자바스크립트로 소규모 블록체인을 구현하는 방법 소개(코드 포함)

이 글은 JavaScript(코드 포함)로 작은 블록체인을 구현하는 방법을 소개합니다. 도움이 필요한 친구들이 참고할 수 있기를 바랍니다.

블록체인 개념

좁은 의미: 블록체인은 데이터 블록을 시간순으로 순차적으로 결합하는 체인 데이터 구조이며 변조 및 위조가 불가능한 분산 원장임을 암호학적으로 보장합니다.

1. 채굴(새 블록 생성)

우선 각 블록의 연결로 블록체인이 형성되는데, 이 블록을 초기 블록이라고도 합니다. 제네시스 블록. 이번 제네시스 블록을 통해 난수(nonce)를 끊임없이 변화시켜 조건에 맞는 블록을 계산하게 됩니다. 다음은 제네시스 블록의 기본 정보입니다.

const initBlock = {
    index: 0,
    data: 'hey，this is a block chain',
    previousHash: '0',
    timestamp: '1551806536961',
    nonce: 80490,
    hash: '0000352fb27dd1141fa7265833190a53e5776b1111e275db0d9a77bf840081e6'
};

1. index: 각 블록의 일련번호를 나타냅니다.
2. data: 이체, 잔액, 기타 데이터 등 블록의 모든 정보가 여기에 저장됩니다.
3. previousHash : 이전 블록의 해시 값을 나타냅니다. 제네시스 블록에 이전 블록이 없으면 0
4. timestamp: 이 블록이 생성된 시간을 나타냅니다.
5. nonce: 이것은 임의의 숫자입니다. 이 nonce를 지속적으로 변경하여 조건을 충족하는 해시를 계산합니다.
6. hash: 이 블록의 해시 값은 이전 5개 필드의 정보를 해싱하여 얻은 값입니다.

이후 지속적인 해시 연산, 즉 채굴을 통해 조건에 ​​맞는 해시를 계산하게 됩니다. 예를 들어, 계산된 해시 값은 처음 세 자리가 1이어야 하거나 마지막 세 자리가 1이어야 합니다. 이는 채굴에 제어 스위치가 있는 한 직접 정의할 수 있습니다. 편의를 위해 종료합니다. 그냥 제어하세요. 변수를 정의할 수 있습니다.

해시 계산:

 .createHash('sha256')
 .update(index + data + previousHash + timestamp + nonce)
 .digest('hex')

_that.difficulty = 3   // 即前3位或者末3位数必须为1，数量越多难度越大

조건을 충족하는 해시를 생성한 후 새 블록이 생성되지만 이 블록은 유효한지 확인해야 합니다. 왜냐하면 이 블록은 다음과 같은 불법 블록일 수 있기 때문입니다. 변조된 블록은 체인과 관련이 없지만 위의 해시 규칙만 준수하는 블록일 수도 있습니다. 따라서 이전 블록과 이후 블록의 유효성을 검증하는 것이 필요합니다.

isValidaBlock(newBlock,lastBlock) {
     if (newBlock.index !== lastBlock.index+1) return false
     if (newBlock.previousHash !== lastBlock.hash) return false
     if (newBlock.timestamp <p>위 검증 외에도 위 기능을 사용하여 전체 체인의 각 블록을 검증하여 각 블록의 정보가 정확하고 변조되지 않았으며 합법적인지 확인해야 합니다. </p><p style="white-space: normal;"><strong>2. P2P 네트워크 구축 </strong></p><p>블록체인 네트워크는 분산형, 즉 중앙 서버가 없는 네트워크이며, 클라이언트는 데이터를 얻거나 처리하기 위해 중앙 서버에 의존할 필요가 없습니다. 블록체인 네트워크에는 많은 노드가 있으며 각 노드는 클라이언트이자 서버입니다. 노드는 지점 간(Peer-to-Peer)으로 직접 연결됩니다. 서버이므로 정보 보안 측면에서 Point-to-Point 연결은 정보 보호에 매우 안정적입니다. </p><p><img src="https://img.php.cn/upload/image/102/511/987/1554254785651010.png" title="1554254785651010.png" alt="자바스크립트로 소규모 블록체인을 구현하는 방법 소개(코드 포함)"></p><p>블록체인은 Point-to-Point 연결을 통해 데이터를 전송하지만, 그 전에 가이드로 필요한 것이 있는데, 바로 시드 노드입니다. 두 노드가 동일한 도메인에 속하지 않을 수 있으므로 서로 연락하려면 한쪽이 상대방의 IP와 포트를 알아야 상대방과 연락할 수 있습니다. 노드 IP 및 포트 번호. 노드가 생성된 후 시드 노드는 블록체인에 있는 모든 노드의 IP 및 포트 번호를 전송하고 새 파트너의 IP 및 포트 번호를 기록합니다. 그런 다음 새 노드가 이 "주소록"을 얻은 후 이 "주소록"에 있는 모든 친구에게 메시지를 보내 새 친구가 합류했음을 알리고 그 후 다른 노드는 새 파트너의 정보를 받습니다. IP와 포트 번호도 그의 "주소록"에 추가되며 이는 화이트리스트에 가입하는 것과 같습니다. 이러한 방식으로 새 노드는 모든 노드와 통신할 수 있습니다. </p><p>다음은 코드 데모입니다. </p><pre class="brush:php;toolbar:false">(res)=>{
  _that.remotePeerInfo = res.data.data   //1
  _that.addPeersList(res.peersList)             //2
  _that.boardCast(_that.remotePeerInfo)    //3
  _that.blockChainUpdate(blockChain,blockData)     //4
}

addPeersList(peers) {
    peers.forEach(peer => {
        if (!_that.peers.find(v => _that.isEqualPeer(peer, v))) {
            _that.peers.push(peer)
        }
    })
}

boardCast(remotePeerInfo) {
    this.peers.forEach(v => {
        this.send(action, v.port, v.address)
    })
}

blockChainUpdate(blockChain,blockData){
  if(newChain.length === 1 ){
    return
    }

    if(_that.isValidaChain(newChain) && newChain.length>_that.blockchain.length){
    _that.blockchain = Object.assign({}, newChain)
    }else{
    console.log('error')
    return
    }

    if (trans.every(v => _that.isValidTransfer(v))) {
    _that.data = trans
    }
}

1. 새 노드의 IP와 포트 번호가 변경되므로 IP 및 포트 번호를 포함하여 시드 노드에서 전송된 새 노드의 정보를 저장합니다.

2. 시드 노드에서 노드 목록을 수락하고 목록의 노드를 탐색하여 확인한 후 동일하지 않으면 목록에 씁니다.

3. 새로운 노드의 정보를 모든 노드에 브로드캐스팅하고 동시에 정보를 받은 노드는 노드 목록을 업데이트합니다

4. 로컬에서 동시에 정보의 복사본을 동기화합니다. 시간 동기화 시드 노드에서 블록체인 각 블록의 정보 수행

3. 거래 전송

BTC의 거래 모델은 UTXO를 사용합니다

그리고 이 작은 블록체인의 거래 모델은 가장 간단한 방법을 사용합니다.

区块链中"现金”，它是一个虚拟的东西就是一个字符串，来源于挖矿。每次挖矿成功都会有一定的奖励，得到的这些“钱”就可以在区块链网络中自由的转账交易。

在区块链中，进行记录转账交易的时候是需要一个加密的算法，把所有的信息进行加密之后再push到新区块中的data中，从而完成一笔新交易的记录。以BTC为例，BTC的加密算法是使用elliptic这个加密算法，elliptic是一个非对称性的加密算法，非对称的加密算法的特点就是，私钥是惟一的，只有拥有者才可以和他私钥对应的公钥进行校验 。 nodejs也有对应的库在github上搜索elliptic即可。

{
  "privateKey": "34a425df3eb1f22fb6cb74b0e7298b16ffd7f3fb",
  "publicKey": "ac208623a38d2906b090dbcf3a09378dfe79b77bf39c2b753ef98ea94fe08dc3995a1bd05c917"
}

上面是一个生成好的密钥对格式，仅作为展示，我删减了一部分长度。

使用银行卡进行转账交易的时候，会有一个转出的账号和一个转入的账号，在区块链中的记账也会有这个账号，这个账号就是上面使用生成的密钥对中的公钥，公钥就是地址，或者说公钥代表的就是自己的钱包。

校验的方法，首先使用字段“from”，“to”，“amount”的参数进行sign签名，然后在每次挖矿（记账）的时候，则使用verify(),通过前面的三个参数，和sig进行校验

verify(type,data){
    swtich(type){
        case 'sign':
            const bufferMsg = Buffer.from(`${data.from}-${data.to}-${data.amount}`)
            let signature = Buffer.from(keypair.sign(bufferMsg).toDER()).toString('hex')
               this.signature =  signature
        break;
        case 'verify':
             const keypairTemp = ec.keyFromPublic(pub, 'hex')
                const bufferMsg = Buffer.from(`${data.from}-${data.to}-${data.amount}`)
             this.keypair = keypairTemp.verify(bufferMsg, sig)
        break;
        default;
    }
}

转帐的时候需要3步，分别是校验转出账户是否有足够的金额，转出账户就是本地公钥。如有则进行记账并且使用两个地址、金额、时间，还有签名加密打包，之后进行全节点广播。其他节点收到这个信息之后第一件事也是对新区块的有效性做一个校验，通过校验之后就会写入data中。

transfer(data)  {
    const timestamp = new Date().getTime()
    const sig = rsa.sign({data.from, data.to, data.amount , timestamp})
    const sigTrans = {data.from, data.to, data.amount ,timestamp, sig }

        // 非创世区块
    if (trans.from !== '0') {
            // 检验余额
        if (!(_that.blance <p>其他节点收到消息之后，先进行去重校验，然后再更新数据。</p><h3>四、查询余额</h3><p>这个链的查询方法比较简单，就是将区块中的每一条交易的信息进行校验和匹配，满足条件的就进行增减，同时忽略精度上的问题。</p><pre class="brush:php;toolbar:false"> this.blance = blance(address)
 blance(address) {
        let blance = 0;
        this.blockchain.forEach(block => {
            block.data.forEach(trans => {
                if (address == trans.from) {
                    blance -= trans.amount
                }

                if (address == trans.to) {
                    blance += trans.amount
                }

            })

        });
        return blance
    }

至此，区块链的最简单的功能就实现完毕。

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위 내용은 자바스크립트로 소규모 블록체인을 구현하는 방법 소개(코드 포함)의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!