IMG数字货币交易所：用js实现区块链基本原型

区块链是一项在21世纪诞生的革命性技术，它正在不断发展壮大，但其潜力尚未完全挖掘。区块链本质上是一个去中心化的数据集，与传统的私有数据库不同，它是公开的，任何人都可以拥有完整或部分的拷贝。在区块链中，数据的写入必须得到其他人的统一才能进行。此外，区块链也使加密数字货币和智能合约得以实现。

在这一系列文章中，我们将基于区块链的原理来实现一个简单的加密数字货币系统。

区块是区块链的基本组成部分。它起到存储有价值数据的作用。举个例子，比特币的区块中存储了交易信息，而交易是加密数字货币的核心构成部分。一个区块还可以包含一些技术信息，如版本号、时间戳和上一个区块的哈希值。

在这篇文章中，我们只会实现区块的一些重要信息，而不是完整实现区块链或比特币中的区块。下面是区块的结构定义：

其中，timestamp是当前区块被创建的时间戳，data是存储有价值信息的地方，prevBlockHash存储了上一个区块的哈希值，hash是当前区块的哈希值。在比特币中，timestamp、prevBlockHash和hash构成了区块头的数据结构，而transactions（在我们当前的实现中称为data）则是与区块头分开的数据结构。目前，我们将这两者放在一起，以简化我们的工作。

那么，我们如何计算哈希值呢？哈希值的计算在区块链中是一项非常重要的设计，这种计算方式保证了区块链的安全性。实际上，计算哈希值是一项非常耗费计算资源的操作，即使对于速度很快的计算机来说，也需要一定的时间（这也是为什么人们购买GPU来挖比特币的原因）。这是一种刻意设计的架构，旨在增加区块的难度，从而防止在区块被添加到区块链数据库后被篡改。我们将在后续详细讨论和实现这套机制。

目前，我们只是将区块中的字段连接在一起，然后计算其SHA-256哈希值。下面是实现的代码： (注：其中Hashes是github上的一个项目，网址是https://github.com/h2non/jshashes）

已经介绍完了区块，接下来我们创建一个简单的函数来构造区块。

结束！这就是一个区块！

现在，我们来实现区块链。从定义上来看，区块链本质上是一个有特定结构的数据库，它是一个按时间顺序排列、串联的链表。也就是说，区块链中的区块按照插入的时间顺序排列，并且每个区块与前一个区块相连。因此，可以快速获取最新的区块，并且根据哈希值高效地获取一个区块。

在JavaScript中，我们可以使用array和map来实现这种结构：array用于保证哈希值按顺序排列，map使得可以快速查找到区块。不过，在我们即将实现的原型中，我们暂时只使用array，因为我们目前不需要根据哈希值来查找对应的区块。

非常简单对吧！

现在我们来实现一个添加区块的函数。

完成了！不过，还有一个遗漏的地方。

如果当前没有区块，则此函数将出错。因此，我们必须确保区块链至少有一个区块。在区块链实现中，我们通常将第一个区块称为“创世块”。现在来实现创世块：

this.blocks[this.blocks.length-1]

因此，创建新的区块链时，需要同时创建创世块。

好了，区块链的基本原型就完成了。

接下来，我们来测试代码。

在这个Node.js程序中，我们在package.json中添加了mocha测试代码。然后运行可以看到测试结果。

"scripts":{"test":"mocha"},

npm test

最后

我们建立了区块链的简单原型，其中包括一个由区块组成的数组，每个区块与前一个区块相连。然而，真正的区块链系统比此原型更加复杂。在该系统中，添加一个区块是简单而快速的，但在真正的区块链中，添加一个区块需要进行一些复杂的操作：必须消耗大量的计算资源才能获得添加区块的权限（该机制被称为工作量证明）。此外，区块链还是一个没有中央决策角色的去中心化数据库。因此，新区块的生成必须经过网络中的其他成员的确认和授权（该机制被称为共识）。嗯，目前我们的区块链实现尚未包含交易。

来源：娑婆诃花开