在 iOS 中实现区块链

本文参考

区块链（Blockchain）是比特币等流行的加密货币背后的技术。区块链的主要概念是去中心化，提供分布式账本。本文会为你展示如何在 iOS/macOS 中使用 Swift 语言创建最基本的区块链。

注意：本文不涉及节点（nodes/peers）、验证和奖励等。

我会用 macOS Playground 来演示，快且方便，还有一些实用的函数可以用来生成 SHA 哈希值。

实现区块类

第一步是实现区块（Block）类，用来表示区块链中的一个区块。实现如下：

class Block {
var index: Int = 0
var dateCreated: String
var previousHash: String!
var hash: String!
var nonce: Int
var data: String

var key: String {
get {
return String(self.index) + self.dateCreated + self.previousHash + self.data + String(self.nonce)
}
}

init(data: String) {
self.dateCreated = Date().toString()
self.nonce = 0
self.data = data
}
}

区块类详解：

index——区块位于区块链中的位置。index 为 0 则表示该区块是区块链中的第一个区块。index 为 1 则表示区块链中的第二个区块……以此类推！
dateCreated——区块创建的日期
previousHash——前一个区块的哈希值
hash——当前区块的哈希值
nonce——递增的数字，对生成哈希值很关键
data——任意有价值的信息。可以是金钱、医疗信息和房地产信息等等
key——计算属性，提供给产生哈希值的函数

实现区块链类

区块链（Blockchain）类需要用一个区块的实例来初始化自己。这个区块也被称为创世区块（genesis block），正因为它是区块链的第一个区块。区块链类实现如下：

class Blockchain {
private (set) var blocks = [Block]()

init(_ genesisBlock: Block) {
addBlock(genesisBlock)
}

func addBlock(_ block: Block) {
if blocks.isEmpty {
// 添加创世区块
// 第一个区块没有 previous hash
block.previousHash = "0"
block.hash = generateHash(for: block)
} else {
let previousBlock = getPreviousBlock()
block.previousHash = previousBlock.hash
block.index = blocks.count
block.hash = generateHash(for: block)
}

blocks.append(block)
displayBlock(block)

}

private func getPreviousBlock() -> Block {
return blocks[blocks.count - 1]
}

private func displayBlock(_ block: Block) {
print("------ 第 \(block.index) 个区块 --------")
print("创建日期：\(block.dateCreated)")
print("数据：\(block.data)")
print("Nonce：\(block.nonce)")
print("前一个区块的哈希值：\(block.previousHash!)")
print("哈希值：\(block.hash!)")
}

private func generateHash(for block: Block) -> String {
var hash = block.key.sha1Hash()
while !hash.hasPrefix("00") {
block.nonce += 1
hash = block.key.sha1Hash()
}
return hash
}
}

addBlock 函数用于给区块链增加区块。下一个区块则基于前一个区块的哈希值以及其它属性来计算 key。

generateHash 函数负责生成唯一的哈希值并赋值给区块。但并不使用完全随机的哈希，而是需要以“00”开头的特定哈希。这个概念叫做“工作量证明系统”。在实际中工作量证明系统的解法会更复杂，解决的人也会获得奖励（可能是额外的比特币）。

下面实际看看我们的区块链。

视频链接

从 Gist 上下载完整的源码。复制粘贴到 macOS Playground 里就可以运行。

作者：张嘉夫_Joseph
链接：https://juejin.im/post/5a43ae5f51882538650977d1

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