Comment implémenter le stockage par blocs en utilisant PHP

Le stockage par blocs est une méthode émergente de stockage de données largement utilisée dans les technologies blockchain telles que Bitcoin et Ethereum. En tant que langage de programmation back-end couramment utilisé, PHP possède des capacités de traitement de données relativement puissantes et peut également implémenter des fonctions de stockage par blocs. Cet article explique comment utiliser PHP pour implémenter le stockage par blocs.

1. Qu'est-ce que le stockage par blocs ? Le stockage par blocs, également appelé base de données distribuée, est une base de données composée de plusieurs nœuds dispersés sur plusieurs ordinateurs. Ces nœuds peuvent être connectés entre eux via des réseaux tels qu'Internet et collaborer les uns avec les autres pour compléter le stockage et le partage des données. La raison pour laquelle le stockage par blocs est plus sécurisé et infalsifiable que les bases de données traditionnelles est qu'il utilise la technologie de chaîne de hachage pour garantir l'intégrité et la fiabilité des données.

2. Étapes pour implémenter le stockage par blocs en PHP

Créez une classe blockchain

1. Définissez une classe nommée BlockChain et définissez les attributs suivants : $chain, $pend_transactions et $mining_reward. Parmi eux, $chain est une structure de chaîne qui stocke tous les blocs ; $ending_transactions stocke les transactions qui seront empaquetées ; $mining_reward est utilisé pour stocker les récompenses minières.

Ajouter un bloc Genesis

2. Le bloc Genesis est le premier bloc de la blockchain et doit être ajouté manuellement. Définissez une méthode nommée create_genesis_block dans la classe BlockChain pour créer le bloc Genesis.

Ajouter un nouveau bloc

3. Définissez une méthode appelée add_block dans la classe BlockChain pour ajouter un nouveau bloc. La fonction de cette méthode est d'ajouter de nouveaux blocs à la blockchain et de mettre à jour toutes les transactions en attente. Le code est le suivant :

function add_block($new_block) {
  $new_block->previous_hash = $this->get_last_block()->hash;
  $new_block->mine_block($this->mining_reward);

  array_push($this->chain, $new_block);

  // Update pending transactions
  $this->pending_transactions = array();
  $this->pending_transactions[] = new Transaction(null, $this->mining_reward);
}

Créez une structure de données de bloc

4. Dans la classe BlockChain, définissez une classe nommée Block, qui comprend les attributs $index, $timestamp, $transactions, $previous_hash et $hash.

Implémenter l'algorithme de minage

5. Dans la classe Block, implémentez l'algorithme de minage pour assurer la sécurité et la fiabilité de la blockchain. La fonction principale de l'algorithme de minage est de calculer la valeur de hachage du bloc et d'ajuster la vitesse de minage en fonction du coefficient de difficulté et du nombre de transactions. Voici le code d'implémentation de l'algorithme de minage :

function mine_block($mining_reward) {
  $this->timestamp = time();
  $transaction = new Transaction(null, $mining_reward);
  array_push($this->transactions, $transaction);

  $this->hash = $this->calculate_hash();
  while(substr($this->hash, 0, 4) !== "0000") {
    $this->nonce++;
    $this->hash = $this->calculate_hash();
  }
}

Implementation transactions

6. Dans la classe Block, définissez une classe nommée Transaction, qui contient trois attributs : $from_address, $to_address et $amount. La fonction principale de la transaction est de transférer des actifs, et son code d'implémentation est le suivant :

class Transaction {
  public $from_address;
  public $to_address;
  public $amount;

  public function __construct($from_address, $to_address, $amount) {
    $this->from_address = $from_address;
    $this->to_address = $to_address;
    $this->amount = $amount;
  }
}

Implémentez l'algorithme de hachage

7. Dans la classe Block, implémentez l'algorithme de hachage pour calculer la valeur de hachage du bloc. L'algorithme de hachage peut utiliser SHA256, et le code d'implémentation est le suivant :

function calculate_hash() {
  return hash("sha256", $this->index . $this->previous_hash . $this->timestamp . json_encode($this->transactions) . $this->nonce);
}

3. Exemple d'utilisation de PHP pour implémenter le stockage par blocs

Un exemple simple de blockchain est donné ci-dessous, qui montre comment utiliser PHP pour implémenter la fonction de stockage par blocs :

index = $index;
    $this->timestamp = time();
    $this->transactions = $transactions;
    $this->previous_hash = $previous_hash;
    $this->hash = $this->calculate_hash();
  }

  function calculate_hash() {
    return hash("sha256", $this->index . $this->previous_hash . $this->timestamp . json_encode($this->transactions) . $this->nonce);
  }

  function mine_block($difficulty) {
    while(substr($this->hash, 0, $difficulty) !== str_repeat("0", $difficulty)) {
      $this->nonce++;
      $this->hash = $this->calculate_hash();
    }

    echo "Block mined: " . $this->hash . "
";
  }
}

class BlockChain {
  public $chain;
  public $difficulty;
  public $pending_transactions;
  public $mining_reward;

  public function __construct() {
    $this->chain = array();
    array_push($this->chain, $this->create_genesis_block());
    $this->difficulty = 2;
    $this->pending_transactions = array();
    $this->mining_reward = 100;
  }

  function create_genesis_block() {
    return new Block(0, array(), "0");
  }

  function add_transaction($transaction) {
    array_push($this->pending_transactions, $transaction);
  }

  function get_last_block() {
    return $this->chain[sizeof($this->chain)-1];
  }

  function mine_pending_transactions($mining_reward_address) {
    $block = new Block(sizeof($this->chain), $this->pending_transactions, $this->get_last_block()->hash);
    $block->mine_block($this->difficulty);

    echo "Block successfully mined!
";

    array_push($this->chain, $block);

    $this->pending_transactions = array();
    $this->pending_transactions[] = new Transaction(null, $mining_reward_address, $this->mining_reward);
  }

  function get_balance($address) {
    $balance = 0;
    foreach($this->chain as $block) {
      foreach($block->transactions as $transaction) {
        if($transaction->from_address === $address) {
          $balance -= $transaction->amount;
        }

        if($transaction->to_address === $address) {
          $balance += $transaction->amount;
        }
      }
    }
    return $balance;
  }

  function is_chain_valid() {
    for($i = 1; $i < sizeof($this->chain); $i++) {
      $current_block = $this->chain[$i];
      $previous_block = $this->chain[$i-1];

      if($current_block->hash !== $current_block->calculate_hash() ||
        $current_block->previous_hash !== $previous_block->hash) {
        return false;
      }

      return true;
    }
  }
}

class Transaction {
  public $from_address;
  public $to_address;
  public $amount;

  public function __construct($from_address, $to_address, $amount) {
    $this->from_address = $from_address;
    $this->to_address = $to_address;
    $this->amount = $amount;
  }
}

$blockchain = new BlockChain();

$blockchain->add_transaction(new Transaction("address1", "address2", 100));
$blockchain->add_transaction(new Transaction("address2", "address1", 50));

echo "Starting the miner...
";
$blockchain->mine_pending_transactions("miner1");

echo "Balance of miner1 is " . $blockchain->get_balance("miner1") . "
";
echo "Balance of address1 is " . $blockchain->get_balance("address1") . "
";
echo "Balance of address2 is " . $blockchain->get_balance("address2") . "
";

echo "Starting the miner again...
";
$blockchain->mine_pending_transactions("miner2");

echo "Balance of miner1 is " . $blockchain->get_balance("miner1") . "
";
echo "Balance of address1 is " . $blockchain->get_balance("address1") . "
";
echo "Balance of address2 is " . $blockchain->get_balance("address2") . "
";

?>

IV.Résumé

Cet article présente la méthode d'utilisation de PHP pour implémenter le stockage de blocs, depuis la création de classes blockchain, l'ajout de blocs Genesis, l'ajout de nouveaux blocs, la création de structures de données de blocs, la mise en œuvre d'algorithmes de minage, la mise en œuvre de transactions, etc. Cet aspect est expliqué en détail et une implémentation spécifique du code est donnée. J'espère que cet article pourra aider les programmeurs PHP à mieux comprendre les principes et les méthodes de mise en œuvre du stockage par blocs et à les appliquer dans la pratique à des projets réels.

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!