200行Javascript 代码构造一个区块链

本文为 AI 研习社编译的技术博客，原标题 A blockchain in 200 lines of code，作者为 Lauri Hartikka。

翻译 | 余杭 校对 | 祁晓君 整理 | 凡江

区块链的基础概念是非常简单的：一个有序递增记录列表的分布式数据库。然而，当我们在谈论区块链时很容易和用区块链来解决问题的过程混淆。这在如今较流行的以区块链为底层技术的项目，如比特币以及以太坊中也会存在这样的问题。“区块链”这个概念经常会和以下几个概念联系起来，比如交易，智能合约，或者加密货币。

这使得理解区块链变得更加艰难，特别是从源代码角度。在这篇文章中我会用 200 行的 Javascript 代码构建一个简单的区块链， 叫做 NaiveChain（https://github.com/lhartikk/naivechain）。

区块构造

第一个逻辑上的步骤是决定区块的构造。为了尽可能简单，只包含了必要 的几个部分：索引，时间戳，数据，哈希以及前一个区块的哈希。

区块中必须包含前一个区块的哈希值来保证链的完整性。

区块哈希

需要对区块进行哈希运算来保持数据的完整性。对区块内容进行 SHA-256 散列。这里的哈希运算与挖矿毫无关联，因为这里不包含工作量证明问题。

生成一个区块

为了生成一个区块，我们必须知道前一个区块的哈希值以及创建区块内容要求的剩余部分（即索引，哈希，数据，以及时间戳）。区块数据由最后一个使用者提供。

存储区块

内存中的 Javascript 用来存储区块链。区块链中的第一个区块被称作 “成因块”，它是采用硬编码编写的。

验证区块的完整性

在任意一个时间点我们必须能够验证一个区块或区块链的数据完整性。特别是有其他节点的新区块接入时需决定是否接受它们。

选择最长链

无论在什么时间点，都应该只有一条明确的区块链。在有冲突的情况下，选择最大数值区块所在的那条链。

和其他节点沟通

节点的一个重要部分是与链上的其他节点共享信息并在链上同步。下面的规则是用来确保链上节点的同步。

当一个节点生成一个新的区块，会在网络上进行广播。

当一个节点链接到一个新的点时，它会对最后一个区块发起请求。

当一个新的节点碰见一个区块的索引大于当前已知区块时，它会把这个区块添加到当前链上或是向整个区块链发起请求。

这是当节点遵循规定协议时的一些经典的通讯场景

不使用自动对等探索。点的位置（即 URL） 必须被手动添加。

控制节点

从某种程度上说，用户必须能够控制他们的节点。这通过建立 HTTP 服务器来完成。

正如所见，用户能够通过以下方式与节点进行交互：

列出所有的区块

创建一个新的区块，区块内容由用户提供

列出或是添加点

控制节点最直接了当的方法是通过 Curl :

架构

应该指出的一点是事实上一个节点需要两个网络服务器：其中一个服务器是让用户能够控制节点（即 HTTP 服务器），另一个服务器是供节点间进行点对点通信用的。(Websocket HTTP 服务器)

NaiveChain 的主要组成部分

结论

NaiveChain 主要是用来演示和学习的。因为它并不包含挖矿算法（工作量证明或是权益证明），所以它不能在公网中使用。尽管如此，它还是包含了功能区块链的基本特征

你可以通过Github repository 来获取更多的技术细节（https://github.com/lhartikk/naivechain）。

如果你想要了解更多区块链的内容 ，我建议你查看 Naivecoin: a tutorial for building a cryptocurrency 。在这个教程中，我们会谈论更多的挖矿算法（工作量证明），交易以及钱包（https://lhartikk.github.io/）。