區(qū)塊鏈的java實(shí)現(xiàn)（詳細(xì)代碼解析）

區(qū)塊鏈原本是比特幣等加密貨幣存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的一種獨(dú)特方式，是一種自引用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用來存儲(chǔ)大量交易信息，每條記錄從后向前有序鏈接起來，具備公開透明、無(wú)法篡改、方便追溯的特點(diǎn)。實(shí)際上，這種特性也直接體現(xiàn)了整個(gè)比特幣的特點(diǎn)，因此使用區(qū)塊鏈來概括加密貨幣背后的技術(shù)實(shí)現(xiàn)是非常直觀和恰當(dāng)?shù)摹^(qū)塊鏈?zhǔn)且豁?xiàng)技術(shù)，加密貨幣是其開發(fā)實(shí)現(xiàn)的一類產(chǎn)品（含有代幣，也有不含代幣的區(qū)塊鏈產(chǎn)品），不能等同或混淆。與加密貨幣相比，區(qū)塊鏈這個(gè)名字拋開了代幣的概念，更加形象化、技術(shù)化、去政治化，更適合作為一門技術(shù)去研究、去推廣。

一般說來，區(qū)塊鏈系統(tǒng)由數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識(shí)層、激勵(lì)層、合約層和應(yīng)用層組成。 其中，數(shù)據(jù)層封裝了底層數(shù)據(jù)區(qū)塊以及相關(guān)的數(shù)據(jù)加密和時(shí)間戳等技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)層則包括分布式組網(wǎng)機(jī)制、數(shù)據(jù)傳播機(jī)制和數(shù)據(jù)驗(yàn)證機(jī)制等；共識(shí)層主要封裝網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的各類共識(shí)算法；激勵(lì)層將經(jīng)濟(jì)因素集成到區(qū)塊鏈技術(shù)體系中來，主要包括經(jīng)濟(jì)激勵(lì)的發(fā)行機(jī)制和分配機(jī)制等；合約層主要封裝各類腳本、算法和智能合約，是區(qū)塊鏈可編程特性的基礎(chǔ)；應(yīng)用層則封裝了區(qū)塊鏈的各種應(yīng)用場(chǎng)景和案例。該模型中，基于時(shí)間戳的鏈?zhǔn)絽^(qū)塊結(jié)構(gòu)、分布式節(jié)點(diǎn)的共識(shí)機(jī)制、基于共識(shí)算力的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)和靈活可編程的智能合約是區(qū)塊鏈技術(shù)最具代表性的創(chuàng)新點(diǎn)。

哈希樹的跟節(jié)點(diǎn)稱為Merkle根，Merkle樹可以僅用log2（N）的時(shí)間復(fù)雜度檢查任何一個(gè)數(shù)據(jù)元素是否包含在樹中：

package test;

import java.security.MessageDigest;

import java.uTIl.ArrayList;

import java.uTIl.List;

public class MerkleTrees {

// transacTIon List

List《String》 txList;

// Merkle Root

String root;

/**

* constructor

* @param txList transacTIon List 交易List

*/

public MerkleTrees（List《String》 txList） {

this.txList = txList;

root = “”;

}

/**

* execute merkle_tree and set root.

*/

public void merkle_tree（） {

List《String》 tempTxList = new ArrayList《String》（）;

for （int i = 0; i 《 this.txList.size（）; i++） {

tempTxList.add（this.txList.get（i））;

}

List《String》 newTxList = getNewTxList（tempTxList）;

while （newTxList.size（） ！= 1） {

newTxList = getNewTxList（newTxList）;

}

this.root = newTxList.get（0）;

}

/**

* return Node Hash List.

* @param tempTxList

* @return

*/

private List《String》 getNewTxList（List《String》 tempTxList） {

List《String》 newTxList = new ArrayList《String》（）;

int index = 0;

while （index 《 tempTxList.size（）） {

// left

String left = tempTxList.get（index）;

index++;

// right

String right = “”;

if （index ！= tempTxList.size（）） {

right = tempTxList.get（index）;

}

// sha2 hex value

String sha2HexValue = getSHA2HexValue（left + right）;

newTxList.add（sha2HexValue）;

index++;

}

return newTxList;

}

/**

* Return hex string

* @param str

* @return

*/

public String getSHA2HexValue（String str） {

byte［］ cipher_byte;

try{

MessageDigest md = MessageDigest.getInstance（“SHA-256”）;

md.update（str.getBytes（））;

cipher_byte = md.digest（）;

StringBuilder sb = new StringBuilder（2 * cipher_byte.length）;

for（byte b： cipher_byte） {

sb.append（String.format（“%02x”， b&0xff） ）;

}

return sb.toString（）;

} catch （Exception e） {

e.printStackTrace（）;

}

return “”;

}

/**

* Get Root

* @return

*/

public String getRoot（） {

return this.root;

}

}