纯干货！区块链用JavaScript这样写，你就能玩转币圈！

Posted 2021-04-17 币晓区块链

自从区块链诞生以来，颠覆了互联网时代的疯狂，将科技进步推向了一个巅峰。区块链一时成为了比“大数据、云计算和人工智能”还要火爆的词，在这火爆之下像京东、腾讯、阿里等这样的大企业都蜂拥而至，入局开始研发区块链。

可能真正谈到区块链大多人想起的是比特币，因为相对来说炒币的人还是很多，对于比特币的开发技术没有多少人能够关注。且目前区块链并没有一个很清楚的定义，只是介绍了它是比特币的底层技术，究其底层技术是什么又成了一个疑问。所以单从理论角度来解说区块链的定义：

●区块链是一个在非安全环境中的分布式系统；

●采用密码学方式保证区块内已有数据的不可篡改性；

●采用了共识算法对新增数据达成共识。

综上具备这三个基本特性的就称之为区块链。

那么，区块链技术到底是什么样的，下面我们用javascript来创建一个简单的区块链，以便大家明白它的工作原理。

 步骤 

○实现一个基本的区块链

○POW机制的实现

○挖矿与交易奖励

1.1实现一个基本的区块链

研究实现前我们先得明白加密货币为什么要基于区块链实现？因为，区块链是由一个个任何人不可访问、不可篡改的区块构成，如果期间要添加一个区块，就必须得让剩余区块失效，否则它是不会再被改变的。也就是说做完交易后你肯定不希望有人再去变更交易。

1.1.1创造一个区块

既然说区块链是由一个个区块连接而成，那么这种区块的数据完整性就需要我们去考证，确保数据不被操纵、变更、因此就需要每个区块包含一个机遇其内容而计算出来的hash，同时也包含前一区块的hash。

如果用JavaScript来写大致就是：

需要解释的是("crypto-js/sha256")，因为JavaScript中不支持hash256，所以将crypto-js库引入。再定义一个构造函数，目的是初始化区块的属性。表示每个区块都被赋予index属性，让它告诉我们当前区块在整个链上的位置。同时野生成了时间戳以及需要在区块里存储的一些数据。最后一个hash是指前一个区块的hash。

1.1.2创造一个链

要想将每个区块连接起来，就需要在Blockchain类中创建，JavaScript是这样实现的：

在构造函数里，我们需要创建一个包含创世区块的数组来初始化整个链。此时，第一个区块比较特殊，因为它不能指向前一个区块，所以可以调用以下方法：

●getLatestBlock()表示返回区块链上最新区块；

●add Block()表示添加新的区块到这条链上。

借此我们可以将上一个区块的hash添加到当前最新的区块中，这样也就可以保证整个链的完整性。因为我们如果变更了新区块中的内容，那么就需要重新计算他当前的hash值，计算完成后，再将这个区块放到链里（也就是一个数组）；最后就要创建一个来确保无人篡改过区块链，此时它会遍历所有区块检查自己的hash是否正确。

然后通过比较来检查该区块是否正确指向上一个区块，如果正确它会返回true，指向错误会返回false，以此类推，将所有区块检查完毕。

1.1.3使用区块链

编写玩类就可以真正使用了。

创建一个区块链实例，且命名为SavjeeCoin，之后就要添加一些区块到链上。区块里可以放任何你想要的数据，以上只添加了一个带有amount属性的对象。

下面试一试不可变更的区块

一开始通过运行来验证整个链的完整性。我们操作过任何区块，所以它会返回true。之后我将链上的第一个（索引为1）区块的数据进行了变更。之后我再次检查整个链的完整性，发现它返回了false。我们的整个链不再有效了。

二、POW机制的实现

经过上面的JavaScript做简单的区块链工作原理演示，发现仍然不完整，还是能够篡改系统数据，因此，我们就需要另一种机制来抵御这种攻击。下面一起走进这个防御区一探究竟。

快速创造了区块后将其添加到区块链中，却发现导致了下面三个问题：

●人们可以快速创建区块，然后在我们的链里塞满垃圾。大量的区块会导致我们区块链过载并让它无法使用。

●因为创建一个有效的区块太容易了，人们可以篡改链中的某一个区块，然后重新计算所有区块的 hash。即使它们已经篡改了区块，他们仍然可以以有效的区块来作为结束。

●你可以通过结合上述两个破绽来有效控制区块链。区块链由 P2P 网络驱动，其中节点会将区块添加到可用的最长链中。

所以你可以篡改区块，然后计算所有其他的区块，最后添加任意多你想要添加的区块。你最后会得到一个最长的链，所有的其他节点都会接受它，然后往上添加自己的区块。

此时，就需要一个合理的解决方案—pow。

 关于pow 

Pow首先是一项简单技术，是通过一定数量的计算来防止滥用；其次，在第一个区块链创造之前它就已经存在。

工作量是防止垃圾填充和篡改的关键。如果它需要大量算力，那么垃圾的填充也就失去了意义。

以比特币的场景为例：

比特币要求hash以特定0的数目来实现pow，在其场景下，一个区块含各种交易信息，那么我们肯定是不希望为了获取正确的hash而混淆那些数据。此时区块链就添加了一个Nonce值来解决这个问题（需要说明的是Nonce是用来查找有效hash次数的）。

挖矿就是在无法预测hash函数输出时，为满足hash之前的条件，寻求有效hash而创建的一个新区块。

在修改区块类并在构造函数中添加Nonce变量，将初始化值设为0。

获取新方法添加Nonce，并获取有效hash。

变更函数

它们结合后得到新的区块类：

在区块链中增加一个新的属性，用于追踪整条链的难度，将它设为2.

改变 addBlock() 方法，以便在将其添加到链中之前确保实际挖到该区块：

现在pow可以作为防御遁甲抵挡攻击了！

三、挖矿与交易奖励

区块链创建好了，pow防护盾也有了，接下来我们需要给我们的矿工奖励。

 重构区块类 

目前我们的区块中已经拥有了previousHash,timestamp,data,hash和nonce属性。现在我们还需要将data改名为transactions，如下：

更改了区块类我们就需要同时更改它对应的calculateHash()函数

定义交易类，便于我们交易时锁定它的属性：

由于pow在区块链中可以稳定创建区块，在比特币的场景下，难度被设置为每10分钟创在一个新区块。那么就要创建一个新的属性，用于定义矿工劳动所获的奖励：

调用addBlock()方法，并重写，杜绝直接在链上添加区块。使交易添加到下一曲快中，因此将addBlock()更名为createTransaction()：

 挖矿 

将新的交易添加处理到交易列表后，还需要将其清理并移入实际区块中。因此就要创建一个minePendingTransactions()方法，用它来挖掘所有新交易的区块，并向采矿者发送奖励。

 测试 

完成以上工作后，我们需要检测代码运行情况：

检查账户余额：

结果输出0，很意外啊，仔细检查会发现系统会创建一个交易，然后会把挖矿奖励添加为新的待处理交易。这笔交易会包含在下一区块中，如果继续挖矿，会得到100的奖励。

现在我们可以在这个区块链上的区块中存储交易信息，并为矿工带来汇报。

这只是一个原理性的区块链实现，因为它还欠缺很多功能和奖励机制，今天我们只为论证区块链技术的概念来做工作原理的解释，具体的实现还需完整的编码实现。

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作者 | 千淘万漉

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