原文：How does blockchain really work? I built an app to show you.
作者：Sean Han
譯者：JeLewine
根據維基百科，區塊鏈是：
一個用于維護不斷增長的記錄列表的分布式數據庫，我們稱之為區塊鏈。
這聽起來很棒，那它是如何工作的呢？
為了說明區塊鏈，我們將會使用一個名為Blockchain CLI的開源命令行工具。
我同時也建立了一個基于瀏覽器的版本
安裝命令行工具
在此之前請先安裝Node.js
然后在你的命令行中運行以下指令：
npm install blockchain-cli -g
blockchain
你應該會看到?? Welcome to Blockchain CLI!和一個blockchain →提示。這說明已經準備好了。
區塊長什么樣？
想要查看當前的區塊鏈，你需要在命令提示行下輸入blockchain或者bc。你應該會看到像下面的圖片一樣的一個區塊。
- Index：是哪一個區塊（創世塊的索引是0）？
- Hash：塊是否有效？
- Previous Hash：前一個區塊是否有效？
- Timestamp：什么時候添加的區塊？
- Data：什么信息存儲在區塊上？
- Nonce：在找到有效區塊之前，我們進行了多少次迭代？
創世塊
每一個區塊鏈都是從?? Genesis Block開始的。正如你們將要在后面看到的，區塊鏈上的每一個區塊都依賴于前一個區塊。所以，需要創世塊來挖出我們的第一個區塊。
當一個新的區塊被開采時會發生什么？
讓我們挖出我們的第一個區塊。在命令行中輸入
mine freeCodeCamp??。
區塊鏈查看鏈上最新的區塊來獲取index和previous hash。在這個案例下創世塊是最新的區塊。
- Index：0+1=1
- Previous Hash：0000018035a828da0…
- Timestamp：區塊被添加的時間
- Data：freeCodeCamp?
- Hash：？？？
- Nonce：？？？
Hash是如何計算的？
哈希值是唯一標識數據的固定長度的數值。
Hash是通過將Index、Previous Hash、Timestamp、Data和Nonce作為輸入值來計算的。
CryptoJS.SHA256(index + previousHash + timestamp + data + nonce)
SHA256算法將會依據這些輸入計算出一個唯一Hash值。同樣的輸入總是會返回同樣的結果。
你是否注意到區塊Hash中的四個前導0？
四個前導0是一個有效Hash的最低要求。所需前導0的數量被稱之為難度
function isValidHashDifficulty(hash, difficulty) {
for (var i = 0, b = hash.length; i < b; i ++) {
if (hash[i] !== '0') {
break;
}
}
return i >= difficulty;
}
這也被稱為工作證明系統
Nonce是什么？
Nonce是用來查找一個有效Hash的次數。
let nonce = 0;
let hash;
let input;
while(!isValidHashDifficulty(hash)) {
nonce = nonce + 1;
input = index + previousHash + timestamp + data + nonce;
hash = CryptoJS.SHA256(input)
}
Nonce迭代到直到Hash有效。在我們的案例中，一個有效的Hash至少要擁有4個前置0。查找與有效Hash對應的Nonce的過程就是挖礦。
隨著難度的增加，可能的有效Hash數量就會減少。伴隨著有效Hash的減少，我們需要更強的算力來查找有效Hash。
為什么這么重要？
這些機制非常重要，它們使區塊鏈不可變。
如果我們有這么一個區塊鏈“A->B->C”，而且有一個人想要改變區塊A上的數據。那么會發生什么呢？
- 區塊A上的數據改變了。
- 區塊A的hash改變了，因為數據被用來計算hash。
- 區塊A失效了，因為它的hash不再有4個前導0。
- 區塊B的hash改變了，因為區塊A的hash被用來計算區塊B的hash。
- 區塊B失效了，因為它的hash不再有4個前導0。
- 區塊B的hash改變了，因為區塊C的hash被用來計算區塊B的hash。
- 區塊C失效了，因為它的hash不再有4個前導0。
改變一個區塊的唯一方法就是將這個區塊重新挖一遍，接下來是所有的區塊。由于總是有新的區塊被添加，因此改變區塊幾乎是一件不可能的事。
我希望這個教程能夠對您有所幫助！
如果您想要查看網頁版的演示，請出門右轉http://blockchaindemo.io
