作者：黎跃春，资深讲师，全栈工程师；专注于「区块链+内容」产品的开发以及区块链技术培训。
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区块链技术部落阁：http://liyuechun.org
安装命令行工具
- 打开终端，输入
npm install blockchain-cli -g
Last login: Wed Sep 13 15:48:00 on ttys000
liyuechun:~ yuechunli$ npm install blockchain-cli -g
/usr/local/bin/blockchain -> /usr/local/lib/node_modules/blockchain-cli/main.js
> wrtc@0.0.62 install /usr/local/lib/node_modules/blockchain-cli/node_modules/wrtc
> node-pre-gyp install --fallback-to-build
[wrtc] Success: "/usr/local/lib/node_modules/blockchain-cli/node_modules/wrtc/build/wrtc/v0.0.62/Release/node-v57-darwin-x64/wrtc.node" is installed via remote
+ blockchain-cli@1.0.5
added 263 packages in 89.506s
liyuechun:~ yuechunli$ - 终端输入
blockchain
liyuechun:~ yuechunli$ blockchain
Welcome to Blockchain CLI!
Commands:
help [command...] Provides help for a given command.
exit Exits application.
blockchain See the current state of the blockchain.
mine <data> Mine a new block. Eg: mine hello!
open <port> Open port to accept incoming connections. Eg:
open 2727
connect <host> <port> Connect to a new peer. Eg: connect localhost
2727
peers Get the list of connected peers.
discover Discover new peers from your connected peers.
blockchain → 区块(block)长什么样子？
在blockchian ->后面输入blockchain或者bc查看创始区块结构。
-
Index (Block #):第几个区块? (创世区块链的索引为0) -
Hash:当前区块的hash值 -
Previous Hash:上一个区块的hash值 -
Timestamp:当前区块创建时的时间戳 -
Data:存储在当前区块上的交易信息 -
Nonce:在找到有效区块之前，我们经历的迭代次数
创世区块（Genesis Block）
每个区块链都是由一个创始区块「 Genesis Block」开始。后面你所看到的区块都依赖于上一个区块。因此，创始区块是我们挖取第一个区块的基础。
当一个区块挖矿时都发生了什么？
我们在blockchain → 中输入mine liyc1215，「liyc1215是春哥微信号，添加我微信，拉你进区块链技术交流群」挖取我们的第一个区块。
-
Index:o+1 = 1 -
Previous Hash:0000018035a828da0… -
Timestamp:这个区块创建的时间 -
Data:liyc1215 -
Hash:?? -
Nonce:??
Hash是怎么计算的？
Hash值是一个十六进制固定长度为64位的唯一的标识。
hash值是由index, previous block hash, timestamp, block data, 和 nonce 作为输入数据计算而得。
CryptoJS.SHA256(index + previousHash + timestamp + data + nonce)The SHA256 algorithm will calculate a unique hash, given those inputs. The same inputs will always return the same hash.
SHA256算法将根据给出的输入数据计算出一个唯一的hash值，只要输入值不变，永远返回相同的结果。
输入数据为liyc1215时，它的hash值永远为dca0762d726738ebb8e6b7b43a4ba4186588a1b711f94ba9c694bffda8fcccf9
你是否注意到块哈希中的四个前导0？
四个前导0是有效散列的最低要求。 所需的前导0的数量称为难度。
下面的方法验证hash难度是否有效。
function isValidHashDifficulty(hash, difficulty) {
for (var i = 0, b = hash.length; i < b; i ++) {
if (hash[i] !== '0') {
break;
}
}
return i >= difficulty;
}这就是我们所熟知的工作量证明系统 - Proof-of-Work system。
什么是nonce？
nonce是一个用来找到满足条件的hash值的数字。
let nonce = 0;
let hash;
let input;
while(!isValidHashDifficulty(hash)) {
nonce = nonce + 1;
input = index + previousHash + timestamp + data + nonce;
hash = CryptoJS.SHA256(input)
}nonce值一直迭代，直到hash值有效为止。在我们案例中一个有效的hash值是最少有4个前导0。找到nonce值以满足合适条件的hash值的过程就叫做挖矿。
随着难度的增加，可能的有效散列数减少。 使用较少可能的有效散列，需要更多的处理能力才能找到有效的散列。
Hash为什么如此重要？
hash散列很重要是因为它可以使区块链不能被改变。
如果我们有三个区块链1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5，当某个人想要试图修改区块A时，下面几点将是会发生的几种情况。
- 区块3上的区块链被修改。
- 区块3上的hash值将发生改变，因为hash值是通过数据计算而得。
- 区块3变得无效，因为它的hash值不再具备4个前导0的条件。
- 区块4的hash值将发生改变，因为区块3的hash值用来参与计算区块4的hash值。
- 区块4变得无效，因为它的hash值不再具备4个前导0的条件。
- 区块5的hash值将发生改变，因为区块4的hash值用来参与计算区块5的hash值。
- 区块5变得无效，因为它的hash值不再具备4个前导0的条件。
如果想要无效的区块3、4、5变得有效，必须从区块3开始再一次重新依次挖矿，当你的区块链足够长，节点足够多时，就算你将这条链上的区块链改变并且重新挖矿成功，但是因为超过50%的节点的数据和你的节点的数据不一致，你这个被改变的节点的数据也依然无效。
在这个demo的演示中，一共有三个节点，我修改了节点2的区块链5并且重新挖矿取得合法的hash值，但是因为节点A和节点C中区块5的hash值为0000e4b9052fd8aae92a8afda42e2ea0f17972ea67cead67352e74dd6f7d217c，而节点B中的hash值为0000184634edadb8fc7f4bdee87aa9d7d2a46b0c26db221998e35c1f57c0b42c，少数服从多数，所以以节点A和C的区块数据为准。