两小时手撕一个 Java 版本的区块链应用程序

一、概述

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区块链是一种分布式账本技术 (DLT)，起源可以追溯到 2008 年 中本聪发表的关于比特币的白皮书，它由不断增长的区块组成，这些区块使用加密技术安全地链接在一起。每个区块包含前一个区块的加密哈希、时间戳和交易数据（通常表示为 Merkle 树，其中数据节点由叶子表示）。 时间戳证明交易数据在创建区块时已经存在。 由于每个块都包含有关前一个块的信息，因此它们有效地形成了一个链（类似链表数据结构），每个附加块都链接到它之前的块。 因此，区块链交易是不可逆的，因为一旦记录下来，任何给定块的数据都不能在不更改所有后续块的情况下被更改。

二、区块链特性

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• 防篡改：首先，作为区块的一部分的数据是防篡改的。每个区块都由加密摘要（通常称为哈希）引用，从而使区块防篡改。
• 去中心化：整个区块链在网络上完全去中心化。这意味着没有主节点，网络中的每个节点都有相同的副本。
• 透明：参与网络的每个节点通过与其他节点的共识验证并在其链中添加一个新块。因此，每个节点都具有数据的完整可见性。

三、区块链的运作机制

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*区块链的基本单位是 *区块 **。

3.1 挖掘一个区块

我们用哈希值表示一个区块。 生成区块的哈希值称为"挖掘" 区块。挖掘一个区块通常在计算上很昂贵，因为它需要做大量的计算。

区块的哈希通常由以下数据组成：

• 区块的散列主要由它封装的交易组成
• 哈希还包含区块创建的时间戳
• 它还包括随机数，密码学中使用的任意数字
• 最后，当前区块的哈希还包括前一个区块的哈希

网络中的多个节点可以同时竞争挖掘 区块。除了生成哈希，节点还必须验证添加到区块中的交易是否合法。第一个挖到区块的人可以获得这个区块。

3.2 将区块添加到区块链中

虽然挖掘一个区块的计算成本很高，但验证一个区块是否合法则相对容易得多。网络中的所有节点都参与验证新开采的区块。

因此，根据节点的共识，将新挖掘的区块添加到区块链中。

现在，有几种可用的共识协议可供我们用于验证。网络中的节点使用相同的协议来检测链的恶意分支。因此，即使引入了恶意分支，也会很快被大多数节点拒绝。

四、使用 Java 实现一个最基础的区块链

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现在我们已经有了足够的上下