");  

  3. var bodyParser = require('body-parser');  

  4. var WebSocket = require("ws");  

  5.   

  6. var http_port = process.env.HTTP_PORT || 3001;  

  7. var p2p_port = process.env.P2P_PORT || 6001;  

  8. var initialPeers = process.env.PEERS ? process.env.PEERS.split(',') : [];  

  9.   

  10. class Block {  

  11.     constructor(index, previousHash, timestamp, data, hash) {  

  12.         this.index = index;  

  13.         this.previousHash = previousHash.toString();  

  14.         this.timestamp = timestamp;  

  15.         this.data = data;  

  16.         this.hash = hash.toString();  

  17.     }  

  18. }  

  19.   

  20. var sockets = [];  

  21. var MessageType = {  

  22.     QUERY_LATEST: 0,  

  23.     QUERY_ALL: 1,  

  24.     RESPONSE_BLOCKCHAIN: 2  

  25. };  

  26.   

  27. var getGenesisBlock = () => {  

  28.     return new Block(0, "0", 1465154705, "my genesis block!!", "816534932c2b7154836da6afc367695e6337db8a921823784c14378abed4f7d7");  

  29. };  

  30.   

  31. var blockchain = [getGenesisBlock()];  

  32.   

  33. var initHttpServer = () => {  

  34.     var app = express();  

  35.     app.use(bodyParser.json());  

  36.   

  37.     app.get('/blocks', (req, res) => res.send(JSON.stringify(blockchain)));  

  38.     app.post('/mineBlock', (req, res) => {  

  39.         var newBlock = generateNextBlock(req.body.data);  

  40.         addBlock(newBlock);  

  41.         broadcast(responseLatestMsg());  

  42.         console.log('block added: ' + JSON.stringify(newBlock));  

  43.         res.send();  

  44.     });  

  45.     app.get('/peers', (req, res) => {  

  46.         res.send(sockets.map(s => s._socket.remoteAddress + ':' + s._socket.remotePort));  

  47.     });  

  48.     app.post('/addPeer', (req, res) => {  

  49.         connectToPeers([req.body.peer]);  

  50.         res.send();  

  51.     });  

  52.     app.listen(http_port, () => console.log('Listening http on port: ' + http_port));  

  53. };  

  54.   

  55.   

  56. var initP2PServer = () => {  

  57.     var server = new WebSocket.Server({port: p2p_port});  

  58.     server.on('connection', ws => initConnection(ws));  

  59.     console.log('listening websocket p2p port on: ' + p2p_port);  

  60.   

  61. };  

  62.   

  63. var initConnection = (ws) => {  

  64.     sockets.push(ws);  

  65.     initMessageHandler(ws);  

  66.     initErrorHandler(ws);  

  67.     write(ws, queryChainLengthMsg());  

  68. };  

  69.   

  70. var initMessageHandler = (ws) => {  

  71.     ws.on('message', (data) => {  

  72.         var message = JSON.parse(data);  

  73.         console.log('Received message' + JSON.stringify(message));  

  74.         switch (message.type) {  

  75.             case MessageType.QUERY_LATEST:  

  76.                 write(ws, responseLatestMsg());  

  77.                 break;  

  78.             case MessageType.QUERY_ALL:  

  79.                 write(ws, responseChainMsg());  

  80.                 break;  

  81.             case MessageType.RESPONSE_BLOCKCHAIN:  

  82.                 handleBlockchainResponse(message);  

  83.                 break;  

  84.         }  

  85.     });  

  86. };  

  87.   

  88. var initErrorHandler = (ws) => {  

  89.     var closeConnection = (ws) => {  

  90.         console.log('connection failed to peer: ' + ws.url);  

  91.         sockets.splice(sockets.indexOf(ws), 1);  

  92.     };  

  93.     ws.on('close', () => closeConnection(ws));  

  94.     ws.on('error', () => closeConnection(ws));  

  95. };  

  96.   

  97.   

  98. var generateNextBlock = (blockData) => {  

  99.     var previousBlock = getLatestBlock();  

  100.     var nextIndex = previousBlock.index + 1;  

  101.     var nextTimestamp = new Date().getTime() / 1000;  

  102.     var nextHash = calculateHash(nextIndex, previousBlock.hash, nextTimestamp, blockData);  

  103.     return new Block(nextIndex, previousBlock.hash, nextTimestamp, blockData, nextHash);  

  104. };  

  105.   

  106.   

  107. var calculateHashForBlock = (block) => {  

  108.     return calculateHash(block.index, block.previousHash, block.timestamp, block.data);  

  109. };  

  110.   

  111. var calculateHash = (index, previousHash, timestamp, data) => {  

  112.     return CryptoJS.SHA256(index + previousHash + timestamp + data).toString();  

  113. };  

  114.   

  115. var addBlock = (newBlock) => {  

  116.     if (isValidNewBlock(newBlock, getLatestBlock())) {  

  117.         blockchain.push(newBlock);  

  118.     }  

  119. };  

  120.   

  121. var isValidNewBlock = (newBlock, previousBlock) => {  

  122.     if (previousBlock.index + 1 !== newBlock.index) {  

  123.         console.log('invalid index');  

  124.         return false;  

  125.     } else if (previousBlock.hash !== newBlock.previousHash) {  

  126.         console.log('invalid previoushash');  

  127.         return false;  

  128.     } else if (calculateHashForBlock(newBlock) !== newBlock.hash) {  

  129.         console.log(typeof (newBlock.hash) + ' ' + typeof calculateHashForBlock(newBlock));  

  130.         console.log('invalid hash: ' + calculateHashForBlock(newBlock) + ' ' + newBlock.hash);  

  131.         return false;  

  132.     }  

  133.     return true;  

  134. };  

  135.   

  136. var connectToPeers = (newPeers) => {  

  137.     newPeers.forEach((peer) => {  

  138.         var ws = new WebSocket(peer);  

  139.         ws.on('open', () => initConnection(ws));  

  140.         ws.on('error', () => {  

  141.             console.log('connection failed')  

  142.         });  

  143.     });  

  144. };  

  145.   

  146. var handleBlockchainResponse = (message) => {  

  147.     var receivedBlocks = JSON.parse(message.data).sort((b1, b2) => (b1.index - b2.index));  

  148.     var latestBlockReceived = receivedBlocks[receivedBlocks.length - 1];  

  149.     var latestBlockHeld = getLatestBlock();  

  150.     if (latestBlockReceived.index > latestBlockHeld.index) {  

  151.         console.log('blockchain possibly behind. We got: ' + latestBlockHeld.index + ' Peer got: ' + latestBlockReceived.index);  

  152.         if (latestBlockHeld.hash === latestBlockReceived.previousHash) {  

  153.             console.log("We can append the received block to our chain");  

  154.             blockchain.push(latestBlockReceived);  

  155.             broadcast(responseLatestMsg());  

  156.         } else if (receivedBlocks.length === 1) {  

  157.             console.log("We have to query the chain from our peer");  

  158.             broadcast(queryAllMsg());  

  159.         } else {  

  160.             console.log("Received blockchain is longer than current blockchain");  

  161.             replaceChain(receivedBlocks);  

  162.         }  

  163.     } else {  

  164.         console.log('received blockchain is not longer than received blockchain. Do nothing');  

  165.     }  

  166. };  

  167.   

  168. var replaceChain = (newBlocks) => {  

  169.     if (isValidChain(newBlocks) && newBlocks.length > blockchain.length) {  

  170.         console.log('Received blockchain is valid. Replacing current blockchain with received blockchain');  

  171.         blockchain = newBlocks;  

  172.         broadcast(responseLatestMsg());  

  173.     } else {  

  174.         console.log('Received blockchain invalid');  

  175.     }  

  176. };  

  177.   

  178. var isValidChain = (blockchainToValidate) => {  

  179.     if (JSON.stringify(blockchainToValidate[0]) !== JSON.stringify(getGenesisBlock())) {  

  180.         return false;  

  181.     }  

  182.     var tempBlocks = [blockchainToValidate[0]];  

  183.     for (var i = 1; i < blockchainToValidate.length; i++) {  

  184.         if (isValidNewBlock(blockchainToValidate[i], tempBlocks[i - 1])) {  

  185.             tempBlocks.push(blockchainToValidate[i]);  

  186.         } else {  

  187.             return false;  

  188.         }  

  189.     }  

  190.     return true;  

  191. };  

  192.   

  193. var getLatestBlock = () => blockchain[blockchain.length - 1];  

  194. var queryChainLengthMsg = () => ({'type': MessageType.QUERY_LATEST});  

  195. var queryAllMsg = () => ({'type': MessageType.QUERY_ALL});  

  196. var responseChainMsg = () =>({  

  197.     'type': MessageType.RESPONSE_BLOCKCHAIN, 'data': JSON.stringify(blockchain)  

  198. });  

  199. var responseLatestMsg = () => ({  

  200.     'type': MessageType.RESPONSE_BLOCKCHAIN,  

  201.     'data': JSON.stringify([getLatestBlock()])  

  202. });  

  203.   

  204. var write = (ws, message) => ws.send(JSON.stringify(message));  

  205. var broadcast = (message) => sockets.forEach(socket => write(socket, message));  

  206.   

  207. connectToPeers(initialPeers);  

  208. initHttpServer();  

  209. initP2PServer();pre><br>  

  210. <br>  

  211. <p>p>  

  212. <pre>pre>  

  213. <pre>pre>  

  214.      


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