搭建你的第一个区块链网络(一):区块结构

2023-07-16 01:40| 来源: 网络整理| 查看: 265

写一个系列文章，由简入深搭建一个区块链网络，也是从零开始开发一个开源项目。不再介绍区块链的基础知识了，所以希望读者提前了解区块链的基础知识，项目是使用Maven+JAVA开发，所以也需要读者了解JAVA语言。本文为第一篇。

区块区块属性定义

第一步首先是区块信息的定义，暂时不考虑那么复杂，这里只定义一些最基础的属性:

区块号：就是区块的序号。当前区块哈希值：保证区块唯一，同时后一个区块链通过保留这一属性链接该区块。前一区块哈希值：用于链接上一个区块。时间戳：记录该区块产出时间。数据：区块中存储的数据，为了简单化，这里使用字符串代替。

目前暂时只定义这些属性，后面开发如果需要其他属性再进行迭代。接下来是构造方法了:

构造方法定义

构建一个新的区块需要传入被构建区块的区块号，区块数据以及前一个区块的哈希值。

#Block.java @Getter # lombok工具包，加上这两个注释就不用写get(),set()方法了 @Setter #工具包在下面 public class Block { // 区块号 public int blkNum; // 当前区块哈希值 public String curBlockHash; // 前一个区块的哈希值 public String prevBlockHash; // 生成当前区块的时间，用时间戳表示 public String timeStamp; // 当前区块中的Transaction,使用字符串简单代替 public String data; public Block(int blkNum,String data, String prevBlockHash){ this.blkNum = blkNum; this.data = data; this.prevBlockHash = prevBlockHash; this.timeStamp = Util.getTimeStamp(); } @Override public String toString(){ return JSONObject.toJSONString(this); } }

其中涉及到获取时间戳的getTimeStamp()方法以及计算哈希值的getSHA256()方法。

#Util.java public final class Util{ public static String getSHA256(String data) { byte[] b = {}; try{ MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("SHA-256"); b = md.digest(data.getBytes()); }catch(NoSuchAlgorithmException e){ } return Hex.encodeHexString(b); } public static String getTimeStamp(){ SimpleDateFormat df = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");//设置日期格式 String date = df.format(new java.util.Date()); return date; } }

这里使用到了几个工具包，可以在Maven的pom.xml文件标签中添加如下字段:

#pom.xml org.projectlombok lombok true commons-codec commons-codec 1.12 com.alibaba fastjson 1.2.62 区块链

我们需要一个区块链实例，用于记录所产出的区块。定义的区块链属性如下:

区块链实例: 需要静态的(或者使用单例模式)，保证只存在一个区块链实例。区块集合：定义一个集合用于保存产出的区块。 #Blockchain.java private static Blockchain BC; public ArrayList block; private Blockchain(){} public static Blockchain getInstance(){ if(BC==null){ synchronized(Blockchain.class){ if(BC==null){ BC = new Blockchain(); BC.block = new ArrayList(); } } } return BC; } 创建第一个区块

目前没有其他属性需要，接下来是定义方法。区块链实例定义完成，接下来可以创建区块链中的区块了，由于创世区块与后续区块稍微不同，所以定义一个构建创世区块的方法:

public Block CrtGenesisBlock(){ Block block = new Block(1,"Genesis Block","00000000000000000"); //计算区块哈希值 String hash = Util.getSHA256(block.getBlkNum()+block.getData()+block.getPrevBlockHash()+block.getPrevBlockHash()+block.getNonce()); block.setCurBlockHash(hash); this.block.add(block); return this.block.get(0); }

由于创世区块是第一个区块，因此不存在前一个区块哈希值，直接定义为字符串"00000000000000000"。

添加区块

接下来是第二个方法，创建创世区块的后续区块方法:

#传入的参数为需要区块中存储的数据 public Block addBlock(String data){ #获取区块集合的大小，即获取当前已经产出几个区块 int num = this.block.size()； Block block = new Block( # 区块号为当前区块集合大小+1 num+1,data, this.block.get(num-1).curBlockHash); String hash = Util.getSHA256(block.getBlkNum()+block.getData()+block.getPrevBlockHash()+block.getPrevBlockHash()); block.setCurBlockHash(hash); #将创建的区块添加到区块链中 this.block.add(block); return this.block.get(num); }

OK,一个简单的区块链已经完成，测试一下:

#Test.java public class Test { public static void main(String[] args){ System.out.println(Blockchain.getInstance().CrtGenesisBlock().toString()); System.out.println(Blockchain.getInstance().addBlock("Block 2").toString()); } }

看起来没什么问题:

{"blkNum":1,"curBlockHash":"db27dd5c1e51197f6e9580613d9dbd5198a053b8c92da6560538579834e83159","data":"Genesis Block","prevBlockHash":"00000000000000000","timeStamp":"2020-05-16 17:09:10"} {"blkNum":2,"curBlockHash":"bc6a75cf858241503a64ebdc5cf21ddcb187e6759c016b906f288cdac26ccae2","data":"Block 2","prevBlockHash":"db27dd5c1e51197f6e9580613d9dbd5198a053b8c92da6560538579834e83159","timeStamp":"2020-05-16 17:09:10"}

后一篇文章: 搭建你的第一个区块链网络(二)

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