构建一个应用程序来展示区块链是如何工作的

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让我们通过构建一个应用程序来展示区块链是如何工作的。根据维基百科的描述，区块链是：一种分布式数据库，用于维护不断增长的记录列表，称为块。这听起来似乎不错，但它到底是如何工作的？

为了说明区块链如何工作，我们将使用名为Blockchain CLI的开源命令行界面。

我还在这里构建了一个基于浏览器的版本。

安装命令行界面版本

如果还没有Node.js，先安装一下。

然后在终端中运行以下命令：

# 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

你应该看到，欢迎使用Blockchain CLI！和区块链提示准备好了，可以接受命令。

区块看起来像什么？

要查看当前的区块链，请在命令提示符中输入blockchain或bc。你应该看到如下图所示的块。

• Block的索引：表示它是哪个块，Genesis块的索引为0。
• 哈希：表示块是否有效。
• 上一个哈希：表示前一个块是否有效。
• 时间戳：表示块何时添加。
• 数据：块上存储了哪些信息。
• Nonce：在找到有效块之前，我们经历了多少次迭代？

Genesis Block

每个区块链都将从Genesis Block开始。正如你稍后将看到的，区块链上的每个块都依赖于前一个块。因此，需要Genesis块来挖掘我们的第一个块。

开采新区块时会发生什么？

让我们来看看我们的第一块。输入mine freeCodeCamp进入提示。

区块链查看区块链上最新的索引和前一个哈希块。在这种情况下，Genesis块是最新的块。

• 索引：o + 1 = 1
• 上一哈希：0000018035a828da0 ......
• 时间戳：添加块时间。
• 数据：freeCodeCamp
• 哈希：??
• Nonce：??

如何计算哈希值？

哈希值是唯一标识数据的固定长度的数值。

通过将索引，先前块哈希，时间戳，块数据和随机数作为输入来计算哈希。

CryptoJS.SHA256(index + previousHash + timestamp + data + nonce)

在给定这些输入的情况下，SHA256算法将计算唯一的哈希值。相同的输入将始终返回相同的哈希值。

是否注意到块哈希中的四个前导0？

四个前导0是有效hash的最低要求。所需的前导0的数量称为难度。

function isValidHashDifficulty(hash, difficulty) {
  for (var i = 0, b = hash.length; i < b; i ++) {
	if (hash[i] !== '0') {
	break;      
	}
  }
  return i >= difficulty;
}

这也称为工作量证明系统。

什么是nonce？

随机数是用于查找有效哈希的数字。

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。在我们的例子中，有效哈希至少有四个前导0。查找与有效哈希相对应的随机数的过程是挖掘。

随着难度的增加，可能的有效哈希的数量减少。利用较少的有效哈希值，查找有效哈希需要更多处理能力。

为什么这很重要？

这很重要，因为它使区块链不变。

如果我们有以下区块链A→B→C，并且有人想要更改块A上的数据。这是会发生的事情：

• 块A上的数据更改。
• 块A的哈希值发生变化，因为数据用于计算哈希值。
• 块A变为无效，因为其哈希不再具有四个前导0。
• 块B的哈希值发生变化，因为块A的哈希值用于计算块B的哈希值。
• 块B变为无效，因为其哈希不再具有四个前导0。
• 块C的哈希值发生变化，因为块B的哈希值用于计算块C的哈希值。
• 块C变为无效，因为其哈希不再具有四个前导0。

改变块的唯一方法是再次挖掘块，然后是所有块。由于总是添加新块，因此几乎不可能改变区块链。

我希望这个教程对你有所帮助！

如果想查看演示版的网络版，请访问http://blockchaindemo.io

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