什么是区块链?建造一个难吗?从哪里开始?使用哪种编程语言?
相信我,在遇到对区块链技术感兴趣的人时,我经常会遇到这些问题,您也可能遇到其中的一些问题。
在线上有大量的区块链资源,但是将它们理解为这项蓬勃发展的技术的新手,这让人感到不知所措。
在这篇文章中,我将step by step给你展示,你就会明白blockchain以及如何的基本概念,采用方案一的Python,Javascript,或Golang 。
我选择这些语言是因为大多数人都熟悉它们,尤其是Javascript和Python。但是出于速度,耐用性和安全性的考虑,大多数区块链核心引擎都是内置的c / c ++(比特币,EOS),Go(超级账本结构,以太坊),Java(以太坊),Rust,Haskell和/或Ruby(以太坊)然后提供与其他易于使用的编程语言。
此外,一些区块链引擎结合了多种编程语言,以实现健壮性并易于开发人员使用,以太坊是最佳用例。
先决条件:
网络
密码学
数据结构与算法
分布式系统
Javascript / Go / Python
您只需要基本概念即可对拳头区块链原型进行编程。
什么是区块链?
让我们先了解一下,区块链不是比特币,区块链不是数字货币, 区块链是一套已经存在的不同技术。
让我们通过举一个例子来简化事情,因为工程师对数字的理解会更好。让我们来看一个存储一些信息的MySQL数据库。
使用上述数据库,我们可以:
做一些CRUD(创建,检索,更新和删除)操作,
将相同的信息存储两次,
删除整个数据库,
我们不能与他人共享敏感信息,
数据库可以集中化(单点故障,安全问题),
无法信任存储在其中的所有内容。
一些数据库可以允许表之间的关系(例如RDBMS),而另一些数据库则不能容忍这种关系(例如NoSQL数据库),
恶意的人可能会炸毁数据库
需要一名数据库管理员(他/她可以更改或泄露信息)
用户无法控制自己的数据
等等…
那么,为什么我们需要不同的东西,可靠的东西,独立于人的东西,自动的东西,不可变的东西呢?那就是区块链开始的地方。
区块链是一个安全,可信的去中心化数据库和网络。
“Truth can only be found in one place: the code. ”
区块链是一连串的区块,区块类似于数据库中的表,但是它们不能被删除或更新,区块包含称为交易的信息和其他附加数据。这些区块经过密码验证并链接形成一个不变的区块链,称为区块链或分类账。
然后,同一条链通过P2P网络分布到整个网络中的所有节点。
因此,代替集中式数据库,跨节点共享的所有事务(数据)都包含在块中,这些块链接在一起以创建分类帐。该分类账代表区块链中的所有数据。分类账中的所有数据均通过加密哈希和数字签名进行保护,并通过共识算法进行验证。网络上的节点参与以确保跨网络分布的所有数据副本都是相同的。
在区块链生态系统中要记住的5个关键概念:
加密哈希和数字签名
不变的分类帐
P2P网络
共识算法(PoW,PoS,PBFT,ETc…)
块验证(采矿,锻造等)
我们将继续详细解释这些概念。
使用区块链的好处:
删除中介组织
不变的分类帐
透明度
安全
何时使用区块链?
区块链不是灵丹妙药,因此在以下情况下使用它:
存储的数据无需修改(存在证明)
数据不能被其所有者拒绝(不可否认)
你想权力下放
你想要一个真理的源头
您想要高安全性
您不必担心速度(例如,比特币平均需要10分钟才能验证一笔交易)。
但是某些区块链速度更快,因为它们使用除PoW之外的不同共识算法
我们稍后再讨论。
区块链用例
区块链应用领域
房地产:土地所有权
医疗保健:安全记录患者的数据
财务:减少税收和中介机构,反洗钱,跨境支付
供应链:跟踪从供应商到客户的商品(真实性,原创内容的创建)
网络安全:DDOS攻击
将权力交还给用户:拥有数据并与所需的人安全地共享(DID)
加密货币兑换
投票机制
区块链平台和应用
比特币
以太坊
织物
EOS
链环
卡尔达诺
等等…
区块链类型
私有:仅在内部使用,并且在我们更了解用户的情况下使用(例如Hyperledger Fabric)
公开:每个人都可以看到正在发生的事情(比特币,以太坊)
混合:合并前两个。
“Talk is cheap. Show me the code.”
有两种方法可以构建区块链:
一种简单的方法是使用现有的预先构建的区块链开源资源,例如以太坊,Fabric,EOS等…
如果它们都不符合您的要求,那么请从头开始构建
在本系列中,我们将从头开始构建一个,以便您可以彻底了解区块链的状态机。
如何建立区块链?
好的,现在让我们用三种不同的编程语言Go,Python和Javascript创建第一个小区块链demo。这些原型可以帮助您理解我们前面介绍的概念。
首先,我们将创建一个块,第二,我们将添加数据(标题和正文)给它,第三,我们将散列块,和最后但并非最不重要,我们将链中的所有块了。
一个块包含前面提到的信息,但是为了简化起见,我们将删除一些信息。让我们深入研究细节!
希望您像我之前提到的那样熟悉Go编程,如果不尝试学习基础知识:函数,方法,数据类型,结构,流控制,迭代等…
创建一个文件夹并向其中添加2个文件, main.go and block.go
资料夹结构:
main.go
如果您运行此程序,则由于该CreateBlock函数尚未定义,因此将显示错误消息,因此请继续在其中创建它block.go:
block.go
Go的优点在于您不必导入或导出函数,只需使用大写字母声明它们,Go就会为您找到它们。现在打开终端并移至您创建的文件夹,run go build然后.\go在Windows,./goLinux和Macbook上运行。
我们刚刚创建了一个简单的Go程序,该程序调用一个函数并传递一些字符串数据。让我们继续做更多美好的事情。让我们添加2个文件,blockchain.go而structures.go现在我们有4个文件:main.go, block.go, structures.go, and blockchain.go
我将在代码的每一行中添加一些注释,以使您了解我在做什么。
structures.go
block.go
blockchain.go
main.go
让我们现在运行它,go build然后.\go
我们在区块链中的区块没有任何ID和时间戳,因此让我们通过修改main.go文件来添加该信息,并在中添加这两行for loop:
让我们保存代码,go build然后再次运行它,然后./go
如您所见,区块链结构良好。除创世块外,每个块均包含其哈希值和上一个块的哈希值,这使其不可变,如果更改了该块中的数据,则哈希值将自动更改,并且该块将被丢弃。创世块没有任何先前的哈希,因为它是第一个哈希,没有先前的块。
全部完成!恭喜,您刚刚在Go created中创建了自己的区块链DEMO!