实验目的:

  1. 修改挖矿相关算法,使其满足需求,即要求哈希值的末尾有一定数量的零。
  2. 实现一个区块链的基本功能,包括创建区块、计算哈希值、挖矿等。

实验原理:

  1. 区块链是由一个个区块组成,每个区块包含前一个区块的哈希值、交易数据和一个随机数(nonce)等信息。
  2. 挖矿是通过计算区块的哈希值,使其满足一定的条件,即哈希值的末尾有一定数量的零。
  3. 哈希值是通过对区块的数据进行哈希算法(如SHA-256)得到的。

设计需求:

  1. 定义一个变量difficulty,表示哈希值末尾所需的零的数量。
  2. 修改挖矿算法,使其计算出的哈希值末尾有difficulty个零。

计算过程:

  1. 创建一个新的区块,包含前一个区块的哈希值、交易数据和一个随机数(nonce)。
  2. 计算该区块的哈希值,通过对区块的数据进行哈希算法得到。
  3. 检查哈希值的末尾是否有difficulty个零,若不满足则增加nonce的值,重新计算哈希值,直到满足条件为止。
  4. 当找到满足条件的哈希值后,将该区块加入到区块链中。

修改后的blockchain.js文件中相关函数源代码:

const SHA256 = require('crypto-js/sha256');

class Block {
  constructor(timestamp, data, previousHash = '') {
    this.timestamp = timestamp;
    this.data = data;
    this.previousHash = previousHash;
    this.nonce = 0;
    this.hash = this.calculateHash();
  }

  calculateHash() {
    return SHA256(this.previousHash + this.timestamp + JSON.stringify(this.data) + this.nonce).toString();
  }

  mineBlock(difficulty) {
    while (this.hash.substring(0, difficulty) !== Array(difficulty + 1).join("0")) {
      this.nonce++;
      this.hash = this.calculateHash();
    }
    console.log("Block mined: " + this.hash);
  }
}

class Blockchain {
  constructor() {
    this.chain = [this.createGenesisBlock()];
    this.difficulty = 4;
  }

  createGenesisBlock() {
    return new Block("01/01/2022", "Genesis block", "0");
  }

  getLatestBlock() {
    return this.chain[this.chain.length - 1];
  }

  addBlock(newBlock) {
    newBlock.previousHash = this.getLatestBlock().hash;
    newBlock.mineBlock(this.difficulty);
    this.chain.push(newBlock);
  }

  isChainValid() {
    for (let i = 1; i < this.chain.length; i++) {
      const currentBlock = this.chain[i];
      const previousBlock = this.chain[i - 1];

      if (currentBlock.hash !== currentBlock.calculateHash()) {
        return false;
      }

      if (currentBlock.previousHash !== previousBlock.hash) {
        return false;
      }
    }
    return true;
  }
}

let myBlockchain = new Blockchain();
console.log("Mining block 1...");
myBlockchain.addBlock(new Block("02/01/2022", { amount: 4 }));
console.log("Mining block 2...");
myBlockchain.addBlock(new Block("03/01/2022", { amount: 8 }));

以上代码中,Block类表示一个区块,Blockchain类表示一个区块链。在Block类的mineBlock函数中,通过增加nonce的值来计算满足条件的哈希值。在Blockchain类的addBlock函数中,调用了mineBlock函数来挖掘新的区块,并将其加入到区块链中

写出以下实验目的和实验原理修改挖矿相关算法实现以下需求:var difficulty = 4; number of zeros required at the end of hash结果:写出设计需求和计算过程。贴出修改后的 blockchainjs 文件中相关函数源代码。

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