使用Javascript实现简单的区块链

# 1. 介绍

本文介绍使用JavaScript来实现一个区块链程序

参考Creating a blockchain with Javascript (opens new window) 【需要翻墙】

由于区块链中使用SHA256算法来进行加密，但是JavaScript中默认没有SHA256算法的实现，所以我们需要使用crypto-js实现SHA256算法。

使用npm来安装该crypto-js包

npm install --save crypto-js

# 2. 开始

这里就不介绍区块链相关的概念了，直接看实例代码

首先我们使用Visual Studio Code来新建一个main.js文件，用于本次实验。

# 2.1 区块类

首先我们先建立一个区块的类，该类的构造器中需要传入相应的【索引，生成时间，块中存放的数据，上一个链上的HASH值】信息。

在main.js中加入如下代码。

代码如下：

//使用npm install --save crypto-js安装crypto-js包
//引入crypto-js包的sha256模块
const SHA256 = require('crypto-js/sha256');

/**
 * 区块类
 */
class Block {
    constructor(index, timestamp, data, previousHash = '') {
        this.index = index;
        this.timestamp = timestamp;
        this.data = data;
        this.previousHash = previousHash;
        this.hash = this.calculateHash();
    }
    //使用SHA256算法计算HASH值
    calculateHash() {
        return SHA256(this.index + this.previousHash + this.timestamp + JSON.stringify(this.data)).toString();
    }
}

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# 2.2 区块链类

有了以上的区块类，需要有一个区块链类来将所有区块连接起来。

该区块链类中，提供了几个方法

方法名称	方法说明
createGenesisBlock()	创建创世纪区块(区块链中的第一个区块)
getLatestBlock()	获取区块链中最后一个区块
addBlock(newBlock)	向区块链中新增一个区块
isChainValid()	验证整个区块链是否有效，也就是工作量证明

在main.js中加入如下代码。

代码如下：

/**
 * 区块链类
 */
class Blockchain {
    constructor() {
        this.chain = [this.createGenesisBlock()];
    }
    //创建第一个区块==>创世纪块【这里为了演示，数据是测试数据】
    createGenesisBlock() {
        return new Block(0, "208/04/14", "Genesis Block", "0");
    }
    getLatestBlock() {
        return this.chain[this.chain.length - 1];
    }
    addBlock(newBlock) {
        newBlock.previousHash = this.getLatestBlock().hash;
        newBlock.hash = newBlock.calculateHash();
        this.chain.push(newBlock);
    }
    //验证区块链是否有效
    isChainValid(){
        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.previousHash != previousBlock.hash ){
                return false;
            }
            return true;
        }
    }
}

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# 2.3 测试区块链类

//创建一个区块链类
let myBlockChain = new Blockchain();
//向区块链中添加两个区块
myBlockChain.addBlock(new Block(1, "2018/04/14", { name: 'zhangsan', age: 18 }));
myBlockChain.addBlock(new Block(2, "2018/04/14", { name: 'lisi', age: 20 }));
console.log(JSON.stringify(myBlockChain, null, 4));//打印区块内容

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在命令行直接使用node main.js命令来运行该main.js文件

fangzheng@localhost  ~/JavaDev/Visual Studio/blockchain $ node main.js

运行后的结果如下：

{
    "chain": [
        {
            "index": 0,
            "timestamp": "208/04/14",
            "data": "Genesis Block",
            "previousHash": "0",
            "hash": "d83f368c882fc30fb396e814fe86b0ad999673e6d8bdab73760112def97e128a"
        },
        {
            "index": 1,
            "timestamp": "2018/04/14",
            "data": {
                "name": "zhangsan",
                "age": 18
            },
            "previousHash": "d83f368c882fc30fb396e814fe86b0ad999673e6d8bdab73760112def97e128a",
            "hash": "5298a99ab0a44edde4dd4f0ed32f3de269da921e0a0baff4bf48256121657305"
        },
        {
            "index": 2,
            "timestamp": "2018/04/14",
            "data": {
                "name": "lisi",
                "age": 20
            },
            "previousHash": "5298a99ab0a44edde4dd4f0ed32f3de269da921e0a0baff4bf48256121657305",
            "hash": "db1192425b0c6b0f1690cfe9a3892c4113039710c5fc236ac4820ee359fb86e7"
        }
    ]
}

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可以看到下一个区块的previousHash 等于上一个区块的hash值，这样保证将整个区块连接了起来。

# 2.4 测试修改区块链

接下来测试修改区块链中某一个块，然后验证该区块链是否还有效。

第8-11行是新添加的测试代码

//测试
let myBlockChain = new Blockchain();
//向区块链中添加两个区块
myBlockChain.addBlock(new Block(1, "2018/04/14", { name: 'zhangsan', age: 18 }));
myBlockChain.addBlock(new Block(2, "2018/04/14", { name: 'lisi', age: 20 }));
//console.log(JSON.stringify(myBlockChain, null, 4));//打印区块内容

//测试修改区块链
console.log("Is blockchain valid ? "+myBlockChain.isChainValid());
myBlockChain.chain[1].data = {name:'wangwu',age:25};
console.log("Is blockchain valid ? "+myBlockChain.isChainValid());

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使用node main.js命令来运行该main.js文件后，打印如下结果：

Is blockchain valid ? true
Is blockchain valid ? false

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可以看到没修改之前整个区块链是有效的，修改之后是无效。

# 3. 总结

以上就是简单的使用JavaScript来实现了区块链程序的代码，完整代码如下：


//使用"npm install --save crypto-js" 安装crypto-js包
//引入crypto-js包的sha256模块
const SHA256 = require('crypto-js/sha256');

/**
 * 区块类
 */
class Block {
    constructor(index, timestamp, data, previousHash = '') {
        this.index = index;
        this.timestamp = timestamp;
        this.data = data;
        this.previousHash = previousHash;
        this.hash = this.calculateHash();
    }
    //使用SHA256算法计算HASH值
    calculateHash() {
        return SHA256(this.index + this.previousHash + this.timestamp + JSON.stringify(this.data)).toString();
    }
}
/**
 * 区块链类
 */
class Blockchain {
    constructor() {
        this.chain = [this.createGenesisBlock()];
    }
    //创建第一个区块==>创世纪块【这里为了演示，数据是测试数据】
    createGenesisBlock() {
        return new Block(0, "208/04/14", "Genesis Block", "0");
    }
    getLatestBlock() {
        return this.chain[this.chain.length - 1];
    }
    addBlock(newBlock) {
        newBlock.previousHash = this.getLatestBlock().hash;
        newBlock.hash = newBlock.calculateHash();
        this.chain.push(newBlock);
    }
    //验证区块链是否有效
    isChainValid(){
        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.previousHash != previousBlock.hash ){
                return false;
            }
            return true;
        }
    }
}
//========================以下是测试代码========================
//测试
let myBlockChain = new Blockchain();
//向区块链中添加两个区块
myBlockChain.addBlock(new Block(1, "2018/04/14", { name: 'zhangsan', age: 18 }));
myBlockChain.addBlock(new Block(2, "2018/04/14", { name: 'lisi', age: 20 }));
//console.log(JSON.stringify(myBlockChain, null, 4));//打印区块内容

//测试修改区块链
console.log("Is blockchain valid ? "+myBlockChain.isChainValid());
myBlockChain.chain[1].data = {name:'wangwu',age:25};
console.log("Is blockchain valid ? "+myBlockChain.isChainValid());

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#区块链

最后更新时间: 2022/7/23 12:47:26

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