BLOCKCHAIN 区块链的去中心化P2P服务的JAVA代码的实现

Posted 2020-11-03

为什么要用去中心化？

借贷关系证明举例

中心化借贷关系证明带来的问题：

1. 机器挂了，公司倒闭了，被黑客黑了，借贷关系就不存在了
2. 借贷关系涉及到个人隐私，中心化的机构会拿去做大数据分析。例如各大电子商务公司，会根据购物习惯，分析个人喜好，继而指导利益可图的商业行为，但这本身是侵犯隐私的。

去中心化可以解决上述的问题：

1. 去中心化的一个节点挂了，对数据丢失影响很小，节点越多，黑客越难攻击。
2. 使用复杂的密码学，保证隐私
   

区块链中的P2P概念

P2P(Peer to Peer)对等计算机或对等网络，一种计算机和计算机之间的通信协议。
p2p的核心：
P2P的核心是数据存储在客户本地，通过存储信息(名称、地址、分块)的查询，让终端之间直接数据传递。P2P网络让网络上的数据流量分散化，同时管理点不仅没有服务容量的压力，而且只存储数据的索引与链接，不对数据本身负责，避免了版权与管理的麻烦。IPFS文件系统是基于p2p的（目标是替代现有的http），可以百度搜索相关网址。
p2p网络实现的思想：
P2P网络实际上是一种“无中央政府的”、“部落式的”网络，加入的方式就是客户端的登录，多数不需要认证，离开更不受限制，别人“取”你的东西是自愿，你拿别人的资源也不用付费，“P2P世界是和谐的”。为了激励大家在获取的同时多奉献，，因为只有奉献的越多，可供共享的也越多，开发者在你下载的同时，利用文件分块的技术，把你刚拥有的部分马上给别人分享，当然这种共享不必再经过你的允许，并且根据你的表现积分，鼓励“好”人，奖励奉献，你帮了别人，别人就来帮你。由于很多P2P网络的协议是公开的，所以加入的方式也很宽泛，不同的P2P网络还可以互通，为信息的进一步共享提供了基础。

• java网络编程：socket编程、netty编程、websoket编程（html5兴起后的一种技术）

  • 网络编程，socket编程和netty编程是传统的网络编程，(服务端和客户端)

    • socket 编程是基于BIO的
    • netty 是基于NIO的
  • websocket编程
    • Websocket是html5提出的一个协议规范，参考rfc6455。
      websocket约定了一个通信的规范，通过一个握手的机制，客户端（浏览器）和服务器（webserver）之间能建立一个类似tcp的连接，从而方便c－s之间的通信。在websocket出现之前，web交互一般是基于http协议的短连接或者长连接。
      WebSocket是为解决客户端与服务端实时通信而产生的技术。websocket协议本质上是一个基于tcp的协议，是先通过HTTP/HTTPS协议发起一条特殊的http请求进行握手后创建一个用于交换数据的TCP连接，此后服务端与客户端通过此TCP连接进行实时通信。
    • websocket编程相对简单

区块链中的P2P服务端的代码实现

• 初始化websoket 服务端（接收客户端的请求并返回消息）
• 整个流程梳理
  • 服务开启onStart()
  • 连接打开onOpen()
  • 处理接收到的消息onMesage()
  • 连接关闭onClose()
  • 异常处理onError()

  /**
     * 初始化websoket服务
     * @author cn.wenwuyi
     * @param port
     */
    public void initP2PServer(int port) {
        /**
         * webSoketServer 初始化
         */
        final WebSocketServer socket = new WebSocketServer(new InetSocketAddress(port)) {
             /**
              * 连接打开
              */
             public void onOpen(WebSocket webSocket, ClientHandshake clientHandshake) {
                 write(webSocket, queryChainLatestMsg());
                 sockets.add(webSocket);
             }
             /**
              * 连接关闭
              */
             public void onClose(WebSocket webSocket, int i, String s, boolean b) {
                 System.out.println("connection failed to peer:" + webSocket.getRemoteSocketAddress());
                 sockets.remove(webSocket);
             }
             /**
              * 连接消息
              */
             public void onMessage(WebSocket webSocket, String s) {
                 handleMessage(webSocket, s);
             }
             /**
              * 容错
              */
             public void onError(WebSocket webSocket, Exception e) {
                 System.out.println("connection failed to peer:" + webSocket.getRemoteSocketAddress());
                 sockets.remove(webSocket);
             }
             /**
              * 连接开始
              */
             public void onStart() {

             }
        };
        //soket启动
        socket.start();
        System.out.println("listening websocket p2p port on: " + port);
    }

• 初始化websocket客户端（发送给服务端消息，同时接收服务端发回的消息）
  • 连接打开onOpen()
  • 处理接收到的消息onMesage()
  • 连接关闭onClose()
  • 异常处理onError()
• 每个节点既是服务端也是客户端 WebsoketServer WebSocketClient

 /**
     * 初始化websoket服务
     * @author cn.wenwuyi
     * @param port
     */
  public void connectToPeer(String peer) {
        try {
            final WebSocketClient socket = new WebSocketClient(new URI(peer)) {
                @Override
                public void onOpen(ServerHandshake serverHandshake) {
                    write(this, queryChainLatestMsg());
                    sockets.add(this);
                }

                @Override
                public void onMessage(String s) {
                    handleMessage(this, s);
                }

                @Override
                public void onClose(int i, String s, boolean b) {
                    System.out.println("connection failed");
                    sockets.remove(this);
                }

                @Override
                public void onError(Exception e) {
                    System.out.println("connection failed");
                    sockets.remove(this);
                }
            };
            socket.connect();
        } catch (URISyntaxException e) {
            System.out.println("p2p connect is error:" + e.getMessage());
        }
    }

    private void write(WebSocket ws, String message) {
        ws.send(message);
    }

注意：每个节点（区块链中的服务器）既是服务端也是客户端，用来同步各个节点的数据