链式结构小结

更改区块1的数据，只有修改所有链条上的数据才能保证一致。

在区块1上可以分叉新的链条，这种方式也需要全网区块达成共识。

认识hash函数

确定性：对同一个输入数据，无论用哈希函数重复计算多少次，每次都能得到相同的结果。

单向性：可以很轻松的对已知数据进行哈希计算，得到哈希值，通过哈希值反推相应的已知数据非常难。

隐秘性：在已知哈希值的情况下，没有可行的办法算出哈希函数的输入值。

抗篡改：对一个数据块，哪怕只改动一个bit位，哈希值改动非常大。

抗碰撞：两个不同的数据块，hash值相同的可能性非常小。

MD系列常用MD5，但其抗碰撞性被公认较差，不推荐使用。

SHA0，SHA1已被证实不安全，推荐使用SHA256，SHA3。

区块链链式结构

区块链的架构模型

认识一下什么是区块链

价值传递从转让方到了受让方

价值传递双方借助第三方中介进行传递，由于担心第三方系统会发生故障导致数据丢失，因此引入区块链。

通过区块链协议进行自管理。

go语言构建区块链

package BlockChain

import (
   "crypto/sha256"
   "encoding/hex"
   "time"
)

//构建区块链结构体——区块
type Block struct {
   Index int64   //区块编号
   Timestamp int64  //区块时间戳秒为单位，区块创建的时间
   PrevBlockHash string  //上一个区块哈希值
   Hash string  //当前区块的哈希值
   Data string  //区块所包含的数据
}

//计算区块的哈希值
func calculateHash(b Block) string{
   //用区块的这几个部分作为hash内容
   //string(b.Index)   将int64转化为string
   blockData := string(b.Index) + string(b.Timestamp) + b.PrevBlockHash + b.Data
   //计算hash值并存入字节数组
   hashInBytes := sha256.Sum256([] byte(blockData))

    return hex.EncodeToString(hashInBytes[:])

}

//生成区块
func GenerateNewBlock(preBlock Block, data string) Block{
   //定义一个新的区块
   newBlock := Block{}
   //新区块的编号等于父区块的编号+1
   newBlock.Index = preBlock.Index + 1
   //新区块的哈希值等于上一个区块本身的hash值
   newBlock.PrevBlockHash = preBlock.Hash
   //新区块的时间戳等于当前时间
   newBlock.Timestamp = time.Now().Unix()
   //新区块的Hash是更新新内容计算得来
   newBlock.Hash = calculateHash(newBlock)
   return newBlock
}

//生成创世区块:是第一个区块，区块编号为0，区块的哈希值是一个空值，
//区块的时间戳和当前Hash值可以为它传递一个虚拟的父区块生成
// 在系统启动之前就已经生成好了
func GenerateGenesisBlock() Block{
   preBlock := Block{}
   preBlock.Index = -1
   preBlock.Hash = ""
   return GenerateNewBlock(preBlock,"First Block")
}

修改其中一个区块，这个区块后面的所有区块都有跟着修改

链式结构哈希的计算

哈希函数：是一种算法，把任意长度的二进制数据映射为固定长度的二进制数据。

哈希函数的特点：具有确定性，单向性，隐秘性，抗篡改，抗碰撞

哈希函数的实现：MD系列，SHA系列，推荐SHA256，SHA3

区块链链式结构：

一个区块由区块头和区块体组成；

区块体中存储了相关的交易数据；

区块头中最重要的元素是父区块hash，每一个区块含有一个父区块的hash，相当于有了一个指向父区块的指针，通过hash指针把一个一个的区块连接起来，就构成了区块链特殊的链式结构。

在区块链中的第一个节点称为创世区块，创世区块只有数据值，没有父区块和hash值。

区块链的架构模型

1. 数据层：封装了底层数据区块的链子结构，以及相关的非对称的公钥私钥加密技术和时间戳技术；是整个区块链最底层的数据结构。

2. 网络层：包括P2P组网机制，数据传播机制和数据验证机制。

3. 共识层：封装了网络节点的各类共识机制算法，是区块链的核心技术，它决定是到底是谁来进行记账，而记账方式将会影响整个系统的安全性和可靠性。

4. 激励层：将帧元素集中到区块链的技术体系中来，包括发行机制和分配机制，主要应用在公有链中，并不是所有的区块链都有激励层。

5. 合约层：用于封装各类脚本、算法和智能合约，是区块链可编程特性的基础，可以简单理解为一份自定义的电子合同。

6. 应用层：封装了区块链的各种应用场景和案例。

   合约层、激励层、共识层、网络层、数据层构成了区块链的核心系统

   共识层、网络层、数据层是构建区块链系统的必要元素

   激励层通常位于公有链，激励遵守规则的节点，惩罚不遵守规则的节点

   合约层用于封装各类脚本、算法、合约。