第一个逻辑步骤是决定块结构。为了保证事情尽可能的简单，我们只选择最必要的部分：index（下标）、timestamp（时间戳）、data（数据）、hash（哈希值）和 previous hash（前置哈希值）。

这个块中必须能找到前一个块的哈希值，以此来保证整条链的完整性。

class Block {
    constructor(index, previousHash, timestamp, data, hash) {
        this.index = index;
        this.previousHash = previousHash.toString();
        this.timestamp = timestamp;
        this.data = data;
        this.hash = hash.toString();
    }
}

为了保存完整的数据，必须哈希区块。SHA-256会对块的内容进行加密，记录这个值应该和“挖矿”毫无关系，因为这里不需要解决工作量证明的问题。

var calculateHash = (index, previousHash, timestamp, data) => {
    return CryptoJS.SHA256(index + previousHash + timestamp + data).toString();
};

要生成一个块，必须知道前一个块的哈希值，然后创造其余所需的内容（= index, hash, data and timestamp）。块的data部分是由终端用户所提供的。

var generateNextBlock = (blockData) => {
    var previousBlock = getLatestBlock();
    var nextIndex = previousBlock.index + 1;
    var nextTimestamp = new Date().getTime() / 1000;
    var nextHash = calculateHash(nextIndex, previousBlock.hash, nextTimestamp, blockData);
    return new Block(nextIndex, previousBlock.hash, nextTimestamp, blockData, nextHash);
};

内存中的Javascript数组被用于存储区块链。区块链的第一个块通常被称为“起源块”，是硬编码的。

var getGenesisBlock = () => {
    return new Block(0, "0", 1465154705, "my genesis block!!", "816534932c2b7154836da6afc367695e6337db8a921823784c14378abed4f7d7");
};
 
var blockchain = [getGenesisBlock()];

在任何时候都必须能确认一个区块或者一整条链的区块是否完整。在我们从其他节点接收到新的区块，并需要决定接受或拒绝它们时，这一点尤为重要。

var isValidNewBlock = (newBlock, previousBlock) => {
    if (previousBlock.index + 1 !== newBlock.index) {
        console.log('invalid index');
        return false;
    } else if (previousBlock.hash !== newBlock.previousHash) {
        console.log('invalid previoushash');
        return false;
    } else if (calculateHashForBlock(newBlock) !== newBlock.hash) {
        console.log('invalid hash: ' + calculateHashForBlock(newBlock) + ' ' + newBlock.hash);
        return false;
    }
    return true;
};

任何时候在链中都应该只有一组明确的块。万一冲突了（例如：两个结点都生成了72号块时），会选择有最大数目的块的链。

var replaceChain = (newBlocks) => {
    if (isValidChain(newBlocks) && newBlocks.length > blockchain.length) {
        console.log('Received blockchain is valid. Replacing current blockchain with received blockchain');
        blockchain = newBlocks;
        broadcast(responseLatestMsg());
    } else {
        console.log('Received blockchain invalid');
    }
};

结点的本质是和其他结点共享和同步区块链，下面的规则能保证网络同步。

• 当一个结点生成一个新块时，它会在网络上散布这个块。

• 当一个节点连接新peer时，它会查询最新的block。

• 当一个结点遇到一个块，其index大于当前所有块的index时，它会添加这个块到它当前的链中，或者到整个区块链中查询这个块。

如图为当节点遵循前文所述协议时会发生的一些典型通信场景

我没有采用自动发现peer的工具。peers的位置（URL）必须是手动添加的。

在某种程度上用户必须能够控制结点。这一点通过搭建一个HTTP服务器可以实现。

var initHttpServer = () => {
    var app = express();
    app.use(bodyParser.json());
 
    app.get('/blocks', (req, res) => res.send(JSON.stringify(blockchain)));
    app.post('/mineBlock', (req, res) => {
        var newBlock = generateNextBlock(req.body.data);
        addBlock(newBlock);
        broadcast(responseLatestMsg());
        console.log('block added: ' + JSON.stringify(newBlock));
        res.send();
    });
    app.get('/peers', (req, res) => {
        res.send(sockets.map(s => s._socket.remoteAddress + ':' + s._socket.remotePort));
    });
    app.post('/addPeer', (req, res) => {
        connectToPeers([req.body.peer]);
        res.send();
    });
    app.listen(http_port, () => console.log('Listening http on port: ' + http_port));
};

用户可以用下面的方法和结点互动：

• 列出所有的块

• 用用户提供的内容创建一个新的块

• 列出或者新增peers

下面这个Curl的例子就是最直接的控制结点的方法：

#get all blocks from the node
curl http://localhost:3001/blocks

需要指出的是，节点实际上展现了两个web服务器：一个（HTTP服务器）是让用户控制节点，另一个（Websocket HTTP服务器）。

NaiveChain的主要组成部分

创造 NaiveChain 的目的是为了示范和学习，因为它并没有“挖矿”算法（PoS of PoW），不能被用于公用网络，但是它实现了区块链运作的基本特性。

你可以在 Github 库中查看更多的技术细节。 https://github.com/lhartikk/naivechain

文章来源：http://blog.csdn.net/HyNeverGiveUp/article/details/70233564 

pysimplechain的实现完全聚焦于哈希账本功能。它不包含任何高级功能，诸如分布式账本或者通过工作量证明的一致性协议。在这个项目中，还会发现“事务”的概念被抽象为一个更通用的“消息”概念，它可以包含任何类型的数据。

因此，这个项目的目标是解释和澄清什么是blockchain最核心的结构。项目的意图不是为了重写一个高级的blockchain，如比特币或以太坊。

这个blockchain通过包含三个类的simple_chain.py文件实现。Message()类，Block()类和Chain()类。

message是基本的数据容器。当增加一个块时，它被密封，块中具有标识它的2个哈希值：有效载荷哈希和块哈希。每个消息通过哈希指针（prev_hash属性）链接到前一个消息。validate消息的方法将确保每个消息的完整性，但不会检查哈希指针正确与否。这个工作留给在Block()类中的validate方法去完成。

block包含一个接一个地依次链接的1，…，n个消息。当一个block添加到chain时，它被密封和验证，以确保消息正确排序，并且哈希指针匹配。一旦块被密封和哈希，它将通过检查期望值与实际值进行验证。

chain包含一个接一个依次链接的1，…，m个块。可以随时调用validate方法来验证链的完整性，它将调用每个块的验证方法，一旦验证不通过，将抛出InvalidBlockchain异常。

manager()函数，通过终端/控制台与blockchain交互。基本动作是：

• 添加消息到块：允许向当前块添加消息；
• 添加块到链：允许将当前块添加到链，如果它不为空；
• 显示块：请求一个索引，如果存在具有该索引的块，则返回一些块属性；
• 显示链：返回链中每个块的一些属性；
• 验证完整性：如果验证是完整的，则返回True，否则终止程序，抛出适当的异常；
• 退出：终止程序并删除区块链。

欢迎大家有新的想法：打开/关闭issues，fork repo,通过Pull请求分享你的代码。 
将此项目克隆到您的计算机： 
git clone https://github.com/EricAlcaide/pysimplechain

原文发布时间为：2018年01月15日
本文作者：黑夜路人
本文来源：CSDN，如需转载请联系原作者。