区块链的概念及其实现

一、区块链的本质

区块链是什么？一句话，它是一种特殊的分布式数据库。

首先，区块链的主要作用是储存信息。任何需要保存的信息，都可以写入区块链，也可以从里面读取，所以它是数据库。

其次，任何人都可以架设服务器，加入区块链网络，成为一个节点。区块链的世界里面，没有中心节点，每个节点都是平等的，都保存着整个数据库。你可以向任何一个节点，写入/读取数据，因为所有节点最后都会同步，保证区块链一致。

二、区块链的最大特点

分布式数据库并非新发明，市场上早有此类产品。但是，区块链有一个革命性特点。

区块链没有管理员，它是彻底无中心的。其他的数据库都有管理员，但是区块链没有。如果有人想对区块链添加审核，也实现不了，因为它的设计目标就是防止出现居于中心地位的管理当局。

正是因为无法管理，区块链才能做到无法被控制。否则一旦大公司大集团控制了管理权，他们就会控制整个平台，其他使用者就都必须听命于他们了。

但是，没有了管理员，人人都可以往里面写入数据，怎么才能保证数据是可信的呢？被坏人改了怎么办？请接着往下读，这就是区块链奇妙的地方。

三、区块

区块链由一个个区块（block）组成。区块很像数据库的记录，每次写入数据，就是创建一个区块。

其实类似于链表，不同于链表的是里边的指针是带有哈希的指针

每个区块包含两个部分。

区块头（Head）：记录当前区块的特征值

区块体（Body）：实际数据

区块头包含了当前区块的多项特征值。

生成时间

实际数据（即区块体）的哈希

上一个区块的哈希

...

这里，你需要理解什么叫哈希（hash），这是理解区块链必需的。

所谓"哈希"就是计算机可以对任意内容，计算出一个长度相同的特征值。区块链的哈希长度是256位，这就是说，不管原始内容是什么，最后都会计算出一个256位的二进制数字。而且可以保证，只要原始内容不同，对应的哈希一定是不同的。

举例来说，字符串123的哈希是a8fdc205a9f19cc1c7507a60c4f01b13d11d7fd0（十六进制），转成二进制就是256位，而且只有123能得到这个哈希。（理论上，其他字符串也有可能得到这个哈希，但是概率极低，可以近似认为不可能发生。）

因此，就有两个重要的推论。

推论1：每个区块的哈希都是不一样的，可以通过哈希标识区块。

推论2：如果区块的内容变了，它的哈希一定会改变。

四、区块链搭建demo

地址 github

const sha256 = require('crypto-js/sha256')
class Block {
    constructor(data, previousHash) {
        this.data = data || 'please fill in data'
        this.previousHash = previousHash || null
        this.hash = this.computedHash()
    }

    
    computedHash() {
        return sha256(this.data + this.previousHash).toString()
    }
}

class Chain{
    constructor() {
        this.chain = [this.bigBang()]
    }

    // 第一个区块
    bigBang() {
        return new Block('我是第一个区块')
    }
    
    // 获取最后一个区块
    getLastBlock() {
        return this.chain[this.chain.length-1]
    }

    // 添加到区块链
    addBlockToChain(block) {
        const lastBlock = this.getLastBlock()
        block.hash = block.computedHash()
        block.previousHash = lastBlock.hash
        this.chain.push(block)
    }

    // 验证区块链是否被篡改
    // 验证当前内容是否被篡改
    validateChain() {
        for (let index = 0; index < this.chain.length; index++) {
            // console.log(index);
            const block = this.chain[index];

            // 验证当前快是否被篡改
            if(block.hash !== block.computedHash() ) {
                console.log(`当前第 ${index + 1} 区块被篡改`)
                return false
            }

            if (index == 0) {
                continue
            }

            const previousBlock = this.chain[index - 1];
            if(block.previousHash !==  previousBlock.hash) {
                console.log(`当前第 ${index} 和 ${index + 1}块区块断裂`)
                return false
            }
        }
        return true
    }
}
const block1 = new Block('1', null)
// console.log(block1);
const chain = new Chain()

const block2 = new Block('2', null)
const block3 = new Block('3', null)
chain.addBlockToChain(block2)
chain.addBlockToChain(block3)

console.log(chain.chain);

chain.chain[1].data = 123
chain.chain[1].hash = chain.chain[1].computedHash()

console.log(chain.validateChain());

区块链概念及搭建