java开发区块链只需150行代码

　　陈廷敬的后人

　　本文帮助你理解什么是区块链。将通过java开发区块链的实战学习方式，用 Java创建开发一个基本的区块链，实现简单的工作量证明系统。Java开发区块链的源代码保存在Github。

　　需要指出的是，我们用150行代码构建的区块链达不到生产级别的，它只是为了 帮助你更好的理解区块链的概念。

　　区块链就是一串或者是一系列区块的集合，类似于链表的概念，每个区块都指向于后面一个区块，然后顺序的连接在一起。那么每个区块中的内容是什么呢?在区块链中的每一个区块都存放了很多 很有价值的信息，主要包括三个部分：自己的数字签名，上一个区块的数字签名，还有一切需要加密的数据(这些数据在比特币中就相当于是交易的信息，它是加密货币的本质)。每个数字签名 不但证明了自己是特有的一个区块，而且指向了前一个区块的来源，让所有的区块在链条中可以串起来，而数据就是一些特定的信息，你可以按照业务逻辑来保存业务数据。

　　所以每一个区块不仅包含前一个区块的hash值，同时包含自身的一个hash值，自身的hash值是通过 之前的hash值和数据data通过hash计算出来的。如果前一个区块的数据一旦被了，那么前一个 区块的hash值也会同样发生变化(因为数据也被计算在内)，这样也就导致了所有后续的区块中的 hash值。所以计算和比对hash值会让我们检查到当前的区块链是否是有效的，也就避免了数据被恶意的可能性，因为数据就会改变hash值并整个区块链。

　　正如你可以看到我们的基本块包含String hash，它将保存我们的数字签名。变量 previoushash保存前一个块的hash和String data来保存我们的块数据

　　熟悉加密算法的朋友们，Java方式可以实现的加密方式有很多，例如BASE、MD、RSA、SHA等等，我在这里选用了SHA256这种加密方式，SHA(Secure Hash Algorithm)安全散列算法，这种算法 的特点是数据的少量更改会在Hash值中产生不可预知的大量更改，hash值用作表示大量数据的 固定大小的唯一值，而SHA256算法的hash值大小为256位。之所以选用SHA256是因为它的大小正合适， 一方面产生重复hash值的可能性很小，另一方面在区块链实际应用过程中，有可能会产生大量的区块，而使得信息量很大，那么256位的大小就比较恰当了。

　　或许你不完全理解上述代码的含义，但是你只要理解所有的输入调用此方法后均会生成一个独一无二的hash值(数字签名)， 而这个hash值在区块链中常重要的。

　　接下来让我们在Block类中应用 方法 applySha256 方法，其主要的目的就是计算hash值，我们计算的hash值 应该包括区块中所有我们不希望被恶意的数据，在我们所列的Block类中就一定包括previousHash，data和timeStamp，

　　第一个块称为创世块，因为它是头区块，所以我们只需输入“0”作为前一个块的previous hash。

　　每一个区块都必须要有自己的数据签名即hash值，这个hash值依赖于自身的信息(data)和上 一个区块的数字签名(previousHash)，但这个还不是区块链，下面让我们存储区块到数组中，这里我会引入gson包，目的是可以用json方式查看整个一条区块链结构。

　　在主方法中增加一个isChainValid()方法，目的是循环区块链中的所有区块并且比较hash值，这个方法用来检查hash值是否是于计算出来的hash值相等，同时previousHash值是否和前一个 区块的hash值相等。或许你会产生如下的疑问，我们就在一个主函数中创建区块链中的区块，所以不存在被修改的可能性，但是你要注意的是，区块链中的一个核心概念就是去中心化， 每一个区块可能是在网络中的某一个节点中产生的，所以很有可能某个节点把自己节点中的数据修改了，那么根据上述的理论数据改变会导致整个区块链的破裂，也就是区块链就无效了。

　　在比特币网络中所有的网络节点都分享了它们各自的区块链，然而最长的有效区块链是被全网所统一承认的，如果有人恶意来之前的数据，然后创建一条更长的区块链并全网 发布呈现在网络中，我们该怎么办呢?这就涉及到了区块链中另外一个重要的概念工作量证明，这里就不得不提及一下hashcash，这个概念最早来自于Adam Back的一篇论文，主要应用于邮件过滤和比特币中防止双重支付。

　　这里我们要求挖矿者做工作量证明，具体的方式是在区块中尝试不同的参数值直到它的hash 值是从一系列的0开始的。让我们添加一个名为nonce的int类型以包含在我们的calculatehash()方法中，以及需要的mineblock()方法

　　mineBlock()方法中引入了一个int值称为difficulty难度，低的难度比如1和2，普通的电脑基本都可以马上计算出来， 我的是在4-6之间进行测试，普通电脑大概会花费3秒时间，在莱特币中难度大概围绕在442592左右，而在 比特币中每一次挖矿都要求大概在10分钟左右，当然根据所有网络中的计算能力，难度也会不断的进行修改。

　　这样我们必须修改主方法中让创建每个新区块时必须触发mineBlock()方法，而isChainValid()方法用来检查每 个区块的hash值是否正确，整个区块链是否是有效的。

　　经过测试增加一个新的区块即挖矿必须花费一定时间，大概是3秒左右，你可以提高difficulty难度来看， 它是如何影响数据难题所花费的时间的

　　因为的区块链将无法赶上长链和有效链，除非他们比你网络中所有的节点拥有更大的计算速度，可能是未来的量子计算机或者是其他什么。

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