原文：How does blockchain really work? I built an app to show you.
作者：Sean Han
根据维基百科，区块链是：
一个用于维护不断增长的记录列表的分布式数据库，我们称之为区块链。
这听起来很棒，那它是如何工作的呢？
为了说明区块链，我们将会使用一个名为Blockchain CLI的开源命令行工具。
我同时也建立了一个基于浏览器的版本
安装命令行工具
在此之前请先安装Node.js
然后在你的命令行中运行以下指令：
npm install blockchain-cli -g
blockchain你应该会看到👋 Welcome to Blockchain CLI!和一个blockchain →提示。这说明已经准备好了。
区块长什么样？
想要查看当前的区块链，你需要在命令提示行下输入blockchain或者bc。你应该会看到像下面的图片一样的一个区块。
- Index：是哪一个区块（创世块的索引是0）？
- Hash：块是否有效？
- Previous Hash：前一个区块是否有效？
- Timestamp：什么时候添加的区块？
- Data：什么信息存储在区块上？
- Nonce：在找到有效区块之前，我们进行了多少次迭代？
创世块
每一个区块链都是从🏆 Genesis Block开始的。正如你们将要在后面看到的，区块链上的每一个区块都依赖于前一个区块。所以，需要创世块来挖出我们的第一个区块。
当一个新的区块被开采时会发生什么？
让我们挖出我们的第一个区块。在命令行中输入
mine freeCodeCamp♥︎。
区块链查看链上最新的区块来获取index和previous hash。在这个案例下创世块是最新的区块。
- Index：0+1=1
- Previous Hash：0000018035a828da0…
- Timestamp：区块被添加的时间
- Data：freeCodeCamp❤
- Hash：？？？
- Nonce：？？？
Hash是如何计算的？
哈希值是唯一标识数据的固定长度的数值。
Hash是通过将Index、Previous Hash、Timestamp、Data和Nonce作为输入值来计算的。
CryptoJS.SHA256(index + previousHash + timestamp + data + nonce)SHA256算法将会依据这些输入计算出一个唯一Hash值。同样的输入总是会返回同样的结果。
你是否注意到区块Hash中的四个前导0？
四个前导0是一个有效Hash的最低要求。所需前导0的数量被称之为难度
function isValidHashDifficulty(hash, difficulty) {
for (var i = 0, b = hash.length; i < b; i ++) {
if (hash[i] !== '0') {
break;
}
}
return i >= difficulty;
}这也被称为工作证明系统
Nonce是什么？
Nonce是用来查找一个有效Hash的次数。
let nonce = 0;
let hash;
let input;
while(!isValidHashDifficulty(hash)) {
nonce = nonce + 1;
input = index + previousHash + timestamp + data + nonce;
hash = CryptoJS.SHA256(input)
}Nonce迭代到直到Hash有效。在我们的案例中，一个有效的Hash至少要拥有4个前置0。查找与有效Hash对应的Nonce的过程就是挖矿。
随着难度的增加，可能的有效Hash数量就会减少。伴随着有效Hash的减少，我们需要更强的算力来查找有效Hash。
为什么这么重要？
这些机制非常重要，它们使区块链不可变。
如果我们有这么一个区块链“A->B->C”，而且有一个人想要改变区块A上的数据。那么会发生什么呢？
- 区块A上的数据改变了。
- 区块A的hash改变了，因为数据被用来计算hash。
- 区块A失效了，因为它的hash不再有4个前导0。
- 区块B的hash改变了，因为区块A的hash被用来计算区块B的hash。
- 区块B失效了，因为它的hash不再有4个前导0。
- 区块B的hash改变了，因为区块C的hash被用来计算区块B的hash。
- 区块C失效了，因为它的hash不再有4个前导0。
改变一个区块的唯一方法就是将这个区块重新挖一遍，接下来是所有的区块。由于总是有新的区块被添加，因此改变区块几乎是一件不可能的事。
我希望这个教程能够对您有所帮助！
如果您想要查看网页版的演示，请出门右转blockchaindemo.io
