讓我們通過構建一個應用程序來展示區塊鏈是如何工作的。根據維基百科的描述，區塊鏈是：一種分布式數據庫，用于維護不斷增長的記錄列表，稱為塊。這聽起來似乎不錯，但它到底是如何工作的？
為了說明區塊鏈如何工作，我們將使用名為Blockchain CLI的開源命令行界面。
我還在這里構建了一個基于瀏覽器的版本。
安裝命令行界面版本
如果還沒有Node.js，先安裝一下。
然后在終端中運行以下命令：
# Clone this repository
$ git clone https://github.com/seanseany/blockchain-cli
# Go into the repository
$ cd blockchain-cli
# Install dependencies
$ npm install
# Run the app
$ npm start
你應該看到，歡迎使用Blockchain CLI！和區塊鏈提示準備好了，可以接受命令。
區塊看起來像什么？
要查看當前的區塊鏈，請在命令提示符中輸入blockchain或bc。你應該看到如下圖所示的塊。
- Block的索引：表示它是哪個塊，Genesis塊的索引為0。
- 哈希：表示塊是否有效。
- 上一個哈希：表示前一個塊是否有效。
- 時間戳：表示塊何時添加。
- 數據：塊上存儲了哪些信息。
- Nonce：在找到有效塊之前，我們經歷了多少次迭代？
Genesis Block
每個區塊鏈都將從Genesis Block開始。正如你稍后將看到的，區塊鏈上的每個塊都依賴于前一個塊。因此，需要Genesis塊來挖掘我們的第一個塊。
開采新區塊時會發生什么？
讓我們來看看我們的第一塊。輸入mine freeCodeCamp進入提示。
區塊鏈查看區塊鏈上最新的索引和前一個哈希塊。在這種情況下，Genesis塊是最新的塊。
- 索引：o + 1 = 1
- 上一哈希：0000018035a828da0 ......
- 時間戳：添加塊時間。
- 數據：freeCodeCamp
- 哈希：??
- Nonce：??
如何計算哈希值？
哈希值是唯一標識數據的固定長度的數值。
通過將索引，先前塊哈希，時間戳，塊數據和隨機數作為輸入來計算哈希。
CryptoJS.SHA256(index + previousHash + timestamp + data + nonce)
在給定這些輸入的情況下，SHA256算法將計算唯一的哈希值。相同的輸入將始終返回相同的哈希值。
是否注意到塊哈希中的四個前導0？
四個前導0是有效hash的最低要求。所需的前導0的數量稱為難度。
function isValidHashDifficulty(hash, difficulty) {
for (var i = 0, b = hash.length; i < b; i ++) {
if (hash[i] !== '0') {
break;
}
}
return i >= difficulty;
}
這也稱為工作量證明系統。
什么是nonce？
隨機數是用于查找有效哈希的數字。
let nonce = 0;let hash;let input;
while(!isValidHashDifficulty(hash)) {
nonce = nonce + 1;
input = index + previousHash + timestamp + data + nonce;
hash = CryptoJS.SHA256(input)
}
nonce迭代直到哈希有效。在我們的例子中，有效哈希至少有四個前導0。查找與有效哈希相對應的隨機數的過程是挖掘。
隨著難度的增加，可能的有效哈希的數量減少。利用較少的有效哈希值，查找有效哈希需要更多處理能力。
為什么這很重要？
這很重要，因為它使區塊鏈不變。
如果我們有以下區塊鏈A→B→C，并且有人想要更改塊A上的數據。這是會發生的事情：
- 塊A上的數據更改。
- 塊A的哈希值發生變化，因為數據用于計算哈希值。
- 塊A變為無效，因為其哈希不再具有四個前導0。
- 塊B的哈希值發生變化，因為塊A的哈希值用于計算塊B的哈希值。
- 塊B變為無效，因為其哈希不再具有四個前導0。
- 塊C的哈希值發生變化，因為塊B的哈希值用于計算塊C的哈希值。
- 塊C變為無效，因為其哈希不再具有四個前導0。
改變塊的唯一方法是再次挖掘塊，然后是所有塊。由于總是添加新塊，因此幾乎不可能改變區塊鏈。
我希望這個教程對你有所幫助！
如果想查看演示版的網絡版，請訪問http://blockchaindemo.io
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