ブロックチェーンを実装するための 200 行のコード ブロックチェーンの例の詳細な説明

この記事は、ブロックチェーンの知識を実装するための 200 行のコードを主に紹介しています。非常に優れており、必要な友人は参照できます。

ブロックチェーンの概念を理解するのは非常に簡単です (ブロックチェーン、トランザクション チェーン ブロック)。分散型 (つまり、同じマシン上ではなく、異なるネットワーク デバイス上に配置されている) データベースは、増大するレコードのリストのホスティングをサポートします。しかし、ブロックチェーンと私たちが解決しようとしている目標を混同するのも簡単です。現時点では人々の心の中で、この言葉は取引、契約、またはスマート暗号通貨の概念と非常に強く結びついています。

ここでのみ、ブロックチェーンはビットコインと同じものではなく、ブロックチェーンの基本を理解することは、特にブロックチェーンがソースコードに基づいている場合には、思っているよりも簡単です。この記事では、JavaScript の 200 行のコードで構築された単純なモデルを提案します。 NaiveChain と呼ばれるこのプロジェクトのソース コードは、GitHub にあります。パート 1 と 2: その機能をフラッシュする必要がある場合は、チートシートを使用してください。標準の ECMAScript 6 を使用します。
ブロック構造

ステップ 1 - ブロックを含める必要がある要素を特定します。わかりやすくするために、前のブロックのインデックス（インデックス）、タイムスタンプ（タイムスタンプ）、データ（データ）、ハッシュ、およびブロックの構造的整合性を維持するために記録されるハッシュなど、最も必要なものだけを含めます。回路。

class Block { 
  constructor(index, previousHash, timestamp, data, hash) { 
    this.index = index; 
    this.previousHash = previousHash.toString(); 
    this.timestamp = timestamp; 
    this.data = data; 
    this.hash = hash.toString(); 
  } 
}

ハッシュユニット

ハッシュブロックは、データの整合性を維持するために必要です。この例では、これはアルゴリズム SHA-256 に当てはまります。このタイプのハッシュはマイニングには関係ありません。この場合、パフォーマンスの証明による保護を実装していないからです。

var calculateHash = (index, previousHash, timestamp, data) => { 
  return CryptoJS.SHA256(index + previousHash + timestamp + data).toString(); 
};

生成ユニット

ブロックを生成するには、構造内の残りの要素がすでに決定されているように、前のブロックのハッシュを知る必要があります。データはエンドユーザーによって提供されます。

var generateNextBlock = (blockData) => { 
  var previousBlock = getLatestBlock(); 
  var nextIndex = previousBlock.index + 1; 
  var nextTimestamp = new Date().getTime() / 1000; 
  var nextHash = calculateHash(nextIndex, previousBlock.hash, nextTimestamp, blockData); 
  return new Block(nextIndex, previousBlock.hash, nextTimestamp, blockData, nextHash); 
};

ストレージユニット

ブロックチェーンストレージアレイを使用します。最初のブロックは常にハードコーディングされた「Genesis Block」です。

var getGenesisBlock = () => { 
  return new Block(0, "0", 1465154705, "my genesis block!!", "816534932c2b7154836da6afc367695e6337db8a921823784c14378abed4f7d7"); 
}; 
var blockchain = [getGenesisBlock()];

ブロックの整合性の確認

ユニットまたは回路の整合性を常に確認できなければなりません。特に他のユニットから新しいユニットを獲得する場合、それを受け入れるかどうかを決定する必要があります。

var isValidNewBlock = (newBlock, previousBlock) => { 
  if (previousBlock.index + 1 !== newBlock.index) { 
    console.log('invalid index'); 
    return false; 
  } else if (previousBlock.hash !== newBlock.previousHash) { 
    console.log('invalid previoushash'); 
    return false; 
  } else if (calculateHashForBlock(newBlock) !== newBlock.hash) { 
    console.log(typeof (newBlock.hash) + ' ' + typeof calculateHashForBlock(newBlock)); 
    console.log('invalid hash: ' + calculateHashForBlock(newBlock) + ' ' + newBlock.hash); 
    return false; 
  } 
  return true; 
};

チェーンが最も長いものを選択してください

回路内のブロックの順序は明示的に指定する必要がありますが、競合の場合（例：同じ生成されたノード上で同時に2つのノード）ブロックと同じ数)、より多くのブロックを含む回路を選択します。

var replaceChain = (newBlocks) => { 
  if (isValidChain(newBlocks) && newBlocks.length > blockchain.length) { 
    console.log('Received blockchain is valid. Replacing current blockchain with received blockchain'); 
    blockchain = newBlocks; 
    broadcast(responseLatestMsg()); 
  } else { 
    console.log('Received blockchain invalid'); 
  } 
};

他のネットワークノードへのメッセージ

ウェブサイトの不可欠な部分 - 他のノードとのデータ交換。ネットワーク同期を維持するには、次のルールが使用されます。
ノードが新しいユニットを生成すると、それをネットワークに報告します。
ローカル マシンが新しいフィートに接続すると、最後に生成されたブロックに関する情報を要求します。 A ブロックに面しており、その中にそれよりも大きいインジケーターがある場合、回路またはリクエストの情報の完全なチェーンにブロックが追加されます。
ピアの自動検索は実行されず、すべてのリンクは手動で追加されます。

ユニットの制御

ユーザーは、HTTP サーバーをソリューションに組み込むことで、何らかの方法でノードを制御できる必要があります。ノードと対話するときは、次の機能があります:

すべてのユニットのリストを印刷する;
ユーザーが生成したコンテンツを使用して新しいユニットを作成する;
リストを印刷する、またはフェスティバルを追加する。
最も直接的な対話方法 - Curl 経由:

ノード上のすべてのブロック # のリスト

curl http://localhost:3001/blocks

アーキテクチャ

ユーザー制御のインストール用の HTTP と、ノード間の P2P 接続のインストール用の WebSocket HTTP の 2 つの Web サーバーを指します。

以下は 200 行の js コードです

​​

'use strict'; 
var CryptoJS = require("crypto-js"); 
var express = require("express"); 
var bodyParser = require('body-parser'); 
var WebSocket = require("ws"); 
var http_port = process.env.HTTP_PORT || 3001; 
var p2p_port = process.env.P2P_PORT || 6001; 
var initialPeers = process.env.PEERS ? process.env.PEERS.split(',') : []; 
class Block { 
  constructor(index, previousHash, timestamp, data, hash) { 
    this.index = index; 
    this.previousHash = previousHash.toString(); 
    this.timestamp = timestamp; 
    this.data = data; 
    this.hash = hash.toString(); 
  } 
} 
var sockets = []; 
var MessageType = { 
  QUERY_LATEST: 0, 
  QUERY_ALL: 1, 
  RESPONSE_BLOCKCHAIN: 2 
}; 
var getGenesisBlock = () => { 
  return new Block(0, "0", 1465154705, "my genesis block!!", "816534932c2b7154836da6afc367695e6337db8a921823784c14378abed4f7d7"); 
}; 
var blockchain = [getGenesisBlock()]; 
var initHttpServer = () => { 
  var app = express(); 
  app.use(bodyParser.json()); 
  app.get('/blocks', (req, res) => res.send(JSON.stringify(blockchain))); 
  app.post('/mineBlock', (req, res) => { 
    var newBlock = generateNextBlock(req.body.data); 
    addBlock(newBlock); 
    broadcast(responseLatestMsg()); 
    console.log('block added: ' + JSON.stringify(newBlock)); 
    res.send(); 
  }); 
  app.get('/peers', (req, res) => { 
    res.send(sockets.map(s => s._socket.remoteAddress + ':' + s._socket.remotePort)); 
  }); 
  app.post('/addPeer', (req, res) => { 
    connectToPeers([req.body.peer]); 
    res.send(); 
  }); 
  app.listen(http_port, () => console.log('Listening http on port: ' + http_port)); 
}; 
var initP2PServer = () => { 
  var server = new WebSocket.Server({port: p2p_port}); 
  server.on('connection', ws => initConnection(ws)); 
  console.log('listening websocket p2p port on: ' + p2p_port); 
}; 
var initConnection = (ws) => { 
  sockets.push(ws); 
  initMessageHandler(ws); 
  initErrorHandler(ws); 
  write(ws, queryChainLengthMsg()); 
}; 
var initMessageHandler = (ws) => { 
  ws.on('message', (data) => { 
    var message = JSON.parse(data); 
    console.log('Received message' + JSON.stringify(message)); 
    switch (message.type) { 
      case MessageType.QUERY_LATEST: 
        write(ws, responseLatestMsg()); 
        break; 
      case MessageType.QUERY_ALL: 
        write(ws, responseChainMsg()); 
        break; 
      case MessageType.RESPONSE_BLOCKCHAIN: 
        handleBlockchainResponse(message); 
        break; 
    } 
  }); 
}; 
var initErrorHandler = (ws) => { 
  var closeConnection = (ws) => { 
    console.log('connection failed to peer: ' + ws.url); 
    sockets.splice(sockets.indexOf(ws), 1); 
  }; 
  ws.on('close', () => closeConnection(ws)); 
  ws.on('error', () => closeConnection(ws)); 
}; 
var generateNextBlock = (blockData) => { 
  var previousBlock = getLatestBlock(); 
  var nextIndex = previousBlock.index + 1; 
  var nextTimestamp = new Date().getTime() / 1000; 
  var nextHash = calculateHash(nextIndex, previousBlock.hash, nextTimestamp, blockData); 
  return new Block(nextIndex, previousBlock.hash, nextTimestamp, blockData, nextHash); 
}; 
var calculateHashForBlock = (block) => { 
  return calculateHash(block.index, block.previousHash, block.timestamp, block.data); 
}; 
var calculateHash = (index, previousHash, timestamp, data) => { 
  return CryptoJS.SHA256(index + previousHash + timestamp + data).toString(); 
}; 
var addBlock = (newBlock) => { 
  if (isValidNewBlock(newBlock, getLatestBlock())) { 
    blockchain.push(newBlock); 
  } 
}; 
var isValidNewBlock = (newBlock, previousBlock) => { 
  if (previousBlock.index + 1 !== newBlock.index) { 
    console.log('invalid index'); 
    return false; 
  } else if (previousBlock.hash !== newBlock.previousHash) { 
    console.log('invalid previoushash'); 
    return false; 
  } else if (calculateHashForBlock(newBlock) !== newBlock.hash) { 
    console.log(typeof (newBlock.hash) + ' ' + typeof calculateHashForBlock(newBlock)); 
    console.log('invalid hash: ' + calculateHashForBlock(newBlock) + ' ' + newBlock.hash); 
    return false; 
  } 
  return true; 
}; 
var connectToPeers = (newPeers) => { 
  newPeers.forEach((peer) => { 
    var ws = new WebSocket(peer); 
    ws.on('open', () => initConnection(ws)); 
    ws.on('error', () => { 
      console.log('connection failed') 
    }); 
  }); 
}; 
var handleBlockchainResponse = (message) => { 
  var receivedBlocks = JSON.parse(message.data).sort((b1, b2) => (b1.index - b2.index)); 
  var latestBlockReceived = receivedBlocks[receivedBlocks.length - 1]; 
  var latestBlockHeld = getLatestBlock(); 
  if (latestBlockReceived.index > latestBlockHeld.index) { 
    console.log('blockchain possibly behind. We got: ' + latestBlockHeld.index + ' Peer got: ' + latestBlockReceived.index); 
    if (latestBlockHeld.hash === latestBlockReceived.previousHash) { 
      console.log("We can append the received block to our chain"); 
      blockchain.push(latestBlockReceived); 
      broadcast(responseLatestMsg()); 
    } else if (receivedBlocks.length === 1) { 
      console.log("We have to query the chain from our peer"); 
      broadcast(queryAllMsg()); 
    } else { 
      console.log("Received blockchain is longer than current blockchain"); 
      replaceChain(receivedBlocks); 
    } 
  } else { 
    console.log('received blockchain is not longer than received blockchain. Do nothing'); 
  } 
}; 
var replaceChain = (newBlocks) => { 
  if (isValidChain(newBlocks) && newBlocks.length > blockchain.length) { 
    console.log('Received blockchain is valid. Replacing current blockchain with received blockchain'); 
    blockchain = newBlocks; 
    broadcast(responseLatestMsg()); 
  } else { 
    console.log('Received blockchain invalid'); 
  } 
}; 
var isValidChain = (blockchainToValidate) => { 
  if (JSON.stringify(blockchainToValidate[0]) !== JSON.stringify(getGenesisBlock())) { 
    return false; 
  } 
  var tempBlocks = [blockchainToValidate[0]]; 
  for (var i = 1; i < blockchainToValidate.length; i++) { 
    if (isValidNewBlock(blockchainToValidate[i], tempBlocks[i - 1])) { 
      tempBlocks.push(blockchainToValidate[i]); 
    } else { 
      return false; 
    } 
  } 
  return true; 
}; 
var getLatestBlock = () => blockchain[blockchain.length - 1]; 
var queryChainLengthMsg = () => ({'type': MessageType.QUERY_LATEST}); 
var queryAllMsg = () => ({'type': MessageType.QUERY_ALL}); 
var responseChainMsg = () =>({ 
  'type': MessageType.RESPONSE_BLOCKCHAIN, 'data': JSON.stringify(blockchain) 
}); 
var responseLatestMsg = () => ({ 
  'type': MessageType.RESPONSE_BLOCKCHAIN, 
  'data': JSON.stringify([getLatestBlock()]) 
}); 
var write = (ws, message) => ws.send(JSON.stringify(message)); 
var broadcast = (message) => sockets.forEach(socket => write(socket, message)); 
connectToPeers(initialPeers); 
initHttpServer(); 
initP2PServer();

上記は私が皆さんのためにまとめたものです。将来皆さんのお役に立てれば幸いです。

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以上がブロックチェーンを実装するための 200 行のコード ブロックチェーンの例の詳細な説明の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。