Spring Boot+Blockchain：区块链入门Demo

1. 引言

区块链技术近年来迅速发展，其去中心化、不可篡改和透明性等特点吸引了众多开发者和企业的关注。为了便于理解和应用区块链技术，本文将介绍如何使用Spring Boot集成区块链，构建一个简单的区块链Demo。

2. 项目准备

2.1 环境要求

在开始之前，我们需要确保系统中安装了以下工具：

JDK 11或以上版本
Maven 3.6或以上版本
IDE（如IntelliJ IDEA或Eclipse）

2.2 创建Spring Boot项目

我们将使用Spring Initializr创建一个新的Spring Boot项目。具体步骤如下：

打开 Spring Initializr
选择以下选项：
- Project: Maven Project
- Language: Java
- Spring Boot: 2.5.0
- Project Metadata:
  - Group: com.example
  - Artifact: blockchain-demo
  - Name: blockchain-demo
  - Description: Demo project for Spring Boot with Blockchain
  - Package name: com.example.blockchain
  - Packaging: Jar
  - Java: 11
添加以下依赖：
- Spring Web
点击“Generate”按钮，下载生成的项目文件，并将其导入到IDE中。

3. 区块链基础知识

在实现区块链之前，我们需要了解一些基本概念：

3.1 区块（Block）

区块是区块链的基本组成单位，每个区块包含以下信息：

区块头（Block Header）：包括区块的元数据，如版本号、时间戳、前一个区块的哈希等。
区块体（Block Body）：包含实际交易数据。

3.2 链（Chain）

链是由多个区块按照时间顺序链接而成的，确保每个区块都是唯一且不可篡改的。

3.3 哈希（Hash）

哈希函数是一种将任意长度的输入转换为固定长度输出的函数。区块链使用哈希函数确保数据的完整性和安全性。

4. 实现区块链Demo

4.1 创建Block类

首先，我们需要创建一个Block类来表示区块。区块类包含以下属性：

5. 总结

本文介绍了如何使用SpringBoot集成区块链技术，构建一个简单的区块链Demo。我们从项目创建、区块链基础知识、实现区块链代码，到最后通过HTTP接口进行交互，逐步完成了一个完整的区块链应用。希望本文能为读者提供一个清晰的入门指南，帮助大家更好地理解和应用区块链技术。

索引（index）
时间戳（timestamp）
交易数据（data）
前一个区块的哈希（previousHash）

当前区块的哈希（hash）


package com.example.blockchain;

import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.util.Date;

public class Block {

    private int index;
    private long timestamp;
    private String data;
    private String previousHash;
    private String hash;

    public Block(int index, String data, String previousHash) {
        this.index = index;
        this.timestamp = new Date().getTime();
        this.data = data;
        this.previousHash = previousHash;
        this.hash = calculateHash();
    }

    public String calculateHash() {
        String input = index + timestamp + data + previousHash;
        return applySha256(input);
    }

    public static String applySha256(String input) {
        try {
            MessageDigest digest = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
            byte[] hash = digest.digest(input.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
            StringBuilder hexString = new StringBuilder();
            for (byte b : hash) {
                hexString.append(String.format("%02x", b));
            }
            return hexString.toString();
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    // Getters and setters

    @Override
    public String toString() {
        return "Block{" +
                "index=" + index +
                ", timestamp=" + timestamp +
                ", data='" + data + '\'' +
                ", previousHash='" + previousHash + '\'' +
                ", hash='" + hash + '\'' +
                '}';
    }
}

4.2 创建Blockchain类

接下来，我们需要创建一个Blockchain类来管理区块链。该类包含一个ArrayList来存储区块，并提供添加新块和验证区块链的方法。


package com.example.blockchain;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Blockchain {

    private List<Block> chain;

    public Blockchain() {
        chain = new ArrayList<>();
        // Add the genesis block
        chain.add(createGenesisBlock());
    }

    private Block createGenesisBlock() {
        return new Block(0, "Genesis Block", "0");
    }

    public Block getLatestBlock() {
        return chain.get(chain.size() - 1);
    }

    public void addBlock(Block newBlock) {
        newBlock.setPreviousHash(getLatestBlock().getHash());
        newBlock.setHash(newBlock.calculateHash());
        chain.add(newBlock);
    }

    public boolean isChainValid() {
        for (int i = 1; i < chain.size(); i++) {
            Block currentBlock = chain.get(i);
            Block previousBlock = chain.get(i - 1);

            if (!currentBlock.getHash().equals(currentBlock.calculateHash())) {
                return false;
            }
            if (!currentBlock.getPreviousHash().equals(previousBlock.getHash())) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

    // Getters and setters

    @Override
    public String toString() {
        StringBuilder blockchainString = new StringBuilder();
        for (Block block : chain) {
            blockchainString.append(block.toString()).append("\n");
        }
        return blockchainString.toString();
    }
}

4.3 创建Controller类

为了使我们的区块链Demo可通过HTTP接口进行交互，我们需要创建一个Controller类。该类提供了添加新块和查看区块链的方法。


package com.example.blockchain;

import org.springframework.web.bind.annotation.*;

@RestController
@RequestMapping("/blockchain")
public class BlockchainController {

    private Blockchain blockchain;

    public BlockchainController() {
        blockchain = new Blockchain();
    }

    @PostMapping("/addBlock")
    public String addBlock(@RequestBody String data) {
        Block newBlock = new Block(blockchain.getLatestBlock().getIndex() + 1, data, blockchain.getLatestBlock().getHash());
        blockchain.addBlock(newBlock);
        return "Block added: " + newBlock.toString();
    }

    @GetMapping("/getBlockchain")
    public String getBlockchain() {
        return blockchain.toString();
    }

    @GetMapping("/isValid")
    public String isValid() {
        return "Blockchain is valid: " + blockchain.isChainValid();
    }
}