blockchain 区块链200行代码：在JavaScript实现的一个简单的例子

了解blockchain的概念很简单（区块链，交易链块）：它是分布式的（即不是放置在同一台机器上，不同的网络设备上的）数据库支持主办记录日益增长的名单。但是，这也是容易混淆blockchain与我们试图帮他解决了目标 - 在人们心中的那一刻，这个词是相当强烈的交易，合同或智能cryptocurrency的概念有关。
只有在这里blockchain - 是不是一回事比特币，并理解链块的基本知识比它似乎更容易，尤其是在，它是基于源代码的情况下。在本文中，我们提出了建立与在JavaScript中200行代码的简单模型。这个项目，我们称之为NaiveChain的源代码，可以在GitHub上找到。 第1部分和第2部分：如果您需要刷上它的功能，使用我们的备忘单，我们将使用标准的ECMAScript 6。

块结构

第一步 - 确定应包含块的元素。为简单起见，我们只包括最必要的：先前块的指数（指数），时间标记（时间戳），数据（数据），散列和散列，要录制，以保持电路的结构完整性。

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1. class Block {  
2.     constructor(index, previousHash, timestamp, data, hash) {  
3.         this.index = index;  
4.         this.previousHash = previousHash.toString();  
5.         this.timestamp = timestamp;  
6.         this.data = data;  
7.         this.hash = hash.toString();  
8.     }  
9. }  

散列单元

哈希块需要保持数据的完整性。在我们的例子，这适用于算法SHA-256。这种类型的散列是不相关的开采，因为在这种情况下，我们并没有用表现证明实施保护。

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1. var calculateHash = (index, previousHash, timestamp, data) => {  
2.     return CryptoJS.SHA256(index + previousHash + timestamp + data).toString();  
3. };  

产生单元

要生成块，我们需要知道前一个块的哈希，使我们在结构已经确定了元素的其余部分。数据由最终用户提供。

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1. var generateNextBlock = (blockData) => {  
2.     var previousBlock = getLatestBlock();  
3.     var nextIndex = previousBlock.index + 1;  
4.     var nextTimestamp = new Date().getTime() / 1000;  
5.     var nextHash = calculateHash(nextIndex, previousBlock.hash, nextTimestamp, blockData);  
6.     return new Block(nextIndex, previousBlock.hash, nextTimestamp, blockData, nextHash);  
7. };  

存储单元

使用blockchain 存储阵列。第一个块总是硬编码“创世纪块”。

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1. var getGenesisBlock = () => {  
2.     return new Block(0, "0", 1465154705, "my genesis block!!", "816534932c2b7154836da6afc367695e6337db8a921823784c14378abed4f7d7");  
3. };  
4.    
5. var blockchain = [getGenesisBlock()];  

确认块的完整性

我们必须始终能够确认单元或电路的完整性。尤其是当你从其他单位新的单位，必须决定是否接受它们。

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1. var isValidNewBlock = (newBlock, previousBlock) => {  
2.     if (previousBlock.index + 1 !== newBlock.index) {  
3.         console.log('invalid index');  
4.         return false;  
5.     } else if (previousBlock.hash !== newBlock.previousHash) {  
6.         console.log('invalid previoushash');  
7.         return false;  
8.     } else if (calculateHashForBlock(newBlock) !== newBlock.hash) {  
9.         console.log(typeof (newBlock.hash) + ' ' + typeof calculateHashForBlock(newBlock));  
10.         console.log('invalid hash: ' + calculateHashForBlock(newBlock) + ' ' + newBlock.hash);  
11.         return false;  
12.     }  
13.     return true;  
14. };  

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1.   

选择链最长的

在电路块的顺序必须被明确指定，但是在发生冲突的情况下（例如，两个节点同时在同一生成的块和相同数量），我们选择电路，其中包含的块的数量较多。

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1. var replaceChain = (newBlocks) => {  
2.     if (isValidChain(newBlocks) && newBlocks.length > blockchain.length) {  
3.         console.log('Received blockchain is valid. Replacing current blockchain with received blockchain');  
4.         blockchain = newBlocks;  
5.         broadcast(responseLatestMsg());  
6.     } else {  
7.         console.log('Received blockchain invalid');  
8.     }  
9. };  

消息到其它网络节点

该网站的一个组成部分 - 与其他节点的数据交换。下列规则用于维护网络同步：
当一个节点产生新的单元，它会报告给网络;
当本机连接到新的盛宴，他要求有关最后生成的块信息;
当一个节点正面临着一个块，其中有一个指标比他还大，他增加了一个块到电路或请求的完整链条的信息。
自动搜索同龄人不执行，所有环节都手动添加。

单元的控制

用户应该能够以某种方式控制节点，通过将HTTP服务器解决。当与节点相互作用有以下功能：
打印所有单元的列表;
创建用户生成内容的新单元;
打印列表，或添加的节日。
互动的最直接的方式 - 通过卷曲：

一个节点上的所有块＃名单
curl http://localhost:3001/blocks

架构

值得注意的是，该网站是指两个Web服务器：HTTP进行用户控制的装置和向所述的WebSocket HTTP来安装节点之间的P2P连接。

如下为js 200行代码

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1.   

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1. <span style="font-family:Arial, Helvetica, sans-serif;">'use strict';</span>  

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1. var CryptoJS = require("crypto-js");  
2. var express = require("express");  
3. var bodyParser = require('body-parser');  
4. var WebSocket = require("ws");  
5.   
6. var http_port = process.env.HTTP_PORT || 3001;  
7. var p2p_port = process.env.P2P_PORT || 6001;  
8. var initialPeers = process.env.PEERS ? process.env.PEERS.split(',') : [];  
9.   
10. class Block {  
11.     constructor(index, previousHash, timestamp, data, hash) {  
12.         this.index = index;  
13.         this.previousHash = previousHash.toString();  
14.         this.timestamp = timestamp;  
15.         this.data = data;  
16.         this.hash = hash.toString();  
17.     }  
18. }  
19.   
20. var sockets = [];  
21. var MessageType = {  
22.     QUERY_LATEST: 0,  
23.     QUERY_ALL: 1,  
24.     RESPONSE_BLOCKCHAIN: 2  
25. };  
26.   
27. var getGenesisBlock = () => {  
28.     return new Block(0, "0", 1465154705, "my genesis block!!", "816534932c2b7154836da6afc367695e6337db8a921823784c14378abed4f7d7");  
29. };  
30.   
31. var blockchain = [getGenesisBlock()];  
32.   
33. var initHttpServer = () => {  
34.     var app = express();  
35.     app.use(bodyParser.json());  
36.   
37.     app.get('/blocks', (req, res) => res.send(JSON.stringify(blockchain)));  
38.     app.post('/mineBlock', (req, res) => {  
39.         var newBlock = generateNextBlock(req.body.data);  
40.         addBlock(newBlock);  
41.         broadcast(responseLatestMsg());  
42.         console.log('block added: ' + JSON.stringify(newBlock));  
43.         res.send();  
44.     });  
45.     app.get('/peers', (req, res) => {  
46.         res.send(sockets.map(s => s._socket.remoteAddress + ':' + s._socket.remotePort));  
47.     });  
48.     app.post('/addPeer', (req, res) => {  
49.         connectToPeers([req.body.peer]);  
50.         res.send();  
51.     });  
52.     app.listen(http_port, () => console.log('Listening http on port: ' + http_port));  
53. };  
54.   
55.   
56. var initP2PServer = () => {  
57.     var server = new WebSocket.Server({port: p2p_port});  
58.     server.on('connection', ws => initConnection(ws));  
59.     console.log('listening websocket p2p port on: ' + p2p_port);  
60.   
61. };  
62.   
63. var initConnection = (ws) => {  
64.     sockets.push(ws);  
65.     initMessageHandler(ws);  
66.     initErrorHandler(ws);  
67.     write(ws, queryChainLengthMsg());  
68. };  
69.   
70. var initMessageHandler = (ws) => {  
71.     ws.on('message', (data) => {  
72.         var message = JSON.parse(data);  
73.         console.log('Received message' + JSON.stringify(message));  
74.         switch (message.type) {  
75.             case MessageType.QUERY_LATEST:  
76.                 write(ws, responseLatestMsg());  
77.                 break;  
78.             case MessageType.QUERY_ALL:  
79.                 write(ws, responseChainMsg());  
80.                 break;  
81.             case MessageType.RESPONSE_BLOCKCHAIN:  
82.                 handleBlockchainResponse(message);  
83.                 break;  
84.         }  
85.     });  
86. };  
87.   
88. var initErrorHandler = (ws) => {  
89.     var closeConnection = (ws) => {  
90.         console.log('connection failed to peer: ' + ws.url);  
91.         sockets.splice(sockets.indexOf(ws), 1);  
92.     };  
93.     ws.on('close', () => closeConnection(ws));  
94.     ws.on('error', () => closeConnection(ws));  
95. };  
96.   
97.   
98. var generateNextBlock = (blockData) => {  
99.     var previousBlock = getLatestBlock();  
100.     var nextIndex = previousBlock.index + 1;  
101.     var nextTimestamp = new Date().getTime() / 1000;  
102.     var nextHash = calculateHash(nextIndex, previousBlock.hash, nextTimestamp, blockData);  
103.     return new Block(nextIndex, previousBlock.hash, nextTimestamp, blockData, nextHash);  
104. };  
105.   
106.   
107. var calculateHashForBlock = (block) => {  
108.     return calculateHash(block.index, block.previousHash, block.timestamp, block.data);  
109. };  
110.   
111. var calculateHash = (index, previousHash, timestamp, data) => {  
112.     return CryptoJS.SHA256(index + previousHash + timestamp + data).toString();  
113. };  
114.   
115. var addBlock = (newBlock) => {  
116.     if (isValidNewBlock(newBlock, getLatestBlock())) {  
117.         blockchain.push(newBlock);  
118.     }  
119. };  
120.   
121. var isValidNewBlock = (newBlock, previousBlock) => {  
122.     if (previousBlock.index + 1 !== newBlock.index) {  
123.         console.log('invalid index');  
124.         return false;  
125.     } else if (previousBlock.hash !== newBlock.previousHash) {  
126.         console.log('invalid previoushash');  
127.         return false;  
128.     } else if (calculateHashForBlock(newBlock) !== newBlock.hash) {  
129.         console.log(typeof (newBlock.hash) + ' ' + typeof calculateHashForBlock(newBlock));  
130.         console.log('invalid hash: ' + calculateHashForBlock(newBlock) + ' ' + newBlock.hash);  
131.         return false;  
132.     }  
133.     return true;  
134. };  
135.   
136. var connectToPeers = (newPeers) => {  
137.     newPeers.forEach((peer) => {  
138.         var ws = new WebSocket(peer);  
139.         ws.on('open', () => initConnection(ws));  
140.         ws.on('error', () => {  
141.             console.log('connection failed')  
142.         });  
143.     });  
144. };  
145.   
146. var handleBlockchainResponse = (message) => {  
147.     var receivedBlocks = JSON.parse(message.data).sort((b1, b2) => (b1.index - b2.index));  
148.     var latestBlockReceived = receivedBlocks[receivedBlocks.length - 1];  
149.     var latestBlockHeld = getLatestBlock();  
150.     if (latestBlockReceived.index > latestBlockHeld.index) {  
151.         console.log('blockchain possibly behind. We got: ' + latestBlockHeld.index + ' Peer got: ' + latestBlockReceived.index);  
152.         if (latestBlockHeld.hash === latestBlockReceived.previousHash) {  
153.             console.log("We can append the received block to our chain");  
154.             blockchain.push(latestBlockReceived);  
155.             broadcast(responseLatestMsg());  
156.         } else if (receivedBlocks.length === 1) {  
157.             console.log("We have to query the chain from our peer");  
158.             broadcast(queryAllMsg());  
159.         } else {  
160.             console.log("Received blockchain is longer than current blockchain");  
161.             replaceChain(receivedBlocks);  
162.         }  
163.     } else {  
164.         console.log('received blockchain is not longer than received blockchain. Do nothing');  
165.     }  
166. };  
167.   
168. var replaceChain = (newBlocks) => {  
169.     if (isValidChain(newBlocks) && newBlocks.length > blockchain.length) {  
170.         console.log('Received blockchain is valid. Replacing current blockchain with received blockchain');  
171.         blockchain = newBlocks;  
172.         broadcast(responseLatestMsg());  
173.     } else {  
174.         console.log('Received blockchain invalid');  
175.     }  
176. };  
177.   
178. var isValidChain = (blockchainToValidate) => {  
179.     if (JSON.stringify(blockchainToValidate[0]) !== JSON.stringify(getGenesisBlock())) {  
180.         return false;  
181.     }  
182.     var tempBlocks = [blockchainToValidate[0]];  
183.     for (var i = 1; i < blockchainToValidate.length; i++) {  
184.         if (isValidNewBlock(blockchainToValidate[i], tempBlocks[i - 1])) {  
185.             tempBlocks.push(blockchainToValidate[i]);  
186.         } else {  
187.             return false;  
188.         }  
189.     }  
190.     return true;  
191. };  
192.   
193. var getLatestBlock = () => blockchain[blockchain.length - 1];  
194. var queryChainLengthMsg = () => ({'type': MessageType.QUERY_LATEST});  
195. var queryAllMsg = () => ({'type': MessageType.QUERY_ALL});  
196. var responseChainMsg = () =>({  
197.     'type': MessageType.RESPONSE_BLOCKCHAIN, 'data': JSON.stringify(blockchain)  
198. });  
199. var responseLatestMsg = () => ({  
200.     'type': MessageType.RESPONSE_BLOCKCHAIN,  
201.     'data': JSON.stringify([getLatestBlock()])  
202. });  
203.   
204. var write = (ws, message) => ws.send(JSON.stringify(message));  
205. var broadcast = (message) => sockets.forEach(socket => write(socket, message));  
206.   
207. connectToPeers(initialPeers);  
208. initHttpServer();  
209. initP2PServer();