如何评估用 JavaScript 实现的区块链？

区块链是一串包含信息的区块。2009年，这项技术被中本聪用于创建比特币这种数字加密货币。它对任何想要开发或分析的人完全开放。这项技术的一个特点是，一旦一些数据被记录到区块链中，就很难更改。

以下是一些用于评估区块链程序的术语。

区块 - 区块链中的区块包含信息，例如数据、哈希值和前一个区块的哈希值。
数据 - 此数据完全取决于区块的类型，例如加密货币包含交易信息，例如交易的双方以及交易的货币数量。
哈希 - 这是一个唯一的字符串 ID，就像 Aadhar 号码可以用来查找一个人的详细信息一样，哈希值用于标识区块的详细信息。一旦创建了一个区块，它的哈希值就会被创建。更改区块哈希值很容易被识别。一旦区块哈希值被更改，它就不再是同一个区块了。
前一个哈希值 - 这是前一个区块的哈希值，用于连接或构成区块链。

在上图中，您可以看到前一个哈希值包含前一个区块的哈希值。第一个区块也称为创世区块，因为它无法指向前一个区块。如果您更改哈希值，则具有前一个哈希值的下个区块将由于更改而无效。

我们将使用的包是crypto.js。这是一个 JavaScript 库，提供加密算法和函数。它可用于执行各种加密操作，例如在 Web 浏览器或 Node.js 等服务器端 JavaScript 环境中进行哈希、加密、解密和密钥生成。

该库广泛用于 Web 应用程序，以提供安全通信、数据保护和用户身份验证。例如，它可用于在通过互联网发送敏感数据之前对其进行加密，或为用户身份验证生成安全的密码哈希。

让我们通过一个使用 Crypto.JS 库进行哈希和工作量证明的程序来理解。

这里有两个类：Block 和 Blockchain。

class Block{
   constructor(prev_hashValue, data){
      this.data=data;
      this.hash=this.calculateHash();
      this.prev_hashValue=prev_hashValue;
      this.time_stamp= new Date();
      this.pf_work=0;
   }
}

Block 类有五个属性：

data - 这将存储区块中的数据。
hash - 通过调用 calculateHash 方法来存储区块的哈希值。
prev_hashValue - 这将存储前一个区块的哈希值。
time_stamp - 时间戳将包含创建区块的时间。
pf_work - 在挖掘过程中递增的数字。

Block 类包含两个方法：

calculateHash(){
   return SHA256(this.pf_work + this.prev_hashValue + this.timestamp + JSON.stringify(this.data)).toString();
}

此函数将通过将 pf_work、prev_hashValue、time_stamp 和 data 连接起来，并通过使用 CryptoJS 库的SHA256哈希函数传递来计算区块的哈希值。

mine(difficulty){
   while(!this.hash.startsWith("0".repeat(difficulty))){
      this.pf_work++;
      this.hash=this.calculateHash();
   }
}

此函数使用工作量证明来查找以特定数量的零开头的哈希值。零的数量由传递给该方法的 difficulty 参数确定。pf_work 属性会递增，直到找到有效的哈希值。

class Blockchain{
   constructor(){
      let genesisBlock=new Block("0", {isGenesisBlock: true});
      this.chain=[genesisBlock];
   }
}

chain - 这是一个 Block 对象数组，构成区块链。

Blockchain 类有两个方法：

addNewBlock(data){
   let lastBlock=this.chain[this.chain.length-1];
   let newBlock=new Block(lastBlock.hash, data);
   newBlock.mine(2); //find a hash for new block
   this.chain.push(newBlock);
}

此方法创建一个新的 Block 对象，其中数据作为参数传递，使用 mines 查找有效的哈希值，并将其添加到 chain 数组。

isValid_hash(){
      for(let i=1; i<this.chain.length; i++){
      const currentBlock=this.chain[i];
      const previousBlock=this.chain[i-1];
      if(currentBlock.hash!=currentBlock.calculateHash()) return false;
      if(currentBlock.prev_hashValue!=previousBlock.hash) return false;
      }
      return true;
}

此方法通过迭代 chain 数组中的每个区块并验证其 hash 属性是否与计算出的哈希值匹配来检查区块链的有效性。

let blockchain=new Blockchain();
blockchain.addNewBlock({
   from: "joe",
   to:"Juhi",
   amount: 100,
});
blockchain.addNewBlock({
   from: "martin",
   to: "Genny",
   amount: 150,
});

这里将创建一个包含两个区块的对象，这些区块将具有区块链类的属性。

此实现可以用作构建更复杂的区块链应用程序的起点，这些应用程序需要安全且不可变的数据存储。但是，需要注意的是，这只是一个基本的实现，完全功能的区块链系统还需要许多其他功能，例如交易验证、共识机制和安全措施。

示例：完整代码

Blockchain.js

const SHA256 = require('crypto-js/sha256');
class Block{
   constructor(prev_hashValue, data){
      this.data=data;
      this.hash=this.calculateHash();
      this.prev_hashValue=prev_hashValue;
      this.time_stamp= new Date();
      this.pf_work=0;
   }

   calculateHash(){
      return SHA256(this.pf_work + this.prev_hashValue + this.time_stamp + JSON.stringify(this.data)).toString();
   }

   mine(difficulty){
      while(!this.hash.startsWith("0".repeat(difficulty))){
         this.pf_work++;
         this.hash=this.calculateHash();
      }
   }
}

class Blockchain{
   constructor(){
      let genesisBlock=new Block("0", {isGenesisBlock: true});
      this.chain=[genesisBlock];
   }

   addNewBlock(data){
      let lastBlock=this.chain[this.chain.length-1];
      let newBlock=new Block(lastBlock.hash, data);
      newBlock.mine(2); //find a hash for new block
      this.chain.push(newBlock);
   }

   isValid_hash(){
      for(let i=1; i<this.chain.length; i++){
         const currentBlock=this.chain[i];
         const previousBlock=this.chain[i-1];
         if(currentBlock.hash!=currentBlock.calculateHash()) return false;
         if(currentBlock.prev_hashValue!=previousBlock.hash) return false;
      }
      return true;
   }
}
//test
let blockchain=new Blockchain();

blockchain.addNewBlock({
   from: "joe",
   to:"Juhi",
   amount: 100,
});

blockchain.addNewBlock({
   from: "martin",
   to: "Genny",
   amount: 150,
});

console.log(blockchain);
console.log("Blockchain is valid: "+blockchain.isValid_hash());

要编译程序，您必须安装node.js。使用这篇文章 (Node.js - 环境设置 )安装 Node.js。然后使用以下命令安装 crypto.js 库。