【译】区块链是如何工作的——用JavaScript演示

刘玉平发布于2019-08-21 16:25 / 2445人阅读

摘要：我同时也建立了一个基于浏览器的版本安装命令行工具在此之前请先安装然后在你的命令行中运行以下指令你应该会看到和一个提示。

原文：How does blockchain really work? I built an app to show you.
作者：Sean Han
译者：JeLewine

根据维基百科，区块链是：

一个用于维护不断增长的记录列表的分布式数据库，我们称之为区块链。

这听起来很棒，那它是如何工作的呢？

为了说明区块链，我们将会使用一个名为Blockchain CLI的开源命令行工具。

我同时也建立了一个基于浏览器的版本

安装命令行工具

在此之前请先安装Node.js

然后在你的命令行中运行以下指令：

npm install blockchain-cli -g
blockchain

你应该会看到? Welcome to Blockchain CLI!和一个blockchain →提示。这说明已经准备好了。

区块长什么样？

想要查看当前的区块链，你需要在命令提示行下输入blockchain或者bc。你应该会看到像下面的图片一样的一个区块。

Index：是哪一个区块（创世块的索引是0）？

Hash：块是否有效？

Previous Hash：前一个区块是否有效？

Timestamp：什么时候添加的区块？

Data：什么信息存储在区块上？

Nonce：在找到有效区块之前，我们进行了多少次迭代？

创世块

每一个区块链都是从? Genesis Block开始的。正如你们将要在后面看到的，区块链上的每一个区块都依赖于前一个区块。所以，需要创世块来挖出我们的第一个区块。

当一个新的区块被开采时会发生什么？

让我们挖出我们的第一个区块。在命令行中输入mine freeCodeCamp♥︎。

区块链查看链上最新的区块来获取index和previous hash。在这个案例下创世块是最新的区块。

Index：0+1=1

Previous Hash：0000018035a828da0…

Timestamp：区块被添加的时间

Data：freeCodeCamp❤

Hash：？？？

Nonce：？？？

Hash是如何计算的？

哈希值是唯一标识数据的固定长度的数值。

Hash是通过将Index、Previous Hash、Timestamp、Data和Nonce作为输入值来计算的。

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

SHA256算法将会依据这些输入计算出一个唯一Hash值。同样的输入总是会返回同样的结果。

你是否注意到区块Hash中的四个前导0？

四个前导0是一个有效Hash的最低要求。所需前导0的数量被称之为难度

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

这也被称为工作证明系统

Nonce是什么？

Nonce是用来查找一个有效Hash的次数。

let nonce = 0;
let hash;
let input;
while(!isValidHashDifficulty(hash)) {     
  nonce = nonce + 1;
  input = index + previousHash + timestamp + data + nonce;
  hash = CryptoJS.SHA256(input)
}

Nonce迭代到直到Hash有效。在我们的案例中，一个有效的Hash至少要拥有4个前置0。查找与有效Hash对应的Nonce的过程就是挖矿。

随着难度的增加，可能的有效Hash数量就会减少。伴随着有效Hash的减少，我们需要更强的算力来查找有效Hash。

为什么这么重要？

这些机制非常重要，它们使区块链不可变。

如果我们有这么一个区块链“A->B->C”，而且有一个人想要改变区块A上的数据。那么会发生什么呢？

区块A上的数据改变了。

区块A的hash改变了，因为数据被用来计算hash。

区块A失效了，因为它的hash不再有4个前导0。

区块B的hash改变了，因为区块A的hash被用来计算区块B的hash。

区块B失效了，因为它的hash不再有4个前导0。

区块B的hash改变了，因为区块C的hash被用来计算区块B的hash。

区块C失效了，因为它的hash不再有4个前导0。

改变一个区块的唯一方法就是将这个区块重新挖一遍，接下来是所有的区块。由于总是有新的区块被添加，因此改变区块几乎是一件不可能的事。

我希望这个教程能够对您有所帮助！

如果您想要查看网页版的演示，请出门右转http://blockchaindemo.io

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