22、区块链应用的 Java 编程全解析

区块链应用的 Java 编程全解析

1. 哈希函数与区块链基础

哈希函数是一种数学函数，能将任意大小的数据映射为固定大小的数据。与加密不同，哈希值无法被逆向还原。也就是说，如果有人获取了当前区块的哈希值，他们无法据此推断出被哈希处理的区块内的信息。

2. 区块链的验证方法

区块链是一系列信息（如交易记录）的集合，形成后需要进行验证。验证区块链需从创世区块开始，逐块验证。验证单个区块只需两步：
- 第一步：检查前一个区块的哈希值是否与当前区块记录的前一个区块的哈希值一致（创世区块可跳过此步骤）。
- 第二步：使用该区块的索引、前一个区块的哈希值、数据、时间戳和随机数（Nonce）作为输入，通过哈希函数（如 SHA - 256）重新计算哈希值，看是否与该区块原本记录的当前哈希值相同。
若这两步都通过，则该区块有效；若链上所有区块都有效，则该区块链有效。

例如，若尝试修改已创建的区块链中某个区块（如第 2 个区块）的数据，该区块将变得无效，因为新的哈希值与原哈希值不匹配。若用新哈希值替换原哈希值使该区块重新有效，那么后续区块（如第 3 个区块）会因记录的前一个区块哈希值与新的第 2 个区块哈希值不一致而变得无效。要使后续区块重新有效，就需要重新计算后续所有区块的哈希值，直至链的末尾。这体现了区块链使用哈希的优势，即一旦链创建完成，数据便无法更改。

3. 区块的挖掘方式

区块链的工作量证明系统要求计算出的哈希值必须以一定数量的零开头，这个数量被称为难度值。零的数量越多，难度越大；零的数量越少，难度越小。区块链通过难度值来控制创建一个区块的时间。例如，难度值为 5 时，意味着哈希值必须以 5