java區塊鏈演算法demo

⑴ 區塊鏈入門的教程

可是，簡單易懂的入門文章卻很少。區塊鏈到底是什麼，有何特別之處，很少有解釋。
下面，我就來嘗試，寫一篇最好懂的區塊鏈教程。畢竟它也不是很難的東西，核心概念非常簡單，幾句話就能說清楚。我希望讀完本文，你不僅可以理解區塊鏈，還會明白什麼是挖礦、為什麼挖礦越來越難等問題。
需要說明的是，我並非這方面的專家。雖然很早就關注，但是仔細地了解區塊鏈，還是從今年初開始。文中的錯誤和不準確的地方，歡迎大家指正。
一、區塊鏈的本質
區塊鏈是什麼?一句話，它是一種特殊的分布式資料庫。
首先，區塊鏈的主要作用是儲存信息。任何需要保存的信息，都可以寫入區塊鏈，也可以從裡面讀取，所以它是資料庫。
其次，任何人都可以架設伺服器，加入區塊鏈網路，成為一個節點。區塊鏈的世界裡面，沒有中心節點，每個節點都是平等的，都保存著整個資料庫。你可以向任何一個節點，寫入/讀取數據，因為所有節點最後都會同步，保證區塊鏈一致。
二、區塊鏈的最大特點
分布式資料庫並非新發明，市場上早有此類產品。但是，區塊鏈有一個革命性特點。
區塊鏈沒有管理員，它是徹底無中心的。其他的資料庫都有管理員，但是區塊鏈沒有。如果有人想對區塊鏈添加審核，也實現不了，因為它的設計目標就是防止出現居於中心地位的管理當局。
正是因為嫌敗無法管理，區塊鏈才能做到無法被控制。否則一旦大公司大集團控制了管理權，他們就會控制整個平台，其他使用者就都必須聽命於他們了。
但是，沒有了管理員，人人都可以往裡面寫入數據，怎麼才能保證數據是可信的呢?被壞人改了怎麼辦?請接著往下讀，這就是區塊鏈奇妙的地方。
三、區塊
區塊鏈由一個個區塊(block)組成。區塊很像資料庫的記錄，每次寫入數據，就是創建一個區塊。
每個區塊包含兩個部分。
區塊頭(Head)：記錄當前區塊的特徵值
區塊體(Body)：實際數據
區塊頭包含了當前區塊的多項特徵值。
生成時間
實際數據(即區塊體)的哈希
上一個區塊的哈希
...
這里，你需要理解什麼叫哈希(hash)，這是理解區塊鏈必需的。
所謂哈希就是計算機可以對任意內容，計算出一個長度相同的特徵值。區塊鏈的 哈希長度是256位，這就是說，不管原始內容是什麼，最後都會計算出一個256位的二進制數字。而且可以保證，只要原始內容不同，對應的哈希一定是不同的。
舉例來說，字元串123的哈希是(十六進制)，轉成二進制就是256位，而且只有123能得到這個哈希。(理論上，其他字元串也有可能得到這個哈希，但是概率極低，可以近似認為不可能發生。)
因此，就有兩個重要的推論。
推論1：每個區塊的哈希都是不一樣的，可以通過哈希標識區塊。
推論2：如果區塊的內容變了，它的哈希一定會改變。
四、 Hash 的不可修改性
區塊與哈希是一一對應的，每個區塊的哈希都是針對區塊頭(Head)計算的。也就是說，把區塊頭的各項特徵值，按照順序連接在一起，組成一個很長的字元串，再對這個字元串計算哈希。
Hash = SHA256( 區塊頭 )
上面就是區塊哈希的計算公式，SHA256是區塊鏈的哈希演算法。注意，這個公式裡面只包含區塊頭，不包含區塊體，也就是說，哈希由區塊頭唯一決定，
前面說過，區塊頭包含很多內容，其中有當前區塊體的哈希，還有上一個區塊的哈希。這意味著，如果當前區塊體的內容變了，或者上一個區塊的哈希變了，一定會引起當前區塊的哈希改彎首變。
這一點對區塊鏈有重大意義。如果有人修改了一個區塊，該區塊的哈希就變了。為了讓後面的區塊還能連到它(因為下一個區塊包含上一個區塊的哈希)，該人必須依次修改後面所有的區塊，否則被改掉的區塊就脫離區塊鏈了。由於後面要提到的原因，哈希的計算很耗時，短時間內修改多個區塊幾乎不可能發生，除非有人掌握了全網51%以上的計算能力。
正是通過這種聯動機制，區塊鏈保證了自身的可靠性，數據一旦寫入，就無法被篡改。這就像歷史一樣，發生了就是發生了，從此再無法改變。
每個區塊都連著上一個區塊，這也是區塊鏈這個名字的由來。
五、采礦
由於必須保證節點之間的同步，所以新區塊的添加速度芹鬧顫不能太快。試想一下，你剛剛同步了一個區塊，准備基於它生成下一個區塊，但這時別的節點又有新區塊生成，你不得不放棄做了一半的計算，再次去同步。因為每個區塊的後面，只能跟著一個區塊，你永遠只能在最新區塊的後面，生成下一個區塊。所以，你別無選擇，一聽到信號，就必須立刻同步。
所以，區塊鏈的發明者中本聰(這是假名，真實身份至今未知)故意讓添加新區塊，變得很困難。他的設計是，平均每10分鍾，全網才能生成一個新區塊，一小時也就六個。
這種產出速度不是通過命令達成的，而是故意設置了海量的計算。也就是說，只有通過極其大量的計算，才能得到當前區塊的有效哈希，從而把新區塊添加到區塊鏈。由於計算量太大，所以快不起來。
這個過程就叫做采礦(mining)，因為計算有效哈希的難度，好比在全世界的沙子裡面，找到一粒符合條件的沙子。計算哈希的機器就叫做礦機，操作礦機的人就叫做礦工。
六、難度系數
讀到這里，你可能會有一個疑問，人們都說采礦很難，可是采礦不就是用計算機算出一個哈希嗎，這正是計算機的強項啊，怎麼會變得很難，遲遲算不出來呢?
原來不是任意一個哈希都可以，只有滿足條件的哈希才會被區塊鏈接受。這個條件特別苛刻，使得絕大部分哈希都不滿足要求，必須重算。
原來，區塊頭包含一個難度系數(difficulty)，這個值決定了計算哈希的難度。舉例來說，第100000個區塊的難度系數是 14484.16236122。
區塊鏈協議規定，使用一個常量除以難度系數，可以得到目標值(target)。顯然，難度系數越大，目標值就越小。
哈希的有效性跟目標值密切相關，只有小於目標值的哈希才是有效的，否則哈希無效，必須重算。由於目標值非常小，哈希小於該值的機會極其渺茫，可能計算10億次，才算中一次。這就是采礦如此之慢的根本原因。
前面說過，當前區塊的哈希由區塊頭唯一決定。如果要對同一個區塊反復計算哈希，就意味著，區塊頭必須不停地變化，否則不可能算出不一樣的哈希。區塊頭裡面所有的特徵值都是固定的，為了讓區塊頭產生變化，中本聰故意增加了一個隨機項，叫做 Nonce。
Nonce 是一個隨機值，礦工的作用其實就是猜出 Nonce 的值，使得區塊頭的哈希可以小於目標值，從而能夠寫入區塊鏈。Nonce 是非常難猜的，目前只能通過窮舉法一個個試錯。根據協議，Nonce 是一個32位的二進制值，即最大可以到21.47億。第 100000 個區塊的 Nonce 值是274148111，可以理解成，礦工從0開始，一直計算了 2.74 億次，才得到了一個有效的 Nonce 值，使得算出的哈希能夠滿足條件。
運氣好的話，也許一會就找到了 Nonce。運氣不好的話，可能算完了21.47億次，都沒有發現 Nonce，即當前區塊體不可能算出滿足條件的哈希。這時，協議允許礦工改變區塊體，開始新的計算。
七、難度系數的動態調節
正如上一節所說，采礦具有隨機性，沒法保證正好十分鍾產出一個區塊，有時一分鍾就算出來了，有時幾個小時可能也沒結果。總體來看，隨著硬體設備的提升，以及礦機的數量增長，計算速度一定會越來越快。
為了將產出速率恆定在十分鍾，中本聰還設計了難度系數的動態調節機制。他規定，難度系數每兩周(2016個區塊)調整一次。如果這兩周裡面，區塊的平均生成速度是9分鍾，就意味著比法定速度快了10%，因此接下來的難度系數就要調高10%;如果平均生成速度是11分鍾，就意味著比法定速度慢了10%，因此接下來的難度系數就要調低10%。
難度系數越調越高(目標值越來越小)，導致了采礦越來越難。
八、區塊鏈的分叉
即使區塊鏈是可靠的，現在還有一個問題沒有解決：如果兩個人同時向區塊鏈寫入數據，也就是說，同時有兩個區塊加入，因為它們都連著前一個區塊，就形成了分叉。這時應該採納哪一個區塊呢?
現在的規則是，新節點總是採用最長的那條區塊鏈。如果區塊鏈有分叉，將看哪個分支在分叉點後面，先達到6個新區塊(稱為六次確認)。按照10分鍾一個區塊計算，一小時就可以確認。
由於新區塊的生成速度由計算能力決定，所以這條規則就是說，擁有大多數計算能力的那條分支，就是正宗的區塊鏈。
九、總結
區塊鏈作為無人管理的分布式資料庫，從2009年開始已經運行了8年，沒有出現大的問題。這證明它是可行的。
但是，為了保證數據的可靠性，區塊鏈也有自己的代價。一是效率，數據寫入區塊鏈，最少要等待十分鍾，所有節點都同步數據，則需要更多的時間;二是能耗，區塊的生成需要礦工進行無數無意義的計算，這是非常耗費能源的。
因此，區塊鏈的適用場景，其實非常有限。
不存在所有成員都信任的管理當局
寫入的數據不要求實時使用
挖礦的收益能夠彌補本身的成本
如果無法滿足上述的條件，那麼傳統的資料庫是更好的解決方案。
目前，區塊鏈最大的應用場景(可能也是唯一的應用場景)，就是以比特幣為代表的加密貨幣。

⑵ 區塊鏈技術入門,涉及哪些編程語言

Go語言

Go語言（Golang）是谷歌2009年推出的一種全新的編程語言，可以在不損失應用程序性能的情況下降低代碼的復雜虧蘆嫌性。谷歌首席軟體工程師羅布派克(Rob Pike)說：「我們之所以開發Go，是因為過去10多年間軟體開發的難度令人沮喪。」

除比特幣是由C開發以外，目前最主流坊的客戶端均有go語言開發，足以可見Go語言在整個嘩歲區塊鏈行業的地位。

C

C 進一步擴充銷手和完善了 C 語言，是一種面向對象的程序設計語言。C 可運行於多種平台上，如 Windows、MAC 操作系統以及 UNIX 的各種版本。C是一種使用十分廣泛的計算機程序設計語言。它是一種通用程序設計語言，支持多重編程模式，例如過程化程序設計、數據抽象、面向對象程序設計、泛型程序設計和設計模式等。

大多數的區塊鏈企業都選擇用C編寫區塊鏈的底層，最著名的有比特幣、ripple等，主要體現的是強計算性。

Java

Java不同於一般的編譯語言或解釋型語言。它首先將源代碼編譯成位元組碼，然後依賴各種不同平台上的虛擬機來解釋執行位元組碼，從而實現了「一次編寫，到處運行」的跨平台特性。而區塊鏈項目的開發，對Java有著明顯的依賴性。

其他的還有Python、系統架構、以太坊、Linux、hyperledger、JavaScript等都會有涉及。

⑶ 北大青鳥java培訓：區塊鏈技術落地的發展趨勢

隨著區塊鏈技術的不斷發展，越來越多的人都開始關注區塊鏈技術是如何落地實現項目轉換和開發的。
今天，我們就一起來了解一下，區塊鏈技術落地的發展趨勢。
區塊鏈每天都在想方設法形成新的行業和企業應用，不用多久這項技術將無處不在。
未來，包括初創企業、學術機構、開源機構、聯盟和金融機構等都會參與到這項技術當中。
目前對區塊鏈前景的爭議，集中於其落地方向和價值的不明朗。
迷霧之中，眾說紛紜，有言論稱「區塊鏈不ICO不掙錢」，也有人試圖找到幣圈以外區塊鏈技術在現實場景中的真正價值。
這里給大家提供一些值得關注的內容。
區塊鏈核心技術提到區塊鏈核心技術，一般包括應用層、合約層、激勵層、共識層、網路層、數據層中的關鍵技術。
這裡面的研究熱點有共識、分布式賬本、跨鏈技術、P2P網路和一些應用實踐。
你可能會問：目前市場上區塊鏈平台眾多，如何正確認識和評估適合企業選擇的底層技術?區塊鏈在企業級應用中區塊鏈面臨著哪些關鍵痛點和技術挑戰，如何解決?跟生命和醫療數據有關的區塊鏈項目，在開發運營過程中有哪些經驗教訓?跨鏈的本質到底是什麼?需要解決什麼問題?技術難點及實現模式有哪些?文件系統的特性和實現原理是怎樣?如何在以太坊中實現DPoS演算法以及其意義?區塊鏈金融當區塊鏈技術剛被提出的時候，金融被認為是主要的應用場景之一，具體包括建立基於區塊鏈技術的銀行間點對點支付結算系統和跨境支付系統、在交易所運用區塊鏈技術實現股權的登記和轉讓等。
區塊鏈應用於金融領域有著天生的絕對優勢，主觀來看，金融機構在區塊鏈應用的探索上意願強，需要新的技術來提高運營效率，降低成本來應對整個全球經濟當前現狀。
客觀來看，金融行業市場空間巨大，些許的進步就能帶來巨大收益。
山西電腦培訓http://www.kmbdqn.cn/發現金融行業是對安全性、穩定性要求極高的行業，如果區塊鏈在金融領域應用得以驗證，那麼將會產生巨大的示範效應，迅速在其他行業推廣。

⑷ 北京java課程分享區塊鏈技術中的共識演算法

關於區塊鏈技術的一些講解和知識點分析我們已經給大家分享過很多次了。今天，北京java課程就再來了解一下，區塊鏈技術中的共識演算法的一些基本定義與特點。

簡單過一下區塊鏈

我們一般意識形態中的鏈是鐵鏈，由鐵鑄成，一環扣一環。形象地，區塊鏈的也可以這么理解，只正滑悔不過它不是由鐵鑄成，而是由擁有一定數據結構的塊連接而成，這是一個簡單的雛形

通俗講解共識

所謂共識，通俗來說，就是我們大家對某種事物的理解達成一致的意思。比如說日常的開會討論問題，又比如判斷一個動物是不是貓，我們肉眼看了後覺得像貓，其滿足貓的特徵，那麼我們認為它是貓。共識，是一種規則。

繼續舉正我們的會議例子。參與會議的人，通過開會的方式來達到談論解決問題。

對比區塊鏈中，參與挖礦的礦工通過某種共識方式(演算法)來解決讓自己的賬本跟其他節點的賬本保持一致。讓賬本保持一致的深入一層意思就是，讓鏈中區塊信息保持一致。

為什麼需要共識，不需要可不可以?當然不可以，生活中沒了共識的規則，一切亂套。區塊鏈沒了共識的規則，各個節點各干各的，失去一致的意義。

這兩個例子的對應的關系如下：

會議的人=挖礦的礦工

開會=共識方式(演算法)

談論解決問題=讓自己的賬本跟其他節點的賬本保持一致

如果你對節點的概念意思不懂，請先理解為礦工，一個節點內部包含很多角色，礦工是其中之一。

共識演算法

目前常見的在區塊鏈中，節點們讓自己的賬本跟其他節點的賬本保持一致的共識方式(演算法)有如下幾種：

PoW，代表者是比特幣(BTC)

弊端：

礦池的出現，一定程度上違背了去中心化的初衷，同時也使得51%攻擊成為可能，影響其安全性。

存在巨大的算力浪費，看看礦池消耗大量的電力資源，隨著難度增加，挖出的不夠讓悶付電費

PoS，代表者是以太坊(ETH)，從PoW過度到PoS

弊端：

破壞者對網路的攻擊成本很低，擁有代幣就能競爭

另外擁有代幣數量大的節點獲得記賬權的概率會更大，會使得網路共識受少數富裕賬戶支配，從而失去公正性。

⑸ java課程分享區塊鏈技術的組成元素架構

隨著互聯網的不斷發展，越來越多的人都了解到了關於區塊鏈技術的一些特點和使用情況，今天我們就來介紹一下，區塊鏈的一些元素組成都有哪些。

區塊鏈的組成

區塊鏈由區塊和鏈組成。每一個區塊包含三個元素：數據、哈希值、前一區塊的哈希值。

區塊的第一個元素是數據。區塊中所保存的數據與區塊鏈的類型有關。例如，比特幣區塊鏈中的區塊保存了相關的交易信息，包括賣家，買家，以及交易比特幣的數量。

區塊的第二個舉正元素是哈希值。每個區塊包含了一個哈讓悶希值，這個哈希值是的，它用來標識一個區塊和它所包含的所有內容。一旦某個區塊被創正滑悔建，它的哈希值就相對應的被計算出來了。改變區塊中的某些內容會使得哈希值改變。所以換句話說：當你想要檢測區塊中內容的改變時，哈希值對你就很有幫助。如果一個區塊的指紋改變了，那它就再也不是之前的區塊了。

區塊的第三個元素是前一個區塊的哈希值。這個元素使得區塊之間可以形成鏈接，並且能夠使得區塊鏈十分的安全。

舉個例子假設我們有一條區塊鏈包含3個區塊。每個區塊包含了一個自己的哈希值以及前一個區塊的哈希值。3號區塊指向2號區塊，2號區塊又指向1號區塊。但是1號區塊有點特殊，它不能指向前一個區塊，因為它是第一個區塊。我們把1號區塊叫做創世區塊。

那麼，現在我們假設你篡改了第二個區塊。這將導致第二個區塊的哈希值改變，那麼3號區塊存儲的數據就是錯誤的、非法的。而3號區塊存儲的數據一旦是非法的，後面的區塊也一定是非法的。

所以如果一個人想要篡改區塊鏈中任何一個區塊，它必須修改這個區塊以及這個區塊之後的所有區塊。這將是一個很繁重的任務。

區塊鏈的工作量證明

但是，僅僅使用哈希值的方法不足以防止用戶篡改區塊。因為現在的計算機運算速度已經足夠強大，並且能夠每秒計算成千上萬的哈希值。java課程建議你完全可以篡改一個區塊並且重新計算其他的區塊的哈希值，這樣就使得你的區塊再次變得合法。