让前端飞前端区块链

前端与区块链

2019-03-04  本文已影响29人  Adoins

前言

区块链作为近几年十分热门的互联网技术，作为一个合格的程序猿应当不忘初心，保持对技术的热情去了解去学习。并且 Node.js 可以用来开发区块链，solidity开发智能合约，其也是类JavaScript 的语言，因此区块链还是十分适合前端工程师了解学习的。

区块链是什么

区块链（block chain）字面意思是包含信息的区块链接一起组成的信息链条, 本质是分布式、不可篡改、信息透明化的、昂贵的、缓慢的数据库。

其发展分为三个部分：

有以下特性：

区块链黑话科普

村庄小例子，理解记账、挖矿、共识等机制

  1. 村庄 1.0
    采用中心记账，有专门的账房先生，记账转账等都由账房先生处理，即本中心式，效率高；缺点是如果账房生病，则系统崩溃，而且账房先生可以随意篡改数据，比如之前你转账给老王100块，他可以改为0，你也没办法为自己证明确实已经转账了。
  2. 村庄 2.0
    中本聪提出了点对点记账的方式，即人人都能记账，每人有一个账本，账本的每一页记录着交易信息，账本哈希值（用来唯一标示账本处理信息），时间，以及上一页的哈希。村民的每一次转账都得用自己家的大喇叭通知全村庄（即p2p广播）。
    特点： 有人生病或者出去旅游别人找到不到他没关系，找村庄里任何一个人同步一下账本即可；但是记账比较麻烦，因此设置了手续费，而且为了鼓励记账，产生了挖矿以及矿工奖励的概念；挖矿就是用算数学题的方式（只能暴力破解），通过挖矿所用的时间等标识工作量

数字货币

区块链前景展望

基于区块链的特性的各种脑洞大开的应用

区块链现在最广泛的应用

区块链场景

具体应用领域

学习区块链的辅助工具

迷你区块链 iblockchain,这是github上的一个开源项目，可以帮助理解区块链，有以下主要功能：

blockchain.png

区块长什么样

想要查看当前的区块链，你需要在命令提示行下输入blockchain或者bc。你应该会看到像下面的图片一样的一个区块。


区块.png

  1. 区块链上的一个区块：

    • Index：是哪一个区块（创世块的索引是0）？
    • Hash：区块是否有效？
    • Previous Hash：前一个区块是否有效？
    • Timestamp：什么时候添加的区块？
    • Data：什么信息存储在区块上？
    • Nonce：在找到有效区块之前，我们进行了多少次迭代？

  2. 创世区块：
    每一个区块链都是从 创世区块（Genesis Block）开始的。正如你们将要在后面看到的，区块链上的每一个区块都依赖于前一个区块。所以，需要创世块来挖出我们的第一个区块。

  3. 当一个新的区块被开采时会发生什么？
    让我们挖出我们的第一个区块。在命令行中输入mine freeCodeCamp。
    区块链查看链上最新的区块来获取index和previous hash。在这个案例下创世块是最新的区块。

    • Index：0+1=1
    • Previous Hash：0000018035a828da0…
    • Timestamp：区块被添加的时间
    • Data：freeCodeCamp
    • Hash：？？？
    • Nonce：？？？

  4. Hash是如何计算的？
    哈希值是唯一标识数据的固定长度的数值。Hash是通过将Index、Previous Hash、Timestamp、Data和Nonce作为输入值来计算的。CryptoJS.SHA256(index+previousHash+timestamp+data+nonce)
    SHA256算法将会依据这些输入计算出一个唯一Hash值。同样的输入总是会返回同样的结果。你是否注意到区块Hash中的四个前导0？
    四个前导0是一个有效Hash的最低要求。所需前导0的数量被称之为难度

  isValidNewBlock (newBlock, previousBlock) {
    const newBlockHash = this.calculateHashForBlock(newBlock)
    if (previousBlock.index + 1 !== newBlock.index) {
      console.log('[错误]: 新区快index不对')

      return false
    } else if (previousBlock.hash !== newBlock.previousHash) {
      console.log(`[错误]: 第${newBlock.index}个区块的previousHash不对`)

      return false
    } else if (newBlockHash !== newBlock.hash) {
      console.log(`[错误]: 第 ${newBlock.index}个区块hash不对,算出的是${newBlockHash} 区块里本来的hash是${newBlock.hash} 看来数据被篡改了`)

      return false
    } else if (newBlockHash.slice(0, this.difficulty) !== '0'.repeat(this.difficulty)) {
      return false
    } else if (!this.isValidTrans(newBlock.data)) {
      console.log('[错误]: 交易不合法')
      return false
    } else {
      return true
    }
  }
  1. Nonce是什么？
    Nonce是用来查找一个有效Hash的次数。
generateNewBlock () {
    const nextIndex = this.blockchain.length
    const previousHash = this.getLastBlock().hash

    let data = this.data
    let timestamp = new Date().getTime()
    let nonce = 0
    let hash = this.calculateHash(nextIndex, previousHash, timestamp, data, nonce)
    while (hash.slice(0, this.difficulty) !== '0'.repeat(this.difficulty)) {
      nonce = nonce + 1
      timestamp = new Date().getTime()
      hash = this.calculateHash(nextIndex, previousHash, timestamp, data, nonce)
    }
    return {
      index: nextIndex,
      previousHash,
      timestamp,
      nonce,
      hash,
      data: this.data

    }
  }

Nonce迭代到直到Hash有效。在我们的案例中，一个有效的Hash至少要拥有4个前置0。查找与有效Hash对应的Nonce的过程就是挖矿。随着难度的增加，可能的有效Hash数量就会减少。伴随着有效Hash的减少，我们需要更强的算力来查找有效Hash。挖矿是写入数据，是昂贵的操作，需要设置一定的难度，Nonce则是难度系数的体现。

  1. 为什么这么重要？
    这些机制非常重要，它们使区块链不可变。如果我们有这么一个区块链“A->B->C”，而且有一个人想要改变区块A上的数据。那么会发生什么呢？
    • 区块A上的数据改变了。
    • 区块A的hash改变了，因为数据被用来计算hash。
    • 区块A失效了，因为它的hash不再有4个前导0。
    • 区块B的hash改变了，因为区块A的hash被用来计算区块B的hash。
    • 区块B失效了，因为它的hash不再有4个前导0。
    • 区块B的hash改变了，因为区块C的hash被用来计算区块B的hash。
    • 区块C失效了，因为它的hash不再有4个前导0。

改变一个区块的唯一方法就是将这个区块重新挖一遍，接下来是所有的区块。由于总是有新的区块被添加，因此改变区块几乎是一件不可能的事。

区块链思维导图

总结一下用 Node.js 开发区块链的思路


Node.js 开发区块链思维导图

智能合约开发DAPP

目前区块链更广泛的应用是它的二代技术，强类型语言solidity开发智能合约，truffle框架自动化部署编译合约代码，web3引入合约到前端代码中，再结合前端技术展示页面，根据合约制定的规则响应用户的操作，就可以做去中西化的应用DAPP，比如众筹、宠物领养等等。

众筹.png 宠物领养.png
DAPP中，用户写入数据（比如添加众筹课程、领养宠物等）是需要支付比特币的，这时就需要用到 chrome 插件 metamask 比特币钱包,具体如何安装插件以及开发DAPP，truffle官网中有详细demo教程，就不一一赘述了： DAPP宠物领养开发教程。以下是开发 DAPP 的思维导图：
DAPP 开发思维导图

总结

“志存高远，脚踏实地。是前端，但不止于前端”，学无止境，大伙共勉。文章到此结束，由于水平和经验有限，如有纰漏或建议，欢迎留言。如果觉得不错，欢迎关注海致星图，谢谢您的阅读。


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参考文章：
1. 写给前端的区块链开发入门指南
2. 前端技术和区块链技术的结合点在哪里

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