我仅用50 行 JavaScript 代码从头构建区块链，向你介绍区块链的工作原理

区块链，区块链，区块链！在过去的十年里，我们一次又一次地听到这个技术流行语。它被认为是 21 世纪最重要的发明之一。

如果您听说过区块链但不完全了解它，那没关系！今天的文章中，我将通过仅使用 50 行 JavaScript 代码从头构建区块链，向您展示区块链的工作原理。

在我们开始之前，我想指出，如果您了解一些基本的编程知识，这篇文章会更容易理解。但是如果你没有编程知识，你也不要担心，因为我会尽力详细解释每一段代码。

现在，让我们开始吧！

首先，我们需要了解区块链是如何创建的。

区块链，顾名思义，是由多个区块链连接在一起形成的。

每个块通常包含以下信息：

• 数据：这可以是交易数据之类的任何东西。
• 哈希值：这基本上是块的 ID。
• 前一个哈希值：这会跟踪前一个块 ID。现在，你只需要知道我们使用这个值在当前块和前一个块之间形成一个链。我将在本文后面解释为什么这个值很重要。
• 时间戳：这告诉我们区块何时被创建。
• 工作量证明：这是一个数字，显示了找到当前块的哈希值的努力。如果你听说过挖矿，这个值代表机器计算哈希值需要多长时间（以数字的形式）。

在现实世界中，块比这更复杂，但我想尽量保持简单:)

让我们进入有趣的部分，编码！

1、创建块类

让我们在一个空的 index.js 文件中创建一个名为“Block”的类。

此类的构造函数接受 2 个参数。第一个是前一个区块的哈希值，第二个是当前区块的数据。

在构造函数内部，我们使用构造函数参数初始化块数据。我们将 timeStamp 设置为当前时间，将 proofOfWork 设置为 0。

还记得我说过我们需要计算哈希值吗？是的，哈希值不仅仅是一个随机字符串，为了安全起见，我们需要根据当前数据和之前的哈希值来找到当前的哈希值。

如果黑客更改了一个区块的数据，他们还必须重新计算前面所有区块的哈希值以使链有效（如果他们和我使用同一台计算机，这可能需要数千年）

对于那些不了解哈希的人，它基本上是我们如何将数据转换为一堆随机字符。例如，单词“hello”可以散列成“e2d48e7bc...”。因为散列只在一个方向上起作用，所以很容易找到给定输入的散列输出，但很难从散列输出中预测输入。

我们来看一下calculateHash函数。

该函数基本上根据之前的哈希值、当前数据、当前时间戳和工作量证明的组合生成一个哈希值。

我们使用来自 crypto-js npm 包的哈希函数。这个包基本上允许我们使用几种散列方法。我们在本教程中使用安全哈希算法 256 (SHA 256)。如您所见，我们在文件顶部导入哈希。

我们来看看 Block 类的最终功能。mine功能。

这个mine函数不断增加，直到proofOfWork帮我们找到一个以我们想要的数字，如0开头的哈希值（我们称之为难度）。难度越高，创建哈希所需的时间就越长。这是因为从哈希输出中找到输入的唯一方法就是，不断尝试不同的输入。

有趣的事实：比特币区块的哈希值需要 18 个零，其区块链网络中的所有计算机大约需要 10 分钟才能创建。

如果您听说过人们谈论挖掘加密货币，这就是它的工作原理。他们投资超级机器来计算新区块的哈希值，并获得一些加密货币作为奖励。

你可能想知道为什么它必须那么复杂？

想象一下，如果创建哈希既简单又快速，那么存储在区块链中的数据将很容易被更改。因此，哈希值是以如此复杂的方式创建的，因此即使一个块被黑客入侵，也需要永远更新以下所有块。这就是区块链如此安全的原因。

如果你读到这里，请随意拍拍自己的后背，因为我们已经成功地在区块链中创建了一个区块。

下一部分是创建区块链来存储所有块。

2、创建区块链类

让我们创建Blockchain类

我们的区块链存储 1 个名为 chain 的数组。我们还将向链中添加一个 genesisBlock。genesis block 它基本上是链中的第一个块。因此，我们可以传递“0”作为前一个哈希值，因为没有前一个块。

接下来，我们将实现 addBlock 函数，该函数将一个新块添加到链中。

该函数接受新数据作为参数，并根据该数据和前一个区块的哈希值创建一个新区块。

请记住，当我们创建一个新块时，我们必须使用 mine 函数计算其哈希值。为了使它更快，我只将 diffifulty 设置为 2，因此，新的哈希值必须以 2 个零开头。

找到哈希值后，我们只需要将新块添加到链中。

最后，我们需要 isValid 函数来验证当前链是否有效。

这个函数基本上遍历每个块（except the genesis one）并检查哈希值是否存在任何违规。如果没有违规，则返回 true。

恭喜！您已成功构建区块链。

让我们在下面的示例部分看看它是如何工作的。

3、使用示例

让我们尝试将包含转换信息的 2 个新块添加到我们的区块链。

添加这两个值后，我们的区块链将如下所示。

如果您注意到，每个块的 previousHash 与它之前的块的哈希完全相同。

你想象一下，作为第一笔交易的接收方的大卫，他想要更多的钱，并像这样修改区块的数据。

区块链将无效，因为第一个区块的新哈希值与其先前计算的哈希值不同。

很好的尝试，大卫！金额可能会改变，但对整个区块链是无效的。大卫必须重新计算每个块的哈希值，并以使其都有效。这在现实生活中是不可能实现的！

总结

以上就是我所要分享的文章内容。我希望对您想更多地了解区块链会有所帮助。如果您觉得今天内容对您有所帮助，也请您分享给您的朋友，也许也可以帮助到他。

如果您有任何问题，请在留言区给我留言，我知道的，一定都与您分享。

感谢您的阅读。

另外，一些是这本中的完整代码：

const hash = require("crypto-js/sha256");
class Block {
  constructor(previousHash, data) {
    this.data = data;
    this.hash = this.calculateHash();
    this.previousHash = previousHash;
    this.timeStamp = new Date();
    this.proofOfWork = 0;
  }

  calculateHash() {
    return hash(
        this.previousHash + 
        JSON.stringify(this.data) +
        this.timeStamp +
        this.proofOfWork
    ).toString();
  }

  mine(difficulty) {
    while (!this.hash.startsWith("0".repeat(difficulty))) {
      this.proofOfWork++;
      this.hash = this.calculateHash();
    }
  }
}

class Blockchain {
  constructor() {
    let genesisBlock = new Block("0", { isGenesis: true });
    this.chain = [genesisBlock];
  }

  addBlock(data) {
    let lastBlock = this.chain[this.chain.length - 1];
    let newBlock = new Block(lastBlock.hash, data);
    newBlock.mine(2); // find a hash for new block
    this.chain.push(newBlock);
  }

  isValid() {
    for (let i = 1; i < this.chain.length; i++) {
      const currentBlock = this.chain[i];
      const previousBlock = this.chain[i - 1];
      if (currentBlock.hash != currentBlock.calculateHash()) return false;
      if (currentBlock.previousHash != previousBlock.hash) return false;
    }
    return true;
  }
}

看，没有点击诱饵！它正好有 50 行